1、广东财经大学广州校区北区体育综合馆结结构构计计算算书书计算:校核:审核:广东世纪达建设集团有限公司广东世纪达建设集团有限公司二二年七月二二年七月广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 1页目目录录第一部分、大跨度玻璃与铝板组合幕墙计算部分.11.工程概况说明.12.设计依据.13.基本计算公式.31.风荷载标准值计算.42.风荷载设计值计算.53.水平地震作用计算.54.荷载组合计算.51.水密性计算.61.玻璃面积.62.玻璃板块自重.63.玻璃强度计算.74.玻璃跨中挠度计算.91.结构胶宽度计算.102.结构胶厚度计算.113.结构胶强度计算.111.立柱荷载计算.122.立柱型材特性.12、53.立柱强度计算.154.立柱的稳定性验算.165.立柱的刚度计算.176.立柱抗剪计算.171.立柱与主结构连接计算.181.选用横梁型材的截面特性.192.横梁的强度计算.213.横梁的刚度计算.244.横梁的抗剪强度计算.251.横梁与角码连接计算.262.角码与立柱连接计算.271.连接焊缝基本信息.282.焊缝强度计算.281.固定压块计算信息.292.压块强度计算.303.压块刚度计算.314.螺栓抗拉强度计算.311.端接焊缝基本信息.312.焊缝强度计算.321.角焊缝强度计算.33第二部分、大跨度玻璃与铝板组合转角幕墙计算部分.36广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 2页3、1.工程概况说明.362.设计依据.363.基本计算公式.381.风荷载标准值计算.392.风荷载设计值计算.403.水平地震作用计算.404.荷载组合计算.401.水密性计算.411.玻璃面积.412.玻璃板块自重.413.玻璃强度计算.424.玻璃跨中挠度计算.441.结构胶宽度计算.452.结构胶厚度计算.463.结构胶强度计算.461.立柱荷载计算.472.立柱型材特性.503.立柱强度计算.504.立柱的稳定性验算.515.立柱的刚度计算.526.立柱抗剪计算.521.立柱与主结构连接计算.531.选用横梁型材的截面特性.542.横梁的强度计算.563.横梁的刚度计算.594.横梁的4、抗剪强度计算.601.横梁与角码连接计算.612.角码与立柱连接计算.621.连接焊缝基本信息.632.焊缝强度计算.631.固定压块计算信息.642.压块强度计算.653.压块刚度计算.664.螺栓抗拉强度计算.661.端接焊缝基本信息.662.焊缝强度计算.67第三部分、一、二层洞口幕墙结构计算.691.工程概况说明.692.设计依据.693.基本计算公式.711.风荷载标准值计算.722.风荷载设计值计算.733.水平地震作用计算.734.荷载组合计算.73广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 3页1.水密性计算.741.玻璃面积.742.玻璃板块自重.743.玻璃强度计算.754.玻璃5、跨中挠度计算.761.立柱荷载计算.772.选用立柱型材的截面特性.793.立柱的强度计算.814.立柱的刚度计算.825.立柱抗剪计算.831.选用横梁型材的截面特性.842.横梁的强度计算.843.横梁的刚度计算.874.横梁的抗剪强度计算.881.横梁与角码连接计算.892.角码与立柱连接计算.901.固定压块计算信息.902.压块强度计算.913.压块刚度计算.914.螺栓抗拉强度计算.921.预埋件受力计算.922.预埋件面积计算.923.锚筋锚固长度计算.931.工程概况说明.942.设计依据.943.基本计算公式.961.风荷载标准值计算.982.风荷载设计值计算.993.水平地6、震作用计算.994.荷载组合计算.991.选用横梁型材的截面特性.992.横梁的强度计算.1013.横梁的刚度计算.1044.横梁的抗剪强度计算.105第四部分、铝板幕墙结构计算.1071.工程概况说明.1072.设计依据.1073.基本计算公式.1091.风荷载标准值计算.1102.风荷载设计值计算.1123.水平地震作用计算.1124.荷载组合计算.1121.面板荷载计算.1132.铝板强度计算.113广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 4页3.加强肋强度计算.1154.压板强度计算.1185.压板螺栓强度计算.1196.铆钉抗拉强度计算.119第五部分、玻璃雨棚幕墙结构计算.1261.7、工程概况说明.1262.设计依据.1263.基本计算公式.1281.风荷载标准值计算.1292.风荷载设计值计算.1303.雪荷载标准值计算.1304.雪荷载设计值计算.1305.自重荷载设计值.1306.竖向均布地震作用计算.1307.荷载组合计算.1311.玻璃面积.1322.玻璃板块自重.1323.玻璃强度计算.1324.玻璃跨中挠度计算.1331.变截面雨蓬截面特性.1342.变截面雨蓬荷载计算.1353.变截面雨蓬杆件强度校核.1384.变截面雨蓬杆件剪切强度校核.1385.变截面雨蓬杆件挠度校核.1416.雨蓬杆件在集中活荷载作用下的校核.1431.选用型材的截面特性.1452.杆8、件强度计算.1453.杆件剪力计算.1474.杆件刚度计算.1471.预埋件受力计算.1482.预埋件面积计算.1483.锚筋锚固长度计算.149广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 1页第一部分、大跨度玻璃与铝板组合幕墙计算部分一、计算依据及说明1.工程概况说明工程名称:广东财经大学体育馆工程所在城市:广州市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B 类工程所在地区抗震设防烈度:七度(0.15g)工程基本风压:0.5kN/m22.设计依据序号标准名称标准号1绿色建筑评价标准GB/T 50378-20192建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068-20183建筑玻璃采光顶技术要求JG/T 231-29、0184铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T 437-20185建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T 18575-20176吊挂式玻璃幕墙用吊夹JG/T 139-20177铝合金建筑型材 第1部分：基材GB/T 5237.1-20178铝合金建筑型材 第2部分：阳极氧化型材GB/T 5237.2-20179铝合金建筑型材 第3部分：电泳涂漆型材GB/T 5237.3-201710铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材GB/T 5237.4-201711铝合金建筑型材 第5部分：喷漆型材GB/T 5237.5-201712铝合金建筑型材 第6部分：隔热型材GB/T 5237.6-201710、13钢结构设计标准GB 50017-201714混凝土用机械锚栓JG/T 160-201715冷弯型钢通用技术要求GB/T 6725-201716混凝土接缝用建筑密封胶JC/T 881-201717热轧型钢GB/T 706-201618点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127-201619紧固件机械性能自攻螺钉GB 3098.5-201620普通装饰用铝塑复合板GB/T 22412-201621民用建筑热工设计规范GB50176-201622紧固件机械性能螺母GB/T 3098.2-201523建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T 18250-201524建筑玻璃应用技术规程JGJ 11311、-201525建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21431-201526公共建筑节能设计标准GB 50189-201527建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-201428紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB 3098.6-201429紧固件机械性能不锈钢螺母GB 3098.15-201430建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-2014广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 2页31混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-201332混凝土结构加固设计规范(附条文说明)GB 50367-201333中空玻璃用弹性密封胶GB/T 29755-201334一般工业用铝及铝合金12、板、带材 第1部分：一般要求GB/T 3880.1-201235中空玻璃GB/T 11944-201236建筑陶瓷薄板应用技术规程JGJ/T 172-201237建筑结构荷载规范GB 50009-201238一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能GB/T 3880.2-201239一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差GB/T 3880.3-201240建筑工程用索JG/T 330-201141干挂空心陶瓷板GB/T 27972-201142建筑用隔热铝合金型材JG 175-201143铝合金门窗工程技术规范JGJ 214-201044建筑抗震设计规范(2016年版)GB 13、50011-201045混凝土结构设计规范(2015版)GB 50010-201046建筑制图标准GB/T 50104-201047紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-201048建筑玻璃点支承装置JG/T 138-201049石材用建筑密封胶GB/T 23261-200950天然花岗石建筑板材GB/T 18601-200951建筑抗震加固技术规程JGJ/T 116-200952公共建筑节能改造技术规范JGJ 176-200953陶瓷板GB/T 23266-200954平板玻璃GB 11614-200955夹层玻璃GB 15763.3-200956建筑用安全玻璃防火玻璃GB 1514、763.1-200957半钢化玻璃GB/T 17841-200858耐候结构钢GB/T 4171-200859建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484-200860中国地震烈度表GB/T 17742-200861铝合金门窗GB/T 8478-200862搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带GB/T 13790-200863塑料门窗工程技术规程JGJ 103-200864中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定GB/T 22476-200865建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-200866不锈钢棒GB/T 1220-200767建筑幕墙GB/T 21086-200768铝合金结构设计15、规范GB 50429-200769民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T 154-200770建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法JG/T 211-200771不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T 20878-200772百页窗用铝合金带材YS/T 621-200773小单元建筑幕墙JG/T 216-2007广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 3页74建筑幕墙用瓷板JG/T 217-200775中空玻璃用复合密封胶条JC/T 1022-200776干挂饰面石材及其金属挂件JC83018302-200577钢化玻璃GB 15763.2-200578建筑隔声评价标准GB/T 50121-20016、579建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178-200580玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-200381玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-200182幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T 882-20013.基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A 类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B 类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C 类指有密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;广东财经大学体育馆按 B 类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-20147.417、.1-2采用风荷载计算公式:wk=gzslzw0其中:wk-作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)gz-瞬时风压的阵风系数根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=1+2gI10(z10)(-)其中 g 为峰值因子取为 3，I10 为 10 米高名义湍流度,为地面粗糙度指数A 类场地:I10=0.12,=0.12B 类场地:I10=0.14,=0.15C 类场地:I10=0.23,=0.22D 类场地:I10=0.39,=0.30z-风压高度变化系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A 类场地:z=1.284Z100.24B 类场18、地:z=1.000Z100.30C 类场地:z=0.544Z100.44D 类场地:z=0.262Z100.60本工程属于 B 类地区sl-风荷载体型系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 4页w0-基本风压,按全国基本风压图,广州市地区取为 0.5kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=EmaxGAk其中:qEAk-水平地震作用标准值E-动力放大系数,按 5.0 取定max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6 度(0.05g):max=0.047 度(0.1g):max=0.087 度(0.15g):max=0.119、28 度(0.2g):max=0.168 度(0.3g):max=0.249 度(0.4g):max=0.32广州市地区设防烈度为七度(0.15g),根据本地区的情况,故取max=0.12GAk-幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：GSG+wwSw+EESE+TTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷20、载效应控制的组合，取 1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取 1.0；可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取 1.5二、荷载计算1.风荷载标准值计算Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度 25mz:25m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=1.316382I10:10 米高名义湍流度,对应 A、B、C、D 类地面粗糙度，分别取 0.12、0.14、0.23、0.39。(DBJ 15-101-2014条文说明 7.5.9)gz:阵风系数:gz=2.25sp1:局部正风压体型系21、数,采用给定值，取 1.2。sn1:局部负风压体型系数,采用给定值，取-1.3。面板正风压风荷载标准值计算如下Wkp=gzsp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.251.21.3163820.5=1.777116 kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 5页Wkn=gzsn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.25(-1.3)1.3163820.5=-1.925209 kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下Wkvp=gzsvp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.251.2122、.3163820.5=1.777116 kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下Wkvn=gzsvn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-1.925209 kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下Wkhp=gzshp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.777116 kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下Wkhn=gzshn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-1.925209 kN/m2当前幕墙抗风压等级为 2 级2.风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2w:风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算W23、p=wWkp=1.51.777116=2.665674kN/m2Wn=wWkn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m2立柱风荷载作用计算Wvp=wWkvp=1.51.777116=2.665674kN/m2Wvn=wWkvn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m2横梁风荷载作用计算Whp=wWkhp=1.51.777116=2.665674kN/m2Whn=wWkhn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m23.水平地震作用计算GAk:面板平米重量取 0.8192kN/m2max:水平地震影响系数最大值:0.12qEk:分布水平地震作用24、标准值(kN/m2)qEk=EmaxGAk=50.120.8192=0.49152kN/m2E:地震作用分项系数:1.3qEA:分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=EqEk=1.30.49152=0.638976kN/m24.荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:Szkp=Wkp=1.777116kN/m2Szp=Wkpw+qEkEE=1.7771161.5+0.491521.30.5广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 6页=2.985162kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:Szkn=Wkn=-1.925209kN/m2Szn=Wknw-qEk25、EE=-1.9252091.5-0.491521.30.5=-3.207301kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为 1.925209kN/m2面板荷载组合设计值为 3.207301kN/m2立柱承受风荷载标准值为 1.925209kN/m2横梁承受风荷载标准值为 1.925209kN/m2三、水密性指标值计算1.水密性计算根据建筑幕墙GB/T 21086-2007 5.1.2.1 要求,水密性能指标应按照如下方法确定,对于A 和A 地区，即热带风暴和台风多发地区，水密性能指标 P 按照下面公式计算：P=1000zc0GB/T 21086-2007 5.26、1.2.1z:计算高度 25mz:25m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=1.316382c:风力系数，可取 1.20:广州市地区基本风压，取 0.5kN/m2，广州市地区所属气候区域为 IA 类气候所以有：P=1000zc0=10001.3163821.20.5=789.829323Pa由于该地区所属气候区域为 IA 类气候，根据 GB/T 21086-2007 5.1.2.1(b)规定，实际水密性能按照上式的 75%进行设计，即P0.75=592.371992Pa四、玻璃计算1.玻璃面积B:该处玻璃幕墙27、分格宽:3mH:该处玻璃幕墙分格高:2mA:该处玻璃板块面积:A=BH=32=6m22.玻璃板块自重GSAk:中空夹胶玻璃板块平均自重(不包括铝框):玻璃的体积密度为:25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)t1:外层玻璃厚度 10mmt2:中间层玻璃厚度 10mm广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 7页t3:内层玻璃厚度 12mmGSAk=25.6t1+t2+t31000=25.610+10+121000=0.8192kN/m2G=1.30.81926=6.38976kN3.玻璃强度计算选定面板材料为:10(TP)+10+10(TP)+2.28+12(TP)中空夹胶玻璃校28、核依据:gq:玻璃所受组合荷载:3.207301kN/m2a:玻璃短边边长:2mb:玻璃长边边长:3mt1:中空夹胶玻璃外侧玻璃板块厚度:10mmt2:中空夹胶玻璃中间玻璃板块厚度:10mmt3:中空夹胶玻璃内侧玻璃板块厚度:12mmE:玻璃弹性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比 a/b 查表 6.1.2-1 得:0.078333:折减系数,根据参数查表 6.1.2-2w:玻璃所受应力:采用风荷载与地震荷载组合:q=3.207301kN/m2荷载分配系数计算:按照玻璃弯曲刚度进行荷载分配,玻璃弯曲刚度与厚度的立方成正比,故可以按下面方法计算当前玻璃结构为 10(TP)29、+10+10(TP)+2.28+12(TP)中空夹胶玻璃,考虑内层夹胶先组合然后与外层中空再组合的原则ten:内层夹胶组合等效厚度ten=3t23+t33ren:内层夹胶组合分配系数ren=ten3ten3+t13=t23+t33t23+t33+t13r1,r2,r3:外层、中间层、内层玻璃荷载分配系数r1=1.1t13t13+ten3=1.1t13t13+t23+t33广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 8页=1.1103103+103+123=0.295064r2=rent23t23+t33=t23+t33t23+t33+t13t23t23+t33=103103+103+123=0.2630、824r3=rent33t23+t33=t33t13+t23+t33=123103+103+123=0.463519面荷载设计值组合作用下各层玻璃所受的面荷载分别为:q1=r1 q=0.94636kN/m2q2=r2 q=0.860328kN/m2q3=r3 q=1.486646kN/m2面荷载标准值作用下各层玻璃所受的荷载分别为:qk1=r1 qk=0.568061kN/m2qk2=r2 qk=0.516419kN/m2qk3=r3 qk=0.892372kN/m2参数计算:面荷载标准值作用下1=qk1a4109Et14(JGJ102-20036.1.2-3)=0.568061241097231、000104=12.623569查表 6.1.2-2 得1=0.9495062=qk2a4109Et24(JGJ102-20036.1.2-3)=0.5164192410972000104=11.475971查表 6.1.2-2 得2=0.954096广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 9页3=qk3a4109Et34(JGJ102-20036.1.2-3)=0.8923722410972000124=9.56331查表 6.1.2-2 得3=0.963494各层玻璃应力计算:w1=6mq1a21000t121(JGJ102-20036.1.2-1)=60.0783330.94636221032、001020.949506=16.893203N/mm2w2=6mq2a21000t222(JGJ102-20036.1.2-1)=15.431703N/mm2w3=6mq3a21000t323(JGJ102-20036.1.2-1)=18.700438N/mm216.893203N/mm2g=84N/mm215.431703N/mm2g=84N/mm218.700438N/mm2g=84N/mm2玻璃的强度满足4.玻璃跨中挠度计算校核依据:dfdflim=2601000=33.333333mmD:玻璃刚度(Nmm):玻璃泊松比:0.2E:玻璃弹性模量:72000N/mm2te:中空夹胶玻璃的33、等效厚度当前玻璃结构为 10(TP)+10+10(TP)+2.28+12(TP)中空夹胶玻璃,由于有空气层存在,故需要按照规范 JGJ102-2003 6.1.5 进行折减te=0.953t13+t23+t33=0.953103+103+123=14.730435mmD=Ete312(1-2)=7200014.730435312(1-0.22)广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 10页=19976837.5Nmmqk:玻璃所受组合荷载标准值:1.925209kN/m2:挠度系数,按边长比 a/b 查表 6.1.3 得:0.00773参数计算:=qka4Ete4(JGJ102-20036.1.34、2-3)=1.925209247200014.7304354109=9.086635:折减系数,根据参数查表 6.1.2-2得=0.967307df:玻璃组合荷载标准值作用下挠度最大值df=qka4D(JGJ102-20036.1.3-2)=0.007731.9252092419976837.50.967307109=11.529618mm11.529618mmdflim=33.333333mm玻璃的挠度满足五、结构胶计算1.结构胶宽度计算(1)组合荷载作用下结构胶粘结宽度的计算:Cs1:组合荷载作用下结构胶粘结宽度(mm)W:组合荷载设计值:3.207301kN/m2a:矩形分格短边长度:235、mf1:结构胶的短期强度允许值:0.2N/mm2按 5.6.2 条规定采用Cs1=Wa2f1=3.207301220.2=16.036507mm取 17mm(2)自重效应胶缝宽度的计算:Cs2:自重效应胶缝宽度(mm)B:幕墙分格宽:3mH:幕墙分格高:2mGAK:玻璃板块自重:0.8192f2:结构胶的长期强度允许值:0.01N/mm2按 5.6.2 条规定采用Cs2=1.3HBGAK(H+B)2000f2(JGJ102-20035.6.3-3)广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 11页=1.3230.8192(2+3)20000.011000=63.8976mm取 64mm(3)结构硅酮36、密封胶的最小计算宽度:64mm2.结构胶厚度计算(1)温度变化效应胶缝厚度的计算:Ts:温度变化效应结构胶的粘结厚度:mm1:结构硅酮密封胶的温差变位承受能力:0.125:年温差:80Us:玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量:mm铝型材线膨胀系数:al=2.3510-5玻璃线膨胀系数:aw=110-5Us=b(2.35-1)100=280(2.35-1)100=2.16mmTs=Us1(2+1)(JGJ102-20035.6.5)=2.160.125(2+0.125)=4.191016mm(2)荷载作用下胶缝厚度的计算:Ts:荷载作用下结构胶的粘结厚度:mmH:幕墙分格高:2m:幕墙37、层间变位设计变位角 1/5502:结构硅酮密封胶的地震变位承受能力:0.125Ts=H10002(2+2)=1550210000.125(2+0.125)=7.055575mm(3)结构硅酮密封胶的最小计算厚度:8mm3.结构胶强度计算(1)设计选定胶缝宽度和厚度:胶缝选定宽度为:19 mm胶缝选定厚度为:8 mm胶缝不满足构造要求幕墙玻璃相对于铝合金框的位移:Us=Hg广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 12页=155021000=3.63636mm(2)短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:W:风荷载以及地震荷载组合设计值:3.207301kN/m2a:玻璃结构胶单边长度:2mCs:结构38、胶粘结宽度:19 mm1=Wa2Cs=3.2073012219=0.168805N/mm2(3)永久荷载和作用在结构胶中产生的剪应力:H:幕墙分格高:2mB:幕墙分格宽:3m2=GAKGBH2Cs(B+H)=0.81921.332219(3+2)=0.03363N/mm20.01N/mm2结构胶长期强度不满足要求(4)短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:=12+22=0.1688052+0.033632=0.172123N/mm20.2N/mm2结构胶短期强度满足要求六、立柱计算1.立柱荷载计算(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)r39、w:风荷载作用效应的分项系数：1.5Wk:风荷载标准值:1.925209kN/m2Bl:幕墙左分格宽:3mBr:幕墙右分格宽:3mqwk=WkBl+Br2=1.9252093+32=5.775627kN/mqw=1.5qwk=1.55.775627广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 13页=8.66344kN/m(2)分布水平地震作用设计值GAkl:立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.82kN/m2GAkr:立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.82kN/m2qEAkl=5maxGAkl(JGJ102-20035.3.4)=50.120.82=0.492kN/m2qEA40、kl=5maxGAkr(JGJ102-20035.3.4)=50.120.82=0.492kN/m2qek=qEklBl+qEkrBr2=0.4923+0.49232=1.476kN/mqe=1.3qek=1.31.476=1.9188kN/m(3)立柱荷载组合立柱所受组合荷载标准值为:qk=qwk=5.775627kN/m立柱所受组合荷载设计值为:q=qw+Eqe=8.66344+0.51.9188=9.62284kN/m立柱计算简图如下:n0n1n2b0b1立柱计算简图8863.12536.9广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 14页q1q2q3q4立柱受力简图8863.12536.9q41、1=9.623kN/mq2=3.198kN/mq3=9.623kN/mq4=3.198kN/m(4)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:Mmax=75.185kN.m立柱弯矩图8863.12536.9立柱弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0001.1082.2163.3244.4325.5396.6477.7558.863弯矩(kN.m)0.000 31.941 52.071 60.390 56.897 41.593 14.478-24.448-75.185偏移(m)8.8639.1809.4979.814 10.132 10.449 10.766 11.042、83 11.400弯矩(kN.m)-75.185-62.400-50.583-39.733-29.851-20.937-12.990-6.0110.000最大弯矩发生在 8.8631m 处M:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)M=75.185182kNm立柱在荷载作用下的轴力图如下:N1N2N1=-36.457kNN2=-8.113kN立柱轴力图立柱在荷载作用下的支座反力信息如下表:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 15页支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)n0-34.16136.457-n117.431-n2-92.970-2.立柱型材特性选定立柱材料43、类别:钢-Q235 冷弯选用立柱型材名称:未定义型材型材强度设计值:205N/mm2型材弹性模量:E=206000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=15362.8cm4Y 轴惯性矩:Iy=1753.38cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=877.874cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=877.874cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=350.676cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=350.676cm3型材截面积:A=108.32cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=16mm型材截面面积矩:Ss=570.572cm3塑性发展系数:=13.立柱强度计算校核依据:NA+MwaBl:幕墙左分格宽:3mBr:幕墙右分格宽:44、3mHv:立柱长度GAkl:幕墙左分格自重:0.82kN/m2GAKr:幕墙右分格自重:0.82kN/m2幕墙自重线荷载:Gk=GAklBl+GAkrBr2=0.823+0.8232=2.46kN/mrG:结构自重分项系数:1.3G:幕墙自重线荷载设计值 3.198kN/mf:立柱计算强度(N/mm2)A:立柱型材截面积:108.32cm2Nl:当前杆件最大轴拉力(kN)Ny:当前杆件最大轴压力(kN)Mmax:当前杆件最大弯矩(kN.m)Wz:立柱截面抵抗矩(cm3):塑性发展系数:1广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 16页立柱通过有限元计算得到的应力校核数据表格如下:编号NlNyMma45、xWzAfzb00.000-36.45775.185877.874108.3289.010b10.000-8.11375.185877.874108.3286.394通过上面计算可知,立柱杆件 b0 的应力最大,为 89.010311N/mm2a=205N/mm2,所以立柱承载力满足要求4.立柱的稳定性验算校核依据:NA+Mw(1-0.8NNe)a(JGJ102-20036.3.8-1)立柱临界轴压力计算:Ne=2EA1.12(JGJ102-20036.3.8-2):立柱长细比=Liviz:立柱回转半径iz=IzA=15362.8108.32=11.909153cmiy:立柱回转半径iy=Iy46、A=1753.38108.32=4.023312cm表中各符号意义如下:Nmax:杆件最大轴压力(kN)Mmax:杆件最大弯矩(kN.m)z,y:分别对于杆件两个轴的计算长度系数z,y:分别对于杆件两个轴的计算长细比z,y:轴心受压稳定系数 查表 6.3.8 可知具体系数Ne:临界轴压力(kN)fz,fy:杆件两个方向的稳定性计算强度(N/mm2):塑性发展系数:1立柱通过有限元计算得到的强轴和弱轴方向的应力数据表格如下:编号NmaxMmaxzyzyNefzfyb0-36.457 75.1850.752.096 154.206 0.8460.3107376.957 89.965 10.857b47、1-8.113 75.1850.714.911 44.1390.9700.881 90041.326 86.423 0.850说明:弱轴方向弯矩为 0kN.m广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 17页通过上面计算可知,立柱杆件 b0 的应力最大,为 89.964958N/mm2a=205N/mm2,所以立柱稳定性满足要求5.立柱的刚度计算校核依据:DfmaxL250且 Dfmax30mmDfmax:立柱最大允许挠度:通过有限元分析计算得到立柱的挠度图如下:Dmax=7.788mm立柱位移图8863.12536.9立柱挠度分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0001.1082.48、2163.3244.4325.5396.6477.755 8.863挠度(mm)0.0003.3976.0727.5597.6636.4654.3221.865 0.000偏移(m)8.8639.1809.4979.814 10.132 10.449 10.766 11.08311.400挠度(mm)0.000-0.275-0.432-0.491-0.475-0.402-0.288-0.150 0.000最大挠度发生在 3.988395m 处,最大挠度为 7.788332mm30mmDfmax=Hvmax2501000=8.86312501000=35.4524mm立柱最大挠度 Umax 为:49、7.788332mm35.4524mm挠度满足要求6.立柱抗剪计算校核依据:max=120N/mm2通过有限元分析计算得到立柱的剪力图如下:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 18页Qmax=51.127kN立柱剪力图8863.12536.9立柱剪力分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0001.1082.2163.3244.4325.5396.6477.7558.863剪力(kN)-34.161-23.500-12.839-2.1788.483 19.144 29.805 40.466 51.127偏移(m)8.8639.1809.4979.814 10.132 10.44950、 10.766 11.083 11.400剪力(kN)-41.843-38.791-35.740-32.688-29.637-26.585-23.534-20.482-17.431最大剪力发生在 8.8631m处:立梃剪应力:Q:立梃最大剪力:51.127042kNSs:立柱型材截面面积矩:570.572cm3Ix:立柱型材截面惯性矩:15362.8cm4t:立柱抗剪壁厚:16mm=QSs100Ixt=51.127042570.57210015362.816=11.867815N/mm211.867815N/mm2120N/mm2立柱抗剪强度可以满足七、立柱与主结构连接计算1.立柱与主结构连接51、计算连接处角码材料:钢-Q235连接螺栓材料:不锈钢螺栓-A2-70Lct:连接处角码壁厚:5.5mmDv:连接螺栓直径:16mmDve:连接螺栓有效直径:14.1236mmNh:连接处水平总力(N):Nh=Q=-34.161154kNNg:连接处自重总值设计值(N):广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 19页Ng=36.4572kNN:连接处总合力(N):N=Ng2+Nh2=36.45722+-34.16115421000=49961.103716NNbv:螺栓的承载能力:Nv:连接处剪切面数:2Nbv=23.14De22265(GB 50017-201711.4.1-1)=23.141452、.123622265=83034.116578NNnum:立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:Nnum=NNb=49961.10371683034.116578=0.601694 个取 6 个Nbcl:立梃型材壁抗承压能力(N):Nvl:连接处剪切面数:26t:立梃壁厚:16mmNbcl=Dv2310tNnum(GB 50017-201711.4.1-3)=162310166=952320N49961.103716N 952320N立梃型材壁抗承压能力满足Nbcg:角码型材壁抗承压能力(N):Nbcg=Dv2320LctNnum(GB 50017-201711.4.1-3)=1623205.5653、=337920N49961.103716N 337920N角码型材壁抗承压能力满足八、横梁计算1.选用横梁型材的截面特性选定横梁材料类别:铝-6063-T6选用横梁型材名称:未定义型材广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 20页型材强度设计值:140N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=325.911cm4Y 轴惯性矩:Iy=1533.71cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=65.182cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=65.182cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=123.121cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=115.812cm3型材截面积:A=21.66cm2型材计算校54、核处抗剪壁厚:t=3mm型材截面绕 X 轴面积矩:Ss=37.099cm3型材截面绕 Y 轴面积矩:Ssy=81.258cm3塑性发展系数:=1.05选定横梁叠合截面材料类别:钢-Q235 冷弯选用横梁型材名称:未定义叠合型材型材强度设计值:205N/mm2型材弹性模量:Ed=206000N/mm2X 轴惯性矩:Ixd=409.736cm4Y 轴惯性矩:Iyd=1535.5cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1d=102.434cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2d=102.434cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1d=170.61cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2d=170.61cm3型材截面积:Ad=39.04c55、m2型材计算校核处抗剪壁厚:td=8mm型材截面绕 X 轴面积矩:Ssd=60.032cm3型材截面绕 Y 轴面积矩:Ssdy=108.832cm3两个截面的荷载/内力(包括弯矩和剪力)分配系数为q1q2=EIyEdIyd=700001533.712060001535.5=0.33941风荷载作用方向分配系数rw1=EIyEIy+EdIyd=700001533.71700001533.71+2060001535.5=0.253402rw2=EdIydEIy+EdIyd广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 21页=2060001535.5700001533.71+2060001535.5=0.756、46598重力荷载作用方向分配系数rg1=EIxEIx+EdIxd=70000325.91170000325.911+206000409.736=0.212777rg2=EdIxdEIx+EdIxd=206000409.73670000325.911+206000409.736=0.7872232.横梁的强度计算校核依据:MxWx+MyWyfa=140(JGJ102-20036.2.4)(1)横梁在自重作用下的弯矩(kNm)Hh:幕墙分格高:2mBh:幕墙分格宽:3mGAkhu:横梁上部面板自重:0.9kN/m2GAkhd:横梁下部面板自重:0.9kN/m2Ghk:横梁自重荷载线分布均布荷载集57、度标准值(kN/m):Ghk=0.9Hh=0.92=1.8kN/mGh:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)Gh=GGhk=1.31.8=2.34kN/m横梁端部承受重力荷载为Grh=12GhBh=122.343=3.51kNMhg:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kNm)Mhg=18GhBh2=182.3432广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 22页=2.6325kNm(2)横梁承受的组合荷载作用计算横梁承受风荷载作用wk=1.925209kN/m2qEAk:横梁平面外地震荷载:E:动力放大系数:5max:地震影响系数最大值:0.12qEAku=Emax0.9(JGJ102-2058、035.3.4)=50.120.9=0.54kN/m2qEAkd=Emax0.9(JGJ102-20035.3.4)=50.120.9=0.54kN/m2荷载组合:横梁承受面荷载组合标准值:qAk=wk=1.925209kN/m2横梁承受面荷载组合设计值:qAu=wwk+0.5EqEAku=1.51.925209+0.51.30.54=3.238813kN/m2qAd=wwk+0.5EqEAkd=1.51.925209+0.51.30.54=3.238813kN/m2(3)横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)横梁上部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(梯形分布)横梁下部组合荷载线分布最大荷载集度59、标准值(梯形分布)分横梁上下部分别计算Hhu:横梁上部面板高度 2mHhd:横梁下部面板高度 2mqu=qAuHhu2=3.23881322=3.238813kN/mqd=qAdHhd2=3.23881322=3.238813kN/m组合荷载作用产生的线荷载标准值为:quk=qAkHhu2=1.92520922广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 23页=1.925209kN/mqdk=qAkHhd2=1.92520922=1.925209kN/mMh:横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)Mhu=124quBh2 3-HhuBh2=1243.23881332 3-232=3.103863kNm60、Mhd=124qdBh2 3-HhdBh2=1243.23881332 3-232=3.103863kNmMh=Mhu+Mhd=3.103863+3.103863=6.207726kN.m(4)横梁强度:横梁计算强度(N/mm2):Wx2:X 轴抵抗矩:65.182cm3Wy2:y 轴抵抗矩:115.812cm3Wx2d:叠合截面 X 轴抵抗矩:102.434cm3Wy2d:叠合截面 y 轴抵抗矩:170.61cm3:主截面塑性发展系数:1.05=Mhgrg1Wx2+Mhrw1Wy2103=2.63250.2127771.0565.182+6.2077260.2534021.05115.81261、103=21.120193N/mm2d=Mhgrg2Wx2d+Mhrw2Wy2d103=2.63250.7872231102.434+6.2077260.7465981170.61103=47.396536N/mm221.120193N/mm2 fa=140N/mm247.396536N/mm2 fad=205N/mm2横梁正应力强度满足要求广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 24页3.横梁的刚度计算1).横梁主截面的挠度验算校核依据:UmaxL180且 Umax20mm,且满足重力作用下UgmaxL500,Ugmax3mm横梁承受分布线荷载作用时的最大荷载集度：qku:横梁上部面板所受组合62、荷载标准值为 1.925209kN/mqkd:横梁下部面板所受组合荷载标准值为 1.925209kN/m由于组合截面变形一致，故只需要计算主型材断面的挠度即可Uhu:横梁上部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhu=qkurw1Bh4258-5Hhu2Bh2+2Hhu2Bh4EIy240=1.9252090.25340234258-52232+22234700001533.71240108=0.397845mmUhd:横梁下部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhd=qkdrw1Bh4258-5Hhd2Bh2+2Hhd2Bh4EIy240=1.9252090.25340234258-52232+22263、34700001533.71240108=0.397845mmUhg:自重作用产生的弯曲:Uhg=5Ghkrg1Bh4108384EIx=51.80.2127773410838470000325.911=1.77061mm 3mm综合产生的弯曲为:U=Uhu+Uhd=0.397845+0.397845=0.79569mm 20mmDu=UBh1000=0.7956931000=0.000265 1/180广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 25页Dg=UhgBh1000=1.7706131000=0.00059 1/500横梁主截面挠度满足要求2).横梁叠合截面的挠度验算校核依据:UmaxL64、250且 Umax20mm,且满足重力作用下UgmaxL500,Ugmax3mmUhg=1.77061mm 3mm综合产生的弯曲为:U=0.79569mm 20mmDu=0.000265 1/250Dg=0.00059 1/500横梁叠合截面挠度满足要求4.横梁的抗剪强度计算校核依据:max81.2N/mm2(1)Q:组合荷载作用下横梁剪力设计值(kN)qu:横梁上部组合荷载线荷载最大值:3.238813kN/mqd:横梁下部组合荷载线荷载最大值:3.238813kN/mBh:幕墙分格宽:3m需要分别计算横梁上下部分面板的组合荷载所产生的剪力设计值横梁上部组合荷载线分布呈梯形分布横梁下部组合荷65、载线分布呈梯形分布Qu=quBh2(1-HhuBh2)=3.238813 32(1-232)=3.238813kNQd=qdBh2(1-HhdBh2)=3.238813 32(1-232)=3.238813kN(2)Q:横梁所受剪力:Q=Qu+Qd=3.238813+3.238813=6.477627kN(3):横梁剪应力广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 26页Ssy:横梁型材截面面积矩:81.258cm3Iy:横梁型材截面惯性矩:1533.71cm4t:横梁抗剪壁厚:3mmh=Qrw1Ssy100Iyt(JGJ102-20036.2.5-2)=6.4776270.25340281.25866、1001533.713=2.898867N/mm2v:横梁竖向剪应力v=Grhrg1Ss100Ixt(JGJ102-20036.2.5-2)=3.510.21277737.099100325.9113=2.833823N/mm2=(h2+v2)=4.053886N/mm2Ssd:叠合截面型材截面面积矩:108.832cm3Iyd:叠合截面型材截面惯性矩:1535.5cm4td:叠合截面抗剪壁厚:8mmhd=Qrw2Ssdy100Iydtd(JGJ102-20036.2.5-2)=6.4776270.746598108.8321001535.58=4.284689N/mm2vd=Grhrg2Ss67、d100Ixdtd(JGJ102-20036.2.5-2)=5.060505N/mm2d=(hd2+vd2)=6.630782N/mm24.053886N/mm2 81.2N/mm26.630782N/mm2 120N/mm2横梁抗剪强度满足要求九、横梁与立柱连接件计算1.横梁与角码连接计算Q:连接部位受总剪力:采用SW+0.5 SE组合Q=6.477627kN广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 27页横梁与角码连接螺栓材料:A、B 级普通螺栓-5.6 级螺栓连接的抗剪强度计算值:190N/mm2Nv:剪切面数:1D:螺栓公称直径:8mmDe:螺栓有效直径:6.83mmNvbh:螺栓受剪承载68、能力计算:Nvbh=Nv3.14De22190(GB 50017-201711.4.1-1)=13.146.8322190=6961.212473NNnum:螺栓个数:Nnum=QNvbh=6.47762710006961.212473=0.930531横梁与角码连接螺栓取 3 个Ncb:连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力计算:t:幕墙横梁抗剪壁厚:3mmNcb=Dt161Nnum=831613=11592N6477.626922N 11592N横梁与角码连接强度满足要求2.角码与立柱连接计算Gh:自重荷载(N):Gh=3.51kNN:连接处组合荷载:采用SG+SW+ESEN=Gh2+Q2=3.69、512+6.4776272=7.367479kNNv:剪切面数:1Dp:螺栓公称直径:8mmDep:螺栓有效直径:6.83mm角码与立柱连接螺栓材料:A、B 级普通螺栓-5.6 级Nvbhv:螺栓受剪承载能力计算:Nvbhv=Nv3.14Dep22190(GB 50017-201711.4.1-1)=13.146.8322190=6961.212473N广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 28页Nnum2:螺栓个数:Nnum2=N/Nvbhv=1.058361立柱与角码连接螺栓取 3 个Ncbj:连接部位角码壁抗承压能力计算:Lct1:角码壁厚:5mmNcbj=DLct1199Nnum2(G70、B 50017-201711.4.1-3)=851993=23880N7367.479252N 23880N立柱与角码连接强度满足要求十、横梁连接焊缝强度计算1.连接焊缝基本信息Vx:通过焊缝中心作用的水平方向剪力:6.477627kNVy:通过焊缝中心作用的竖直方向剪力:3.51kNLx:承受水平方向剪力的焊缝长度 180mmLy:承受竖直方向剪力的焊缝长度 180mmMx:水平方向端部弯矩 0kN.mMy:竖直方向端部弯矩 0kN.mhf:角焊缝的焊脚尺寸为 7mm角焊缝的断面特性如下:X 轴惯性矩:Ix=120cm4Y 轴惯性矩:Iy=120cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=34cm3X 71、轴下部抵抗矩:Wx2=34cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=34cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=34cm3断面截面积:A=10cm22.焊缝强度计算1).计算参数说明f:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取 1.22；对直接承受动力荷载的结构取 1.0fwt:角焊缝的强度设计值取 160N/mm22).焊缝剪应力计算水平剪应力计算Afx:水平方向承受剪力的焊缝面积Afx=Lxhf0.7=18070.7=882mm2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 29页x=VxAfx=6.4776271000882=7.344248N/mm2竖直剪应力计算Afy:72、竖直方向承受剪力的焊缝面积Afy=Lyhf0.7=18070.7=882mm2y=VyAfy=3.511000882=3.979592N/mm23).弯矩作用产生的正应力计算wx=MxfWy=010001.2234=0N/mm2wy=MyfWx=010001.2234=0N/mm24).组合应力计算在弯矩、剪力共同作用下焊缝的组合应力验算如下：=(wx+wy)2+(x2+y2)=(0+0)2+(7.3442482+3.9795922)=8.353151N/mm2fwt=160N/mm2所以，焊缝强度满足要求十一、幕墙固定压块强度计算1.固定压块计算信息qw:作用在幕墙上的组合荷载设计值 3.273、07301kN/m2qwk:作用在幕墙上的组合荷载标准值 1.925209kN/m2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 30页b1:固定压块宽度 42mmL:固定压块长度 50mmt:固定压块厚度 5mmD:压块连接螺栓直径 6mm幕墙面板尺寸为 2m3m,压块安装间距不超过 350mm,共有 12 个双面固定压块,每个压块需要 1 个 M6 螺栓固定固定压块材料为铝-6061-T6固定压块的截面抵抗折减系数取=1I:固定压块的截面惯性矩I=(L-Dn)t312=(50-61)5312=458.333333mm4W:固定压块的截面抵抗矩W=It2=458.333333521=183.333374、33mm3A:固定压块的承受荷载面积Dist:压块安装间距,为 350mmA=Hw/2Dist=2/20.35=0.35m2固定压块承受荷载作用:荷载作用安全系数 1.5F=Aqw1000=0.353.20730110001.5=1683.833267NFk=Aqwk1000=0.351.92520910001.5=1010.734711NZf:集中作用力作用点到固定压块螺栓中心的距离 20mmM:固定压块承受的弯矩M=FZf=1683.83326720=33676.665338N.mm2.压块强度计算固定压块的应力设计值为=MW=33676.665338183.333333广东财经大学广州校75、区北区体育综合馆第 31页=183.690902N/mm2a=190.5N/mm2固定压块强度满足要求3.压块刚度计算固定压块的最大挠度为u=FkZf33EI=1010.734711203370000458.333333=0.084009mm Zf150=20150=0.133333mm固定压块刚度满足要求4.螺栓抗拉强度计算固定压块连接螺栓承受拉力单个螺栓最大承受能力Nt=PIDe22Ft=PI5.0622280=5630.525717NNnum:每个压块上面的螺栓数量P0=F2Nnum=1683.83326721=3367.666534N Nt=5630.525717N压块连接螺栓强度满足76、要求十二、端部连接焊缝强度计算1.端接焊缝基本信息Vx:通过焊缝中心作用的水平方向剪力:0kNVy:通过焊缝中心作用的竖直方向剪力:36.4572kNN:通过焊缝中心作用的垂直于焊缝平面的作用力:34.161154kNLx:承受水平方向剪力的焊缝长度 458mmLy:承受竖直方向剪力的焊缝长度 458mmMx:水平方向端部弯矩 0kN.mMy:竖直方向端部弯矩 10.93716kN.mhf:角焊缝的焊脚尺寸为 9mm角焊缝的断面特性如下:X 轴惯性矩:Ix=2959cm4Y 轴惯性矩:Iy=2959cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=258cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=258cm3广东财经大学广77、州校区北区体育综合馆第 32页Y 轴左部抵抗矩:Wy1=72.8cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=72.8cm3断面截面积:A=42.9cm22.焊缝强度计算1).计算参数说明f:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取 1.22；对直接承受动力荷载的结构取 1.0fwt:角焊缝的强度设计值取 160N/mm22).焊缝剪应力计算水平剪应力计算Afx:水平方向承受剪力的焊缝面积Afx=Lxhf0.7=45890.7=2885.4mm2x=VxAfx=010002885.4=0N/mm2竖直剪应力计算Afy:竖直方向承受剪力的焊缝面积Afy=Lyhf0.7=78、45890.7=2885.4mm2y=VyAfy=36.457210002885.4=12.635059N/mm2直接作用力产生的正应力计算n=NfA=34.161154101.2242.9=6.527027N/mm23).弯矩作用产生的正应力计算wx=MxfWy=010001.2272.8广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 33页=0N/mm2wy=MyfWx=10.9371610001.22258=34.747617N/mm24).组合应力计算在弯矩、剪力、轴力共同作用下焊缝的折算应力验算如下：=(wx+wy+n)2+x2+y2=(0+34.747617+6.527027)2+02+1279、.6350592=43.165275N/mm2fwt=160N/mm2所以，焊缝强度满足要求十三、弯矩轴力剪力作用下的角焊缝计算1.角焊缝强度计算(1).焊缝受力示意图20083VNMxxyy2117.160.978100100焊缝受力示意图(2).焊缝形心至竖向焊缝距离 x2x2=0.7hf 2(L-5)L-520.7hf(2(L-5)+B)=(83-5)22(83-5)+200=17.089888x1=L-5-x2=60.910112(3).焊缝几何特征广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 34页L:焊缝水平长度 83mmB:焊缝竖向长度 200mmhf:焊缝高度 9mmAf:焊缝面积Af80、=0.7hf2(L-5)+B=0.792(83-5)+200=2242.8mm2Ix:焊缝计算截面对 x 轴的惯性矩Ix=2(L-5)B22+112B30.7hf=2(83-5)20022+11220030.79=14028000mm4Iy:焊缝计算截面对 y 轴的惯性矩Iy=2112(L-5)3+(L-5)x2-L-522+Bx220.7hf=2112(83-5)3+(83-5)17.089888-83-522+20017.08988820.79=1338076.678652mm4J:焊缝计算截面对形心的惯性矩J=Ix+Iy=15366076.678652mm4(4).焊缝应力计算f:正面角81、焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取 1.22；对直接承受动力荷载的结构取 1.0fwt:角焊缝的强度设计值取 160N/mm2从焊缝应力分布来看，最危险点为“1”，“2”两点“1”点的焊缝应力：n1=NAf=471032242.8=20.955948N/mm2v1=VAf=01032242.8=0N/mm2mx1=MryJ=010010615366076.678652=0N/mm2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 35页my1=Mx1J=060.91011210615366076.678652=0N/mm21=v1+my1f2+(n1+mx1)2=082、+01.222+(20.955948+0)2=20.955948N/mm2fwt=160N/mm2“2”点的焊缝应力：n2=NAf=471032242.8=20.955948N/mm2v2=VAf=01032242.8=0N/mm2mx2=MryJ=010010615366076.678652=0N/mm2my2=Mx2J=017.08988810615366076.678652=0N/mm22=n2+mx2f2+(v2-my2)2=20.955948+01.222+(0-0)2=17.177006N/mm2fwt=160N/mm2所以，焊缝强度满足要求广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 383、6页第二部分：大跨度玻璃与铝板组合转角幕墙计算部分第二部分：大跨度玻璃与铝板组合转角幕墙计算部分一、计算依据及说明1.工程概况说明工程名称:广东财经大学体育馆工程所在城市:广州市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B 类工程所在地区抗震设防烈度:七度(0.15g)工程基本风压:0.5kN/m22.设计依据序号标准名称标准号1绿色建筑评价标准GB/T 50378-20192建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068-20183建筑玻璃采光顶技术要求JG/T 231-20184铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T 437-20185建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T 18575-201784、6吊挂式玻璃幕墙用吊夹JG/T 139-20177铝合金建筑型材 第1部分：基材GB/T 5237.1-20178铝合金建筑型材 第2部分：阳极氧化型材GB/T 5237.2-20179铝合金建筑型材 第3部分：电泳涂漆型材GB/T 5237.3-201710铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材GB/T 5237.4-201711铝合金建筑型材 第5部分：喷漆型材GB/T 5237.5-201712铝合金建筑型材 第6部分：隔热型材GB/T 5237.6-201713钢结构设计标准GB 50017-201714混凝土用机械锚栓JG/T 160-201715冷弯型钢通用技术要求GB/T 6725-85、201716混凝土接缝用建筑密封胶JC/T 881-201717热轧型钢GB/T 706-201618点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127-201619紧固件机械性能自攻螺钉GB 3098.5-201620普通装饰用铝塑复合板GB/T 22412-201621民用建筑热工设计规范GB50176-201622紧固件机械性能螺母GB/T 3098.2-201523建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T 18250-201524建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-201525建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21431-201526公共建筑节能设计标准GB 50189-201527建筑铝合金86、型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-201428紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB 3098.6-201429紧固件机械性能不锈钢螺母GB 3098.15-201430建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-2014广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 37页31混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-201332混凝土结构加固设计规范(附条文说明)GB 50367-201333中空玻璃用弹性密封胶GB/T 29755-201334一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求GB/T 3880.1-201235中空玻璃GB/T 11944-201236建筑陶瓷薄板应用技术规程J87、GJ/T 172-201237建筑结构荷载规范GB 50009-201238一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能GB/T 3880.2-201239一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差GB/T 3880.3-201240建筑工程用索JG/T 330-201141干挂空心陶瓷板GB/T 27972-201142建筑用隔热铝合金型材JG 175-201143铝合金门窗工程技术规范JGJ 214-201044建筑抗震设计规范(2016年版)GB 50011-201045混凝土结构设计规范(2015版)GB 50010-201046建筑制图标准GB/T 50104-20104788、紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-201048建筑玻璃点支承装置JG/T 138-201049石材用建筑密封胶GB/T 23261-200950天然花岗石建筑板材GB/T 18601-200951建筑抗震加固技术规程JGJ/T 116-200952公共建筑节能改造技术规范JGJ 176-200953陶瓷板GB/T 23266-200954平板玻璃GB 11614-200955夹层玻璃GB 15763.3-200956建筑用安全玻璃防火玻璃GB 15763.1-200957半钢化玻璃GB/T 17841-200858耐候结构钢GB/T 4171-200859建筑外门窗保温性能分级89、及检测方法GB/T 8484-200860中国地震烈度表GB/T 17742-200861铝合金门窗GB/T 8478-200862搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带GB/T 13790-200863塑料门窗工程技术规程JGJ 103-200864中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定GB/T 22476-200865建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-200866不锈钢棒GB/T 1220-200767建筑幕墙GB/T 21086-200768铝合金结构设计规范GB 50429-200769民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T 154-200770建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法90、JG/T 211-200771不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T 20878-200772百页窗用铝合金带材YS/T 621-200773小单元建筑幕墙JG/T 216-2007广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 38页74建筑幕墙用瓷板JG/T 217-200775中空玻璃用复合密封胶条JC/T 1022-200776干挂饰面石材及其金属挂件JC83018302-200577钢化玻璃GB 15763.2-200578建筑隔声评价标准GB/T 50121-200579建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178-200580玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-200381玻璃幕墙工程质量检验标准91、JGJ/T 139-200182幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T 882-20013.基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A 类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B 类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C 类指有密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;广东财经大学体育馆按 B 类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-20147.4.1-2采用风荷载计算公式:wk=gzslzw0其中:wk-作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)gz-瞬时风压的阵风系数根据不92、同场地类型,按以下公式计算:gz=1+2gI10(z10)(-)其中 g 为峰值因子取为 3，I10 为 10 米高名义湍流度,为地面粗糙度指数A 类场地:I10=0.12,=0.12B 类场地:I10=0.14,=0.15C 类场地:I10=0.23,=0.22D 类场地:I10=0.39,=0.30z-风压高度变化系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A 类场地:z=1.284Z100.24B 类场地:z=1.000Z100.30C 类场地:z=0.544Z100.44D 类场地:z=0.262Z100.60本工程属于 B 类93、地区sl-风荷载体型系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 39页w0-基本风压,按全国基本风压图,广州市地区取为 0.5kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=EmaxGAk其中:qEAk-水平地震作用标准值E-动力放大系数,按 5.0 取定max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6 度(0.05g):max=0.047 度(0.1g):max=0.087 度(0.15g):max=0.128 度(0.2g):max=0.168 度(0.3g):max=0.249 度(0.4g):max=0.32广州市地区设防烈度94、为七度(0.15g),根据本地区的情况,故取max=0.12GAk-幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：GSG+wwSw+EESE+TTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取 1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取 1.0；可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取 195、.5二、荷载计算1.风荷载标准值计算Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度 25mz:25m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=1.316382I10:10 米高名义湍流度,对应 A、B、C、D 类地面粗糙度，分别取 0.12、0.14、0.23、0.39。(DBJ 15-101-2014条文说明 7.5.9)gz:阵风系数:gz=2.25sp1:局部正风压体型系数,采用给定值，取 1.3。sn1:局部负风压体型系数,采用给定值，取-1.7。面板正风压风荷载标准值计算如下Wkp=gzsp196、zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.251.31.3163820.5=1.925209 kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 40页Wkn=gzsn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.25(-1.7)1.3163820.5=-2.517581 kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下Wkvp=gzsvp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.251.31.3163820.5=1.925209 kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下Wkvn=gzsvn1zW0(DBJ 15-197、01-20147.4.1-2)=-2.517581 kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下Wkhp=gzshp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.925209 kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下Wkhn=gzshn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-2.517581 kN/m2当前幕墙抗风压等级为 4 级2.风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2w:风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算Wp=wWkp=1.51.925209=2.887813kN/m2Wn=wWkn=1.5(-2.517581)=-3.7763798、1kN/m2立柱风荷载作用计算Wvp=wWkvp=1.51.925209=2.887813kN/m2Wvn=wWkvn=1.5(-2.517581)=-3.776371kN/m2横梁风荷载作用计算Whp=wWkhp=1.51.925209=2.887813kN/m2Whn=wWkhn=1.5(-2.517581)=-3.776371kN/m23.水平地震作用计算GAk:面板平米重量取 0.8192kN/m2max:水平地震影响系数最大值:0.12qEk:分布水平地震作用标准值(kN/m2)qEk=EmaxGAk=50.120.8192=0.49152kN/m2E:地震作用分项系数:1.3qEA99、:分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=EqEk=1.30.49152=0.638976kN/m24.荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:Szkp=Wkp=1.925209kN/m2Szp=Wkpw+qEkEE=1.9252091.5+0.491521.30.5广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 41页=3.207301kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:Szkn=Wkn=-2.517581kN/m2Szn=Wknw-qEkEE=-2.5175811.5-0.491521.30.5=-4.095859kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行100、强度演算采用面板荷载组合标准值为 2.517581kN/m2面板荷载组合设计值为 4.095859kN/m2立柱承受风荷载标准值为 2.517581kN/m2横梁承受风荷载标准值为 2.517581kN/m2三、水密性指标值计算1.水密性计算根据建筑幕墙GB/T 21086-2007 5.1.2.1 要求,水密性能指标应按照如下方法确定,对于A 和A 地区，即热带风暴和台风多发地区，水密性能指标 P 按照下面公式计算：P=1000zc0GB/T 21086-2007 5.1.2.1z:计算高度 25mz:25m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明101、 7.2.1)z=1(z10)0.3=1.316382c:风力系数，可取 1.20:广州市地区基本风压，取 0.5kN/m2，广州市地区所属气候区域为 IA 类气候所以有：P=1000zc0=10001.3163821.20.5=789.829323Pa由于该地区所属气候区域为 IA 类气候，根据 GB/T 21086-2007 5.1.2.1(b)规定，实际水密性能按照上式的 75%进行设计，即P0.75=592.371992Pa四、玻璃计算1.玻璃面积B:该处玻璃幕墙分格宽:3mH:该处玻璃幕墙分格高:2mA:该处玻璃板块面积:A=BH=32=6m22.玻璃板块自重GSAk:中空夹胶玻璃板102、块平均自重(不包括铝框):玻璃的体积密度为:25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)t1:外层玻璃厚度 10mmt2:中间层玻璃厚度 10mm广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 42页t3:内层玻璃厚度 12mmGSAk=25.6t1+t2+t31000=25.610+10+121000=0.8192kN/m2G=1.30.81926=6.38976kN3.玻璃强度计算选定面板材料为:10(TP)+10+10(TP)+2.28+12(TP)中空夹胶玻璃校核依据:gq:玻璃所受组合荷载:4.095859kN/m2a:玻璃短边边长:2mb:玻璃长边边长:3mt1:中空夹胶玻璃外103、侧玻璃板块厚度:10mmt2:中空夹胶玻璃中间玻璃板块厚度:10mmt3:中空夹胶玻璃内侧玻璃板块厚度:12mmE:玻璃弹性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比 a/b 查表 6.1.2-1 得:0.078333:折减系数,根据参数查表 6.1.2-2w:玻璃所受应力:采用风荷载与地震荷载组合:q=4.095859kN/m2荷载分配系数计算:按照玻璃弯曲刚度进行荷载分配,玻璃弯曲刚度与厚度的立方成正比,故可以按下面方法计算当前玻璃结构为 10(TP)+10+10(TP)+2.28+12(TP)中空夹胶玻璃,考虑内层夹胶先组合然后与外层中空再组合的原则ten:内层夹胶组合104、等效厚度ten=3t23+t33ren:内层夹胶组合分配系数ren=ten3ten3+t13=t23+t33t23+t33+t13r1,r2,r3:外层、中间层、内层玻璃荷载分配系数r1=1.1t13t13+ten3=1.1t13t13+t23+t33广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 43页=1.1103103+103+123=0.295064r2=rent23t23+t33=t23+t33t23+t33+t13t23t23+t33=103103+103+123=0.26824r3=rent33t23+t33=t33t13+t23+t33=123103+103+123=0.463519面荷105、载设计值组合作用下各层玻璃所受的面荷载分别为:q1=r1 q=1.208542kN/m2q2=r2 q=1.098675kN/m2q3=r3 q=1.89851kN/m2面荷载标准值作用下各层玻璃所受的荷载分别为:qk1=r1 qk=0.742848kN/m2qk2=r2 qk=0.675317kN/m2qk3=r3 qk=1.166947kN/m2参数计算:面荷载标准值作用下1=qk1a4109Et14(JGJ102-20036.1.2-3)=0.7428482410972000104=16.507744查表 6.1.2-2 得1=0.9339692=qk2a4109Et24(JGJ102-106、20036.1.2-3)=0.6753172410972000104=15.00704查表 6.1.2-2 得2=0.939972广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 44页3=qk3a4109Et34(JGJ102-20036.1.2-3)=1.1669472410972000124=12.505866查表 6.1.2-2 得3=0.949977各层玻璃应力计算:w1=6mq1a21000t121(JGJ102-20036.1.2-1)=60.0783331.2085422210001020.933969=21.220331N/mm2w2=6mq2a21000t222(JGJ102-2003107、6.1.2-1)=19.415198N/mm2w3=6mq3a21000t323(JGJ102-20036.1.2-1)=23.546216N/mm221.220331N/mm2g=84N/mm219.415198N/mm2g=84N/mm223.546216N/mm2g=84N/mm2玻璃的强度满足4.玻璃跨中挠度计算校核依据:dfdflim=2601000=33.333333mmD:玻璃刚度(Nmm):玻璃泊松比:0.2E:玻璃弹性模量:72000N/mm2te:中空夹胶玻璃的等效厚度当前玻璃结构为 10(TP)+10+10(TP)+2.28+12(TP)中空夹胶玻璃,由于有空气层存在,故108、需要按照规范 JGJ102-2003 6.1.5 进行折减te=0.953t13+t23+t33=0.953103+103+123=14.730435mmD=Ete312(1-2)=7200014.730435312(1-0.22)广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 45页=19976837.5Nmmqk:玻璃所受组合荷载标准值:2.517581kN/m2:挠度系数,按边长比 a/b 查表 6.1.3 得:0.00773参数计算:=qka4Ete4(JGJ102-20036.1.2-3)=2.517581247200014.7304354109=11.882522:折减系数,根据参数查表 6109、.1.2-2得=0.95247df:玻璃组合荷载标准值作用下挠度最大值df=qka4D(JGJ102-20036.1.3-2)=0.007732.5175812419976837.50.95247109=14.845931mm14.845931mmdflim=33.333333mm玻璃的挠度满足五、结构胶计算1.结构胶宽度计算(1)组合荷载作用下结构胶粘结宽度的计算:Cs1:组合荷载作用下结构胶粘结宽度(mm)W:组合荷载设计值:4.095859kN/m2a:矩形分格短边长度:2mf1:结构胶的短期强度允许值:0.2N/mm2按 5.6.2 条规定采用Cs1=Wa2f1=4.095859220110、.2=20.479297mm取 21mm(2)自重效应胶缝宽度的计算:Cs2:自重效应胶缝宽度(mm)B:幕墙分格宽:3mH:幕墙分格高:2mGAK:玻璃板块自重:0.8192f2:结构胶的长期强度允许值:0.01N/mm2按 5.6.2 条规定采用Cs2=1.3HBGAK(H+B)2000f2(JGJ102-20035.6.3-3)广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 46页=1.3230.8192(2+3)20000.011000=63.8976mm取 64mm(3)结构硅酮密封胶的最小计算宽度:64mm2.结构胶厚度计算(1)温度变化效应胶缝厚度的计算:Ts:温度变化效应结构胶的粘结厚度111、:mm1:结构硅酮密封胶的温差变位承受能力:0.125:年温差:80Us:玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量:mm铝型材线膨胀系数:al=2.3510-5玻璃线膨胀系数:aw=110-5Us=b(2.35-1)100=280(2.35-1)100=2.16mmTs=Us1(2+1)(JGJ102-20035.6.5)=2.160.125(2+0.125)=4.191016mm(2)荷载作用下胶缝厚度的计算:Ts:荷载作用下结构胶的粘结厚度:mmH:幕墙分格高:2m:幕墙层间变位设计变位角 1/5502:结构硅酮密封胶的地震变位承受能力:0.125Ts=H10002(2+2)=1550112、210000.125(2+0.125)=7.055575mm(3)结构硅酮密封胶的最小计算厚度:8mm3.结构胶强度计算(1)设计选定胶缝宽度和厚度:胶缝选定宽度为:19 mm胶缝选定厚度为:8 mm胶缝不满足构造要求幕墙玻璃相对于铝合金框的位移:Us=Hg广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 47页=155021000=3.63636mm(2)短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:W:风荷载以及地震荷载组合设计值:4.095859kN/m2a:玻璃结构胶单边长度:2mCs:结构胶粘结宽度:19 mm1=Wa2Cs=4.0958592219=0.215572N/mm2(3)永久荷载和作用在结构113、胶中产生的剪应力:H:幕墙分格高:2mB:幕墙分格宽:3m2=GAKGBH2Cs(B+H)=0.81921.332219(3+2)=0.03363N/mm20.01N/mm2结构胶长期强度不满足要求(4)短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:=12+22=0.2155722+0.033632=0.218179N/mm20.2N/mm2结构胶短期强度不满足要求六、立柱计算1.立柱荷载计算(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.5Wk:风荷载标准值:2.517581kN/m2Bl:幕墙左分格宽:3mBr:幕114、墙右分格宽:3mqwk=WkBl+Br2=2.5175813+32=7.552743kN/mqw=1.5qwk=1.57.552743广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 48页=11.329114kN/m(2)分布水平地震作用设计值GAkl:立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.82kN/m2GAkr:立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.82kN/m2qEAkl=5maxGAkl(JGJ102-20035.3.4)=50.120.82=0.492kN/m2qEAkl=5maxGAkr(JGJ102-20035.3.4)=50.120.82=0.492kN/m2qek=q115、EklBl+qEkrBr2=0.4923+0.49232=1.476kN/mqe=1.3qek=1.31.476=1.9188kN/m(3)立柱荷载组合立柱所受组合荷载标准值为:qk=qwk=7.552743kN/m立柱所受组合荷载设计值为:q=qw+Eqe=11.329114+0.51.9188=12.288514kN/m立柱计算简图如下:n0n1n2b0b1立柱计算简图8863.12536.9广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 49页q1q2q3q4立柱受力简图8863.12536.9q1=12.289kN/mq2=3.198kN/mq3=12.289kN/mq4=3.198kN/m(4116、)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:Mmax=96.013kN.m立柱弯矩图8863.12536.9立柱弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0001.1082.2163.3244.4325.5396.6477.7558.863弯矩(kN.m)0.000 40.789 66.495 77.119 72.659 53.115 18.489-31.220-96.013偏移(m)8.8639.1809.4979.814 10.132 10.449 10.766 11.083 11.400弯矩(kN.m)-96.013-79.686-64.595-50.740-38.117、120-26.737-16.589-7.6760.000最大弯矩发生在 8.8631m 处M:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)M=96.012628kNm立柱在荷载作用下的轴力图如下:N1N2N1=-36.457kNN2=-8.113kN立柱轴力图立柱在荷载作用下的支座反力信息如下表:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 50页支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)n0-43.62436.457-n122.259-n2-118.724-2.立柱型材特性选定立柱材料类别:钢-Q235 冷弯选用立柱型材名称:未定义型材型材强度设计值:205N/mm2型材弹性模量118、:E=206000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=15362.8cm4Y 轴惯性矩:Iy=1753.38cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=877.874cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=877.874cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=350.676cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=350.676cm3型材截面积:A=108.32cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=16mm型材截面面积矩:Ss=570.572cm3塑性发展系数:=13.立柱强度计算校核依据:NA+MwaBl:幕墙左分格宽:3mBr:幕墙右分格宽:3mHv:立柱长度GAkl:幕墙左分格自重:0.82kN/m2GAKr:幕墙右分格自重:0.82119、kN/m2幕墙自重线荷载:Gk=GAklBl+GAkrBr2=0.823+0.8232=2.46kN/mrG:结构自重分项系数:1.3G:幕墙自重线荷载设计值 3.198kN/mf:立柱计算强度(N/mm2)A:立柱型材截面积:108.32cm2Nl:当前杆件最大轴拉力(kN)Ny:当前杆件最大轴压力(kN)Mmax:当前杆件最大弯矩(kN.m)Wz:立柱截面抵抗矩(cm3):塑性发展系数:1广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 51页立柱通过有限元计算得到的应力校核数据表格如下:编号NlNyMmaxWzAfzb00.000-36.45796.013877.874108.32112.735b1120、0.000-8.11396.013877.874108.32110.118通过上面计算可知,立柱杆件 b0 的应力最大,为 112.73518N/mm2a=205N/mm2,所以立柱承载力满足要求4.立柱的稳定性验算校核依据:NA+Mw(1-0.8NNe)a(JGJ102-20036.3.8-1)立柱临界轴压力计算:Ne=2EA1.12(JGJ102-20036.3.8-2):立柱长细比=Liviz:立柱回转半径iz=IzA=15362.8108.32=11.909153cmiy:立柱回转半径iy=IyA=1753.38108.32=4.023312cm表中各符号意义如下:Nmax:杆件最大轴121、压力(kN)Mmax:杆件最大弯矩(kN.m)z,y:分别对于杆件两个轴的计算长度系数z,y:分别对于杆件两个轴的计算长细比z,y:轴心受压稳定系数 查表 6.3.8 可知具体系数Ne:临界轴压力(kN)fz,fy:杆件两个方向的稳定性计算强度(N/mm2):塑性发展系数:1立柱通过有限元计算得到的强轴和弱轴方向的应力数据表格如下:编号NmaxMmaxzyzyNefzfyb0-36.457 96.0130.752.096 154.206154.206 0.8460.3107376.957 113.78410.857b1-8.113 96.0130.714.911 44.1390.9700.88122、1 90041.326110.150 0.850说明:弱轴方向弯矩为 0kN.m通过上面计算可知,立柱杆件 b0 的应力最大,为 113.783999N/mm2a=205N/mm2,所以立广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 52页柱稳定性满足要求5.立柱的刚度计算校核依据:DfmaxL250且 Dfmax30mmDfmax:立柱最大允许挠度:通过有限元分析计算得到立柱的挠度图如下:Dmax=10.185mm立柱位移图8863.12536.9立柱挠度分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0001.1082.2163.3244.4325.5396.6477.755 8.863挠度(123、mm)0.0004.4427.9419.885 10.0218.4555.6522.439 0.000偏移(m)8.8639.1809.4979.814 10.132 10.449 10.766 11.08311.400挠度(mm)0.000-0.360-0.565-0.643-0.621-0.525-0.377-0.196 0.000最大挠度发生在 3.988395m 处,最大挠度为 10.184741mm30mmDfmax=Hvmax2501000=8.86312501000=35.4524mm立柱最大挠度 Umax 为:10.184741mm35.4524mm挠度满足要求6.立柱抗剪计算124、校核依据:max=120N/mm2通过有限元分析计算得到立柱的剪力图如下:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 53页Qmax=65.290kN立柱剪力图8863.12536.9立柱剪力分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0001.1082.2163.3244.4325.5396.6477.7558.863剪力(kN)-43.624-30.010-16.396-2.781 10.833 24.447 38.061 51.676 65.290偏移(m)8.8639.1809.4979.814 10.132 10.449 10.766 11.083 11.400剪力(kN)-53.125、434-49.537-45.640-41.743-37.846-33.950-30.053-26.156-22.259最大剪力发生在 8.8631m处:立梃剪应力:Q:立梃最大剪力:65.290015kNSs:立柱型材截面面积矩:570.572cm3Ix:立柱型材截面惯性矩:15362.8cm4t:立柱抗剪壁厚:16mm=QSs100Ixt=65.290015570.57210015362.816=15.155381N/mm215.155381N/mm2120N/mm2立柱抗剪强度可以满足七、立柱与主结构连接计算1.立柱与主结构连接计算连接处角码材料:钢-Q235连接螺栓材料:不锈钢螺栓-A2126、-70Lct:连接处角码壁厚:5.5mmDv:连接螺栓直径:16mmDve:连接螺栓有效直径:14.1236mmNh:连接处水平总力(N):Nh=Q=-43.624316kNNg:连接处自重总值设计值(N):广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 54页Ng=36.4572kNN:连接处总合力(N):N=Ng2+Nh2=36.45722+-43.62431621000=56852.514518NNbv:螺栓的承载能力:Nv:连接处剪切面数:2Nbv=23.14De22265(GB 50017-201711.4.1-1)=23.1414.123622265=83034.116578NNnum:立梃127、与建筑物主结构连接的螺栓个数:Nnum=NNb=56852.51451883034.116578=0.684689 个取 6 个Nbcl:立梃型材壁抗承压能力(N):Nvl:连接处剪切面数:26t:立梃壁厚:16mmNbcl=Dv2310tNnum(GB 50017-201711.4.1-3)=162310166=952320N56852.514518N 952320N立梃型材壁抗承压能力满足Nbcg:角码型材壁抗承压能力(N):Nbcg=Dv2320LctNnum(GB 50017-201711.4.1-3)=1623205.56=337920N56852.514518N 337920N角码128、型材壁抗承压能力满足八、横梁计算1.选用横梁型材的截面特性选定横梁材料类别:铝-6063-T6选用横梁型材名称:未定义型材广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 55页型材强度设计值:140N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=325.911cm4Y 轴惯性矩:Iy=1533.71cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=65.182cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=65.182cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=123.121cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=115.812cm3型材截面积:A=21.66cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=3mm型材截面绕 X 轴面积矩:Ss=37.129、099cm3型材截面绕 Y 轴面积矩:Ssy=81.258cm3塑性发展系数:=1.05选定横梁叠合截面材料类别:钢-Q235 冷弯选用横梁型材名称:未定义叠合型材型材强度设计值:205N/mm2型材弹性模量:Ed=206000N/mm2X 轴惯性矩:Ixd=409.736cm4Y 轴惯性矩:Iyd=1535.5cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1d=102.434cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2d=102.434cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1d=170.61cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2d=170.61cm3型材截面积:Ad=39.04cm2型材计算校核处抗剪壁厚:td=8mm型材截面绕 X 轴面积130、矩:Ssd=60.032cm3型材截面绕 Y 轴面积矩:Ssdy=108.832cm3两个截面的荷载/内力(包括弯矩和剪力)分配系数为q1q2=EIyEdIyd=700001533.712060001535.5=0.33941风荷载作用方向分配系数rw1=EIyEIy+EdIyd=700001533.71700001533.71+2060001535.5=0.253402rw2=EdIydEIy+EdIyd广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 56页=2060001535.5700001533.71+2060001535.5=0.746598重力荷载作用方向分配系数rg1=EIxEIx+EdI131、xd=70000325.91170000325.911+206000409.736=0.212777rg2=EdIxdEIx+EdIxd=206000409.73670000325.911+206000409.736=0.7872232.横梁的强度计算校核依据:MxWx+MyWyfa=140(JGJ102-20036.2.4)(1)横梁在自重作用下的弯矩(kNm)Hh:幕墙分格高:2mBh:幕墙分格宽:3mGAkhu:横梁上部面板自重:0.9kN/m2GAkhd:横梁下部面板自重:0.9kN/m2Ghk:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):Ghk=0.9Hh=0.92=1.8kN132、/mGh:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)Gh=GGhk=1.31.8=2.34kN/m横梁端部承受重力荷载为Grh=12GhBh=122.343=3.51kNMhg:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kNm)Mhg=18GhBh2=182.3432广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 57页=2.6325kNm(2)横梁承受的组合荷载作用计算横梁承受风荷载作用wk=2.517581kN/m2qEAk:横梁平面外地震荷载:E:动力放大系数:5max:地震影响系数最大值:0.12qEAku=Emax0.9(JGJ102-20035.3.4)=50.120.9=0.54kN/m2qEAk133、d=Emax0.9(JGJ102-20035.3.4)=50.120.9=0.54kN/m2荷载组合:横梁承受面荷载组合标准值:qAk=wk=2.517581kN/m2横梁承受面荷载组合设计值:qAu=wwk+0.5EqEAku=1.52.517581+0.51.30.54=4.127371kN/m2qAd=wwk+0.5EqEAkd=1.52.517581+0.51.30.54=4.127371kN/m2(3)横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)横梁上部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(梯形分布)横梁下部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(梯形分布)分横梁上下部分别计算Hhu:横梁上部面板高度134、 2mHhd:横梁下部面板高度 2mqu=qAuHhu2=4.12737122=4.127371kN/mqd=qAdHhd2=4.12737122=4.127371kN/m组合荷载作用产生的线荷载标准值为:quk=qAkHhu2=2.51758122广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 58页=2.517581kN/mqdk=qAkHhd2=2.51758122=2.517581kN/mMh:横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)Mhu=124quBh2 3-HhuBh2=1244.12737132 3-232=3.955398kNmMhd=124qdBh2 3-HhdBh2=1244.1273135、7132 3-232=3.955398kNmMh=Mhu+Mhd=3.955398+3.955398=7.910795kN.m(4)横梁强度:横梁计算强度(N/mm2):Wx2:X 轴抵抗矩:65.182cm3Wy2:y 轴抵抗矩:115.812cm3Wx2d:叠合截面 X 轴抵抗矩:102.434cm3Wy2d:叠合截面 y 轴抵抗矩:170.61cm3:主截面塑性发展系数:1.05=Mhgrg1Wx2+Mhrw1Wy2103=2.63250.2127771.0565.182+7.9107950.2534021.05115.812103=24.669147N/mm2d=Mhgrg2Wx2d+136、Mhrw2Wy2d103=2.63250.7872231102.434+7.9107950.7465981170.61103=54.849249N/mm224.669147N/mm2 fa=140N/mm254.849249N/mm2 fad=205N/mm2横梁正应力强度满足要求广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 59页3.横梁的刚度计算1).横梁主截面的挠度验算校核依据:UmaxL180且 Umax20mm,且满足重力作用下UgmaxL500,Ugmax3mm横梁承受分布线荷载作用时的最大荷载集度：qku:横梁上部面板所受组合荷载标准值为 2.517581kN/mqkd:横梁下部面板所受137、组合荷载标准值为 2.517581kN/m由于组合截面变形一致，故只需要计算主型材断面的挠度即可Uhu:横梁上部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhu=qkurw1Bh4258-5Hhu2Bh2+2Hhu2Bh4EIy240=2.5175810.25340234258-52232+22234700001533.71240108=0.520259mmUhd:横梁下部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhd=qkdrw1Bh4258-5Hhd2Bh2+2Hhd2Bh4EIy240=2.5175810.25340234258-52232+22234700001533.71240108=0.520259mm138、Uhg:自重作用产生的弯曲:Uhg=5Ghkrg1Bh4108384EIx=51.80.2127773410838470000325.911=1.77061mm 3mm综合产生的弯曲为:U=Uhu+Uhd=0.520259+0.520259=1.040518mm 20mmDu=UBh1000=1.04051831000=0.000347 1/180广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 60页Dg=UhgBh1000=1.7706131000=0.00059 1/500横梁主截面挠度满足要求2).横梁叠合截面的挠度验算校核依据:UmaxL250且 Umax20mm,且满足重力作用下UgmaxL5139、00,Ugmax3mmUhg=1.77061mm 3mm综合产生的弯曲为:U=1.040518mm 20mmDu=0.000347 1/250Dg=0.00059 1/500横梁叠合截面挠度满足要求4.横梁的抗剪强度计算校核依据:max81.2N/mm2(1)Q:组合荷载作用下横梁剪力设计值(kN)qu:横梁上部组合荷载线荷载最大值:4.127371kN/mqd:横梁下部组合荷载线荷载最大值:4.127371kN/mBh:幕墙分格宽:3m需要分别计算横梁上下部分面板的组合荷载所产生的剪力设计值横梁上部组合荷载线分布呈梯形分布横梁下部组合荷载线分布呈梯形分布Qu=quBh2(1-HhuBh2)=140、4.127371 32(1-232)=4.127371kNQd=qdBh2(1-HhdBh2)=4.127371 32(1-232)=4.127371kN(2)Q:横梁所受剪力:Q=Qu+Qd=4.127371+4.127371=8.254743kN(3):横梁剪应力广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 61页Ssy:横梁型材截面面积矩:81.258cm3Iy:横梁型材截面惯性矩:1533.71cm4t:横梁抗剪壁厚:3mmh=Qrw1Ssy100Iyt(JGJ102-20036.2.5-2)=8.2547430.25340281.2581001533.713=3.694162N/mm2v:横141、梁竖向剪应力v=Grhrg1Ss100Ixt(JGJ102-20036.2.5-2)=3.510.21277737.099100325.9113=2.833823N/mm2=(h2+v2)=4.655899N/mm2Ssd:叠合截面型材截面面积矩:108.832cm3Iyd:叠合截面型材截面惯性矩:1535.5cm4td:叠合截面抗剪壁厚:8mmhd=Qrw2Ssdy100Iydtd(JGJ102-20036.2.5-2)=8.2547430.746598108.8321001535.58=5.460179N/mm2vd=Grhrg2Ssd100Ixdtd(JGJ102-20036.2.5-2142、)=5.060505N/mm2d=(hd2+vd2)=7.444613N/mm24.655899N/mm2 81.2N/mm27.444613N/mm2 120N/mm2横梁抗剪强度满足要求九、横梁与立柱连接件计算1.横梁与角码连接计算Q:连接部位受总剪力:采用SW+0.5 SE组合Q=8.254743kN广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 62页横梁与角码连接螺栓材料:A、B 级普通螺栓-5.6 级螺栓连接的抗剪强度计算值:190N/mm2Nv:剪切面数:1D:螺栓公称直径:8mmDe:螺栓有效直径:6.83mmNvbh:螺栓受剪承载能力计算:Nvbh=Nv3.14De22190(GB 5143、0017-201711.4.1-1)=13.146.8322190=6961.212473NNnum:螺栓个数:Nnum=QNvbh=8.25474310006961.212473=1.18582横梁与角码连接螺栓取 3 个Ncb:连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力计算:t:幕墙横梁抗剪壁厚:3mmNcb=Dt161Nnum=831613=11592N8254.742897N 11592N横梁与角码连接强度满足要求2.角码与立柱连接计算Gh:自重荷载(N):Gh=3.51kNN:连接处组合荷载:采用SG+SW+ESEN=Gh2+Q2=3.512+8.2547432=8.969999kNNv:剪切144、面数:1Dp:螺栓公称直径:8mmDep:螺栓有效直径:6.83mm角码与立柱连接螺栓材料:A、B 级普通螺栓-5.6 级Nvbhv:螺栓受剪承载能力计算:Nvbhv=Nv3.14Dep22190(GB 50017-201711.4.1-1)=13.146.8322190=6961.212473N广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 63页Nnum2:螺栓个数:Nnum2=N/Nvbhv=1.288568立柱与角码连接螺栓取 3 个Ncbj:连接部位角码壁抗承压能力计算:Lct1:角码壁厚:5mmNcbj=DLct1199Nnum2(GB 50017-201711.4.1-3)=851993=145、23880N8969.998902N 23880N立柱与角码连接强度满足要求十、横梁连接焊缝强度计算1.连接焊缝基本信息Vx:通过焊缝中心作用的水平方向剪力:8.254743kNVy:通过焊缝中心作用的竖直方向剪力:3.51kNLx:承受水平方向剪力的焊缝长度 180mmLy:承受竖直方向剪力的焊缝长度 180mmMx:水平方向端部弯矩 0kN.mMy:竖直方向端部弯矩 0kN.mhf:角焊缝的焊脚尺寸为 7mm角焊缝的断面特性如下:X 轴惯性矩:Ix=120cm4Y 轴惯性矩:Iy=120cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=34cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=34cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=146、34cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=34cm3断面截面积:A=10cm22.焊缝强度计算1).计算参数说明f:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取 1.22；对直接承受动力荷载的结构取 1.0fwt:角焊缝的强度设计值取 160N/mm22).焊缝剪应力计算水平剪应力计算Afx:水平方向承受剪力的焊缝面积Afx=Lxhf0.7=18070.7=882mm2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 64页x=VxAfx=8.2547431000882=9.359119N/mm2竖直剪应力计算Afy:竖直方向承受剪力的焊缝面积Afy=Lyhf0.7=1807147、0.7=882mm2y=VyAfy=3.511000882=3.979592N/mm23).弯矩作用产生的正应力计算wx=MxfWy=010001.2234=0N/mm2wy=MyfWx=010001.2234=0N/mm24).组合应力计算在弯矩、剪力共同作用下焊缝的组合应力验算如下：=(wx+wy)2+(x2+y2)=(0+0)2+(9.3591192+3.9795922)=10.170067N/mm2fwt=160N/mm2所以，焊缝强度满足要求十一、幕墙固定压块强度计算1.固定压块计算信息qw:作用在幕墙上的组合荷载设计值 4.095859kN/m2qwk:作用在幕墙上的组合荷载标准值148、 2.517581kN/m2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 65页b1:固定压块宽度 42mmL:固定压块长度 70mmt:固定压块厚度 5mmD:压块连接螺栓直径 6mm幕墙面板尺寸为 2m3m,压块安装间距不超过 350mm,共有 12 个双面固定压块,每个压块需要 1 个 M6 螺栓固定固定压块材料为铝-6061-T6固定压块的截面抵抗折减系数取=1I:固定压块的截面惯性矩I=(L-Dn)t312=(70-61)5312=666.666667mm4W:固定压块的截面抵抗矩W=It2=666.666667521=266.666667mm3A:固定压块的承受荷载面积Dist:压块安装间149、距,为 350mmA=Hw/2Dist=2/20.35=0.35m2固定压块承受荷载作用:荷载作用安全系数 1.5F=Aqw1000=0.354.09585910001.5=2150.326211NFk=Aqwk1000=0.352.51758110001.5=1321.730007NZf:集中作用力作用点到固定压块螺栓中心的距离 20mmM:固定压块承受的弯矩M=FZf=2150.32621120=43006.524211N.mm2.压块强度计算固定压块的应力设计值为=MW=43006.524211266.666667广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 66页=161.274466N/mm150、2a=190.5N/mm2固定压块强度满足要求3.压块刚度计算固定压块的最大挠度为u=FkZf33EI=1321.730007203370000666.666667=0.075527mm Zf150=20150=0.133333mm固定压块刚度满足要求4.螺栓抗拉强度计算固定压块连接螺栓承受拉力单个螺栓最大承受能力Nt=PIDe22Ft=PI5.0622280=5630.525717NNnum:每个压块上面的螺栓数量P0=F2Nnum=2150.32621121=4300.652421N Nt=5630.525717N压块连接螺栓强度满足要求十二、端部连接焊缝强度计算1.端接焊缝基本信息Vx:151、通过焊缝中心作用的水平方向剪力:0kNVy:通过焊缝中心作用的竖直方向剪力:36.4572kNN:通过焊缝中心作用的垂直于焊缝平面的作用力:43.624316kNLx:承受水平方向剪力的焊缝长度 458mmLy:承受竖直方向剪力的焊缝长度 458mmMx:水平方向端部弯矩 0kN.mMy:竖直方向端部弯矩 10.93716kN.mhf:角焊缝的焊脚尺寸为 9mm角焊缝的断面特性如下:X 轴惯性矩:Ix=2959cm4Y 轴惯性矩:Iy=2959cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=258cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=258cm3广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 67页Y 轴左部抵抗矩:Wy1=152、72.8cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=72.8cm3断面截面积:A=42.9cm22.焊缝强度计算1).计算参数说明f:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取 1.22；对直接承受动力荷载的结构取 1.0fwt:角焊缝的强度设计值取 160N/mm22).焊缝剪应力计算水平剪应力计算Afx:水平方向承受剪力的焊缝面积Afx=Lxhf0.7=45890.7=2885.4mm2x=VxAfx=010002885.4=0N/mm2竖直剪应力计算Afy:竖直方向承受剪力的焊缝面积Afy=Lyhf0.7=45890.7=2885.4mm2y=VyAfy=36.153、457210002885.4=12.635059N/mm2直接作用力产生的正应力计算n=NfA=43.624316101.2242.9=8.335113N/mm23).弯矩作用产生的正应力计算wx=MxfWy=010001.2272.8广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 68页=0N/mm2wy=MyfWx=10.9371610001.22258=34.747617N/mm24).组合应力计算在弯矩、剪力、轴力共同作用下焊缝的折算应力验算如下：=(wx+wy+n)2+x2+y2=(0+34.747617+8.335113)2+02+12.6350592=44.897287N/mm2fwt=1154、60N/mm2所以，焊缝强度满足要求广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 69页第三部分：一、二层洞口幕墙结构计算第三部分：一、二层洞口幕墙结构计算一、计算依据及说明1.工程概况说明工程名称:广东财经大学体育馆工程所在城市:广州市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B 类工程所在地区抗震设防烈度:七度(0.15g)工程基本风压:0.5kN/m22.设计依据序号标准名称标准号1绿色建筑评价标准GB/T 50378-20192建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068-20183建筑玻璃采光顶技术要求JG/T 231-20184铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T 437-20185建筑幕墙155、抗震性能振动台试验方法GB/T 18575-20176吊挂式玻璃幕墙用吊夹JG/T 139-20177铝合金建筑型材 第1部分：基材GB/T 5237.1-20178铝合金建筑型材 第2部分：阳极氧化型材GB/T 5237.2-20179铝合金建筑型材 第3部分：电泳涂漆型材GB/T 5237.3-201710铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材GB/T 5237.4-201711铝合金建筑型材 第5部分：喷漆型材GB/T 5237.5-201712铝合金建筑型材 第6部分：隔热型材GB/T 5237.6-201713钢结构设计标准GB 50017-201714混凝土用机械锚栓JG/T 160-156、201715冷弯型钢通用技术要求GB/T 6725-201716混凝土接缝用建筑密封胶JC/T 881-201717热轧型钢GB/T 706-201618点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127-201619紧固件机械性能自攻螺钉GB 3098.5-201620普通装饰用铝塑复合板GB/T 22412-201621民用建筑热工设计规范GB50176-201622紧固件机械性能螺母GB/T 3098.2-201523建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T 18250-201524建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-201525建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21431-201526公共建筑157、节能设计标准GB 50189-201527建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-201428紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB 3098.6-201429紧固件机械性能不锈钢螺母GB 3098.15-201430建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-2014广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 70页31混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-201332混凝土结构加固设计规范(附条文说明)GB 50367-201333中空玻璃用弹性密封胶GB/T 29755-201334一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求GB/T 3880.1-201235中空玻璃GB/T158、 11944-201236建筑陶瓷薄板应用技术规程JGJ/T 172-201237建筑结构荷载规范GB 50009-201238一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能GB/T 3880.2-201239一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差GB/T 3880.3-201240建筑工程用索JG/T 330-201141干挂空心陶瓷板GB/T 27972-201142建筑用隔热铝合金型材JG 175-201143铝合金门窗工程技术规范JGJ 214-201044建筑抗震设计规范(2016年版)GB 50011-201045混凝土结构设计规范(2015版)GB 50010-201159、046建筑制图标准GB/T 50104-201047紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-201048建筑玻璃点支承装置JG/T 138-201049石材用建筑密封胶GB/T 23261-200950天然花岗石建筑板材GB/T 18601-200951建筑抗震加固技术规程JGJ/T 116-200952公共建筑节能改造技术规范JGJ 176-200953陶瓷板GB/T 23266-200954平板玻璃GB 11614-200955夹层玻璃GB 15763.3-200956建筑用安全玻璃防火玻璃GB 15763.1-200957半钢化玻璃GB/T 17841-200858耐候结构钢G160、B/T 4171-200859建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484-200860中国地震烈度表GB/T 17742-200861铝合金门窗GB/T 8478-200862搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带GB/T 13790-200863塑料门窗工程技术规程JGJ 103-200864中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定GB/T 22476-200865建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-200866不锈钢棒GB/T 1220-200767建筑幕墙GB/T 21086-200768铝合金结构设计规范GB 50429-200769民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T 154-2161、00770建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法JG/T 211-200771不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T 20878-200772百页窗用铝合金带材YS/T 621-200773小单元建筑幕墙JG/T 216-2007广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 71页74建筑幕墙用瓷板JG/T 217-200775中空玻璃用复合密封胶条JC/T 1022-200776干挂饰面石材及其金属挂件JC83018302-200577钢化玻璃GB 15763.2-200578建筑隔声评价标准GB/T 50121-200579建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178-200580玻璃幕墙工程技术规范162、JGJ 102-200381玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-200182幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T 882-20013.基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A 类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B 类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C 类指有密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;广东财经大学体育馆按 B 类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-20147.4.1-2采用风荷载计算公式:wk=gzslzw0其中:wk-作用在幕墙上的风荷163、载标准值(kN/m2)gz-瞬时风压的阵风系数根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=1+2gI10(z10)(-)其中 g 为峰值因子取为 3，I10 为 10 米高名义湍流度,为地面粗糙度指数A 类场地:I10=0.12,=0.12B 类场地:I10=0.14,=0.15C 类场地:I10=0.23,=0.22D 类场地:I10=0.39,=0.30z-风压高度变化系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A 类场地:z=1.284Z100.24B 类场地:z=1.000Z100.30C 类场地:z=0.544Z100.44D 类164、场地:z=0.262Z100.60本工程属于 B 类地区sl-风荷载体型系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 72页w0-基本风压,按全国基本风压图,广州市地区取为 0.5kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=EmaxGAk其中:qEAk-水平地震作用标准值E-动力放大系数,按 5.0 取定max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6 度(0.05g):max=0.047 度(0.1g):max=0.087 度(0.15g):max=0.128 度(0.2g):max=0.168 度(0.3g):max=0.249165、 度(0.4g):max=0.32广州市地区设防烈度为七度(0.15g),根据本地区的情况,故取max=0.12GAk-幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：GSG+wwSw+EESE+TTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值:qk=Wk+0.5qEAk，维护结构荷载标准值不考虑地震组合水平荷载设计值:q=1.5Wk+0.51.3qEAk荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:对永久荷载采用标准值作为代表值，166、其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取 1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取 1.0；可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取 1.5二、荷载计算1.风荷载标准值计算Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度 25mz:25m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=1.316382I10:10 米高名义湍流度,对应 A、B、C、D 类地面粗糙度，分别取 0.12、0.14、0.23、0.39。(DBJ 15-101-2014条文说明 7.5.9)g167、z:阵风系数:gz=2.25sp1:局部正风压体型系数,采用给定值，取 1.2。sn1:局部负风压体型系数,采用给定值，取-1.3。面板正风压风荷载标准值计算如下Wkp=gzsp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.251.21.3163820.5=1.777116 kN/m2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 73页面板负风压风荷载标准值计算如下Wkn=gzsn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.25(-1.3)1.3163820.5=-1.925209 kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下Wkvp=gzsvp1zW0(DBJ 1168、5-101-20147.4.1-2)=2.251.21.3163820.5=1.777116 kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下Wkvn=gzsvn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-1.925209 kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下Wkhp=gzshp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.777116 kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下Wkhn=gzshn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-1.925209 kN/m2当前幕墙抗风压等级为 2 级2.风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2w169、:风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算Wp=wWkp=1.51.777116=2.665674kN/m2Wn=wWkn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m2立柱风荷载作用计算Wvp=wWkvp=1.51.777116=2.665674kN/m2Wvn=wWkvn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m2横梁风荷载作用计算Whp=wWkhp=1.51.777116=2.665674kN/m2Whn=wWkhn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m23.水平地震作用计算GAk:面板平米重量取 0.3072kN/m2max:水170、平地震影响系数最大值:0.12qEk:分布水平地震作用标准值(kN/m2)qEk=EmaxGAk=50.120.3072=0.18432kN/m2E:地震作用分项系数:1.3qEA:分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=EqEk=1.30.18432=0.239616kN/m24.荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:Szkp=Wkp=1.777116kN/m2Szp=Wkpw+qEkEE广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 74页=1.7771161.5+0.184321.30.5=2.785482kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:Szkn=Wk171、n=-1.925209kN/m2Szn=Wknw-qEkEE=-1.9252091.5-0.184321.30.5=-3.007621kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为 1.925209kN/m2面板荷载组合设计值为 3.007621kN/m2立柱承受风荷载标准值为 1.925209kN/m2横梁承受风荷载标准值为 1.925209kN/m2三、水密性指标值计算1.水密性计算根据建筑幕墙GB/T 21086-2007 5.1.2.1 要求,水密性能指标应按照如下方法确定,对于A 和A 地区，即热带风暴和台风多发地区，水密性能指标 P 按照下面公式计算172、：P=1000zc0GB/T 21086-2007 5.1.2.1z:计算高度 25mz:25m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=1.316382c:风力系数，可取 1.20:广州市地区基本风压，取 0.5kN/m2，广州市地区所属气候区域为 IA 类气候所以有：P=1000zc0=10001.3163821.20.5=789.829323Pa由于该地区所属气候区域为 IA 类气候，根据 GB/T 21086-2007 5.1.2.1(b)规定，实际水密性能按照上式的 75%进行设计，即P0.75=592.173、371992Pa四、玻璃计算1.玻璃面积B:该处玻璃幕墙分格宽:1.5mH:该处玻璃幕墙分格高:1.18mA:该处玻璃板块面积:A=BH=1.51.18=1.77m22.玻璃板块自重GSAk:中空玻璃板块平均自重(不包括铝框):玻璃的体积密度为:25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)t1:外层玻璃厚度 6mm广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 75页t2:内层玻璃厚度 6mmGSAk=25.6t1+t21000=25.66+61000=0.3072kN/m2G=1.30.30721.77=0.706867kN3.玻璃强度计算选定面板材料为:6(TP)+12+6(TP)中空174、玻璃校核依据:fgq:玻璃所受组合荷载:3.007621kN/m2a:玻璃短边边长:1.18mb:玻璃长边边长:1.5mt1:中空玻璃外层玻璃厚度:6mmt2:中空玻璃内层玻璃厚度:6mmE:玻璃弹性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比 a/b 查表 6.1.2-1 得:0.064267:折减系数,根据参数查表 6.1.2-2w:玻璃所受应力:q=3.007621kN/m2荷载分配计算:q1=1.1qt13t13+t23=1.13.0076216363+63=1.654192q2=qt23t13+t23=3.0076216363+63=1.503811qk1=1.1qk175、t13t13+t23=1.11.9252096363+63=1.058865qk2=qkt23t13+t23广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 76页=1.9252096363+63=0.962604参数计算:1=qk1a4109Et14(JGJ102-20036.1.2-3)=1.0588651.1841097200064=22.000426查表 6.1.2-2 得1=0.9119982=qk2a4109Et24=0.9626041.1841097200064=20.000388查表 6.1.2-2 得2=0.919998玻璃最大应力计算:w1=6mq1a21000t121(JGJ102-176、20036.1.2-1)=60.0642671.6541921.1821000620.911998=22.499788N/mm2w2=6mq2a21000t222=60.0642671.5038111.1821000620.919998=20.633781N/mm222.499788N/mm2fg=84N/mm220.633781N/mm2fg=84N/mm2玻璃的强度满足4.玻璃跨中挠度计算校核依据:dfdflim=1.18601000=19.666667mmD:玻璃刚度(Nmm):玻璃泊松比:0.2E:玻璃弹性模量:72000N/mm2te:中空玻璃的等效厚度te=0.953t13+t23177、广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 77页=0.95363+63=7.18155mmD=Ete312(1-2)=720007.18155312(1-0.22)=2314912.5Nmmqk:玻璃所受组合荷载标准值:1.925209kN/m2:挠度系数,按边长比 a/b 查表 6.1.3 得:0.00619参数计算:=qka4Ete4(JGJ102-20036.1.2-3)=1.9252091.184720007.181554109=19.489498:折减系数,根据参数查表 6.1.2-2得=0.922042df:玻璃组合荷载标准值作用下挠度最大值df=qka4D(JGJ102-20036.178、1.3-2)=0.006191.9252091.1842314912.50.922042109=9.202645mm9.202645mmdflim=19.666667mm玻璃的挠度满足五、立柱计算1.立柱荷载计算(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.5Wk:风荷载标准值:1.925209kN/m2Bl:幕墙左分格宽:1.5mBr:幕墙右分格宽:1.1mqwk=WkBl+Br2=1.9252091.5+1.12=2.502772kN/mqw=1.5qwk=1.52.502772=3.754157kN/m179、(2)分布水平地震作用设计值广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 78页GAkl:立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.31kN/m2GAkr:立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.31kN/m2qEAkl=5maxGAkl(JGJ102-20035.3.4)=50.120.31=0.186kN/m2qEAkl=5maxGAkr(JGJ102-20035.3.4)=50.120.31=0.186kN/m2qek=qEklBl+qEkrBr2=0.1861.5+0.1861.12=0.2418kN/mqe=1.3qek=1.30.2418=0.31434kN/m(3)立柱荷载180、组合立柱所受组合荷载标准值为:qk=qwk=2.502772kN/m立柱所受组合荷载设计值为:q=qw+Eqe=3.754157+0.50.31434=3.911327kN/m立柱计算简图如下:n0n1b0立柱计算简图4800q1q2立柱受力简图4800q1=3.911kN/mq2=0.524kN/m广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 79页(4)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:Mmax=11.265kN.m立柱弯矩图4800立柱弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.6001.2001.8002.4003.0003.6004.200 4.800弯181、矩(kN.m)0.0004.9288.448 10.561 11.265 10.5618.4484.928 0.000最大弯矩发生在 2.4m 处M:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)M=11.264623kNm立柱在荷载作用下的轴力图如下:N1N1=2.515kN立柱轴力图立柱在荷载作用下的支座反力信息如下表:支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)n0-9.387-n1-9.387-2.515-2.选用立柱型材的截面特性立柱截面采用叠合截面叠合式截面杆件截面之间没有任何约束，此时不能按照平截面假定条件进行计算，但由于二者有着共同的边界约束条件。在正常受力下，182、变形在弹性范围内，两者各自沿自身截面中和轴产生挠曲，二者挠度相等，所以二者分配的荷载与各自截面刚度(EI)成正比选定立柱主截面材料类别:铝-6063-T6选用立柱主截面型材名称:未定义型材广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 80页型材强度设计值:140N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=549.405cm4Y 轴惯性矩:Iy=193.597cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=70.728cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=68.401cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=48.399cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=48.399cm3型材截面积:A=18.608cm2型材计算183、校核处抗剪壁厚:t=4mm型材截面面积矩:Ss=45.918cm3塑性发展系数:=1.05选定立柱叠合截面材料类别:钢-Q235选用立柱型材名称:未定义立柱辅助型材型材强度设计值:215N/mm2型材弹性模量:Ed=206000N/mm2X 轴惯性矩:Ixd=342.47cm4Y 轴惯性矩:Iyd=112.272cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1d=57.078cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2d=57.078cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1d=37.424cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2d=37.424cm3型材截面积:Ad=19.645cm2型材计算校核处抗剪壁厚:td=6mm型材截面面积矩:Ssd=184、36.509cm3型材截面塑性发展系数:=1.05两个截面的荷载/内力(包括弯矩和剪力)分配系数为q1q2=EIxEdIxd=70000549.405206000342.47=0.545131分配系数 r1=EIxEIx+EdIxd=70000549.40570000549.405+206000342.47=0.352806r1=EdIxdEIx+EdIxd=206000342.4770000549.405+206000342.47广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 81页=0.647194截面承受的线荷载分别为:qz1=qzr1=3.9113270.352806=1.379939kN/mq185、z2=qzr2=3.9113270.647194=2.531389kN/m轴力分配系数为n1=EAEA+EdAd=7000018.6087000018.608+20600019.645=0.243495n2=EdAdEA+EdAd=20600019.6457000018.608+20600019.645=0.7565053.立柱的强度计算校核依据:NA+Mwa(JGJ102-20036.3.7)Bl:幕墙左分格宽:1.5mBr:幕墙右分格宽:1.1mHv:立柱长度GAkl:幕墙左分格自重:0.31kN/m2GAKr:幕墙右分格自重:0.31kN/m2幕墙自重线荷载:Gk=GAklBl+GAkr186、Br2=0.311.5+0.311.12=0.403kN/mrG:结构自重分项系数:1.3G:幕墙自重线荷载设计值 0.5239kN/mf:立柱计算强度(N/mm2)A:立柱型材截面积(cm2)Nl:当前杆件最大轴拉力(kN)Ny:当前杆件最大轴压力(kN)Mmax:当前杆件最大弯矩(kN.m)Wz:立柱截面抵抗矩(cm3):塑性发展系数:1.05立柱杆件计算的弯矩分配系数分别为 r1=0.352806,r2=0.647194广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 82页轴力分配系数分别为 n1=0.243495,n2=0.756505立柱通过有限元计算得到主截面的应力校核数据表格如下:编号Nl187、NyMmaxWzAfzb00.6120.0003.97468.40118.60855.664通过上面计算可知,立柱主截面杆件 b0 的应力最大,为 55.664139N/mm2a=140N/mm2,所以立柱主截面承载力满足要求立柱通过有限元计算得到叠合截面的应力校核数据表格如下:编号NlNyMmaxWzAfzb01.9020.0007.29057.07819.645122.613通过上面计算可知,立柱叠合截面杆件 b0 的应力最大,为 122.613122N/mm2a=215N/mm2,所以立柱叠合截面承载力满足要求4.立柱的刚度计算1).立柱主截面的挠度验算校核依据:UmaxL180且 Um188、ax30mmDfmax:立柱最大允许挠度:通过有限元分析计算得到立柱的挠度图如下:Dmax=15.870mm立柱位移图4800立柱挠度分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.6001.2001.8002.4003.0003.6004.200 4.800挠度(mm)0.0006.162 11.307 14.692 15.870 14.692 11.3076.162 0.000最大挠度发生在 2.4m 处,最大挠度为 15.869743mm30mmDfmax=Hvmax1801000=4.81801000=26.666667mm立柱主截面最大挠度 Umax 为:15.8697189、43mm26.666667mm立柱主截面挠度满足要求2).立柱叠合截面的挠度验算广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 83页校核依据:UmaxL250且 Umax30mm最大挠度为 15.869743mm30mmDfmax=Hvmax2501000=4.82501000=19.2mm立柱叠合截面最大挠度Umax为:15.869743mm19.2mm立柱叠合截面挠度满足要求5.立柱抗剪计算校核依据:max=81.2N/mm2通过有限元分析计算得到立柱的剪力图如下:Qmax=9.387kN立柱剪力图4800立柱剪力分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.6001.2001.8190、002.4003.0003.6004.200 4.800剪力(kN)-9.387-7.040-4.694-2.3470.0002.3474.6947.040 9.387最大剪力发生在 4.8m 处按照承受的荷载比例进行内力分配有主截面承受的最大剪力为 Qz=9.387186r1=3.311853kN验算主截面强度:立柱主截面剪应力:Ss:立柱主截面型材截面面积矩:45.918cm3Ix:立柱主截面型材截面惯性矩:549.405cm4t:立柱主截面抗剪壁厚:4mm=QzSs100Ixt=3.31185345.918100549.4054=6.919925N/mm26.919925N/mm281.191、2N/mm2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 84页立柱抗剪强度可以满足叠合截面承受的最大剪力为 Qd=9.387186r2=6.075333kN验算叠合截面强度d:立柱叠合截面剪应力:Ssd:立柱叠合截面型材截面面积矩:36.509cm3Ixd:立柱叠合截面型材截面惯性矩:342.47cm4td:立柱叠合截面抗剪壁厚:6mmd=QdSsd100Ixdtd=6.07533336.509100342.476=10.794344N/mm210.794344N/mm2125N/mm2立柱叠合截面抗剪强度可以满足六、横梁计算1.选用横梁型材的截面特性选定横梁材料类别:铝-6063-T5选用横梁型材192、名称:未定义型材型材强度设计值:85.5N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=51.307cm4Y 轴惯性矩:Iy=158.98cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=15.517cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=11.279cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1=28.601cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=25.956cm3型材截面积:A=10.627cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=2.5mm型材截面绕 X 轴面积矩:Ss=9.641cm3型材截面绕 Y 轴面积矩:Ssy=18.419cm3塑性发展系数:=1.052.横梁的强度计算校核依据:MxWx+MyWyfa=85.5(J193、GJ102-20036.2.4)(1)横梁在自重作用下的弯矩(kNm)Hh:幕墙分格高:1.1mBh:幕墙分格宽:1.5mGAkhu:横梁上部面板自重:0.31kN/m2GAkhd:横梁下部面板自重:0.31kN/m2Ghk:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 85页Ghk=0.31Hh=0.311.1=0.341kN/mGh:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)Gh=GGhk=1.30.341=0.4433kN/m横梁端部承受重力荷载为Grh=12GhBh=120.44331.5=0.332475kNMhg:横梁在自重荷载作用下194、的弯矩(kNm)Mhg=18GhBh2=180.44331.52=0.124678kNm(2)横梁承受的组合荷载作用计算横梁承受风荷载作用wk=1.925209kN/m2qEAk:横梁平面外地震荷载:E:动力放大系数:5max:地震影响系数最大值:0.12qEAku=Emax0.31(JGJ102-20035.3.4)=50.120.31=0.186kN/m2qEAkd=Emax0.31(JGJ102-20035.3.4)=50.120.31=0.186kN/m2荷载组合:横梁承受面荷载组合标准值:qAk=wk=1.925209kN/m2横梁承受面荷载组合设计值:qAu=wwk+0.5EqEA195、ku=1.51.925209+0.51.30.186=3.008713kN/m2qAd=wwk+0.5EqEAkd=1.51.925209+0.51.30.186=3.008713kN/m2(3)横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)横梁上部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(梯形分布)横梁下部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(梯形分布)广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 86页分横梁上下部分别计算Hhu:横梁上部面板高度 1.1mHhd:横梁下部面板高度 1.1mqu=qAuHhu2=3.0087131.12=1.654792kN/mqd=qAdHhd2=3.0087131.12=1.6547196、92kN/m组合荷载作用产生的线荷载标准值为:quk=qAkHhu2=1.9252091.12=1.058865kN/mqdk=qAkHhd2=1.9252091.12=1.058865kN/mMh:横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)Mhu=124quBh2 3-HhuBh2=1241.6547921.52 3-1.11.52=0.381981kNmMhd=124qdBh2 3-HhdBh2=1241.6547921.52 3-1.11.52=0.381981kNmMh=Mhu+Mhd=0.381981+0.381981=0.763962kN.m(4)横梁强度:横梁计算强度(N/mm2):W197、x2:X 轴抵抗矩:11.279cm3Wy2:y 轴抵抗矩:25.956cm3广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 87页:塑性发展系数:1.05=MhgWx2+MhWy2103=0.1246781.0511.279+0.7639621.0525.956103=38.559036N/mm238.559036N/mm2 fa=85.5N/mm2横梁正应力强度满足要求3.横梁的刚度计算校核依据:UmaxL180且 Umax20mm,且满足重力作用下UgmaxL500,Ugmax3mm横梁承受分布线荷载作用时的最大荷载集度：qku:横梁上部面板所受组合荷载标准值为 1.058865kN/mqkd:横198、梁下部面板所受组合荷载标准值为 1.058865kN/mUhu:横梁上部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhu=qkuBh4258-5Hhu2Bh2+2Hhu2Bh4EIy240=1.0588651.54258-51.121.52+21.121.5470000158.98240108=0.499535mmUhd:横梁下部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhd=qkdBh4258-5Hhd2Bh2+2Hhd2Bh4EIy240=1.0588651.54258-51.121.52+21.121.5470000158.98240108=0.499535mmUhg:自重作用产生的弯曲:Uhg=5GhkBh199、4108384EIx=50.3411.541083847000051.307=0.625869mm 3mm综合产生的弯曲为:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 88页U=Uhu+Uhd=0.499535+0.499535=0.999071mm 20mmDu=UBh1000=0.9990711.51000=0.000666 1/180Dg=UhgBh1000=0.6258691.51000=0.000417 1/500挠度满足要求4.横梁的抗剪强度计算校核依据:max49.6N/mm2(1)Q:组合荷载作用下横梁剪力设计值(kN)qu:横梁上部组合荷载线荷载最大值:1.654792kN/mqd200、:横梁下部组合荷载线荷载最大值:1.654792kN/mBh:幕墙分格宽:1.5m需要分别计算横梁上下部分面板的组合荷载所产生的剪力设计值横梁上部组合荷载线分布呈梯形分布横梁下部组合荷载线分布呈梯形分布Qu=quBh2(1-HhuBh2)=1.654792 1.52(1-1.11.52)=0.786026kNQd=qdBh2(1-HhdBh2)=1.654792 1.52(1-1.11.52)=0.786026kN(2)Q:横梁所受剪力:Q=Qu+Qd=0.786026+0.786026=1.572053kN(3):横梁剪应力Ssy:横梁型材截面面积矩:18.419cm3Iy:横梁型材截面惯性201、矩:158.98cm4t:横梁抗剪壁厚:2.5mm广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 89页h=QSsy100Iyt(JGJ102-20036.2.5-2)=1.57205318.419100158.982.5=7.285354N/mm2v=GrhSs100Izt(JGJ102-20036.2.5-2)=2.49899N/mm2=(h2+v2)=7.702034N/mm27.702034N/mm2 49.6N/mm2横梁抗剪强度满足要求七、横梁与立柱连接件计算1.横梁与角码连接计算Q:连接部位受总剪力:采用SW+0.5 SE组合Q=1.572053kN横梁与角码连接螺栓材料:A、B 级普通螺202、栓-5.6 级螺栓连接的抗剪强度计算值:190N/mm2Nv:剪切面数:1D:螺栓公称直径:6mmDe:螺栓有效直径:5.06mmNvbh:螺栓受剪承载能力计算:Nvbh=Nv3.14De22190(GB 50017-201711.4.1-1)=13.145.0622190=3820.713879NNnum:螺栓个数:Nnum=QNvbh=1.57205310003820.713879=0.411455横梁与角码连接螺栓取 2 个Ncb:连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力计算:t:幕墙横梁抗剪壁厚:2.5mmNcb=Dt120Nnum=62.51202=3600N广东财经大学广州校区北区体育综合203、馆第 90页1572.052783N 3600N横梁与角码连接强度满足要求2.角码与立柱连接计算Gh:自重荷载(N):Gh=0.332475kNN:连接处组合荷载:采用SG+SW+ESEN=Gh2+Q2=0.3324752+1.5720532=1.606826kNNv:剪切面数:1Dp:螺栓公称直径:6mmDep:螺栓有效直径:5.06mm角码与立柱连接螺栓材料:A、B 级普通螺栓-5.6 级Nvbhv:螺栓受剪承载能力计算:Nvbhv=Nv3.14Dep22190(GB 50017-201711.4.1-1)=13.145.0622190=3820.713879NNnum2:螺栓个数:Nnu204、m2=N/Nvbhv=0.420556立柱与角码连接螺栓取 2 个Ncbj:连接部位角码壁抗承压能力计算:Lct1:角码壁厚:4mmNcbj=DLct1133Nnum2(GB 50017-201711.4.1-3)=641332=6384N1606.825933N 6384N立柱与角码连接强度满足要求八、幕墙固定压块强度计算1.固定压块计算信息qw:作用在幕墙上的组合荷载设计值 3.007621kN/m2qwk:作用在幕墙上的组合荷载标准值 1.925209kN/m2b1:固定压块宽度 42mmL:固定压块长度 52mmt:固定压块厚度 4mmD:压块连接螺栓直径 5mm幕墙面板尺寸为 1.1205、8m1.5m,压块安装间距不超过 350mm,共有 12 个双面固定压块,每个压块需要 1 个 M5 螺栓固定广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 91页固定压块材料为铝-6061-T6固定压块的截面抵抗折减系数取=1I:固定压块的截面惯性矩I=(L-Dn)t312=(52-51)4312=250.666667mm4W:固定压块的截面抵抗矩W=It2=250.666667421=125.333333mm3A:固定压块的承受荷载面积Dist:压块安装间距,为 350mmA=Hw/2Dist=1.18/20.35=0.2065m2固定压块承受荷载作用:荷载作用安全系数 1.5F=Aqw1000=0206、.20653.00762110001.5=931.610747NFk=Aqwk1000=0.20651.92520910001.5=596.33348NZf:集中作用力作用点到固定压块螺栓中心的距离 20mmM:固定压块承受的弯矩M=FZf=931.61074720=18632.214949N.mm2.压块强度计算固定压块的应力设计值为=MW=18632.214949125.333333=148.661289N/mm2a=190.5N/mm2固定压块强度满足要求3.压块刚度计算固定压块的最大挠度为广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 92页u=FkZf33EI=596.333482033700207、00250.666667=0.090628mm Zf150=20150=0.133333mm固定压块刚度满足要求4.螺栓抗拉强度计算固定压块连接螺栓承受拉力单个螺栓最大承受能力Nt=PIDe22Ft=PI4.2522280=3972.151211NNnum:每个压块上面的螺栓数量P0=F2Nnum=931.61074721=1863.221495N Nt=3972.151211N压块连接螺栓强度满足要求九、预埋件计算1.预埋件受力计算V:剪力设计值:V=2514.72NN:法向力设计值:N=9387.185998Ne2:螺孔中心与锚板边缘距离:60mmM:弯矩设计值(Nmm):M=Ne1+Ve208、2=9387.1859980+2514.7260=150883.2Nmm2.预埋件面积计算Nsnum:锚筋根数:4 根锚筋层数:2 层r:锚筋层数影响系数:1混凝土级别：混凝土-C25混凝土强度设计值:fc=11.9N/mm2按现行国家标准混凝土结构设计规范 GB 50010 采用。锚筋级别:锚筋-HRB335广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 93页锚筋强度设计值:fy=300N/mm2d:钢筋直径:8mmv:钢筋受剪承载力系数:v=(4-0.08d)fcfy(JGJ102-2003C.0.1-5)=(4-0.088)11.9300=0.669194v取 0.669194t:锚板厚度:10209、mmb:锚板弯曲变形折减系数:b=0.6+0.25td(JGJ102-2003C.0.1-6)=0.6+0.25108=0.9125Z:外层钢筋中心线距离:120mmAs:锚筋实际总截面积:As=Nsnum3.14d24=43.14824=201.06193mm2锚筋总截面积计算值:As1=Vvrfy+N0.8bfy+M1.3rbfyZ(JGJ102-2003C.0.1-1)=2514.720.6691941300+9387.1859980.80.9125300+150883.21.310.9125300120=58.923125mm2As2=N0.8bfy+M0.4rbfyZ(JGJ102-210、2003C.0.1-2)=9387.1859980.80.9125300+150883.20.410.9125300120=54.346603mm258.923125mm2201.06193mm254.346603mm2201.06193mm24 根8 锚筋满足要求A:锚板面积:60000 mm20.5fcA=0.511.960000=357000NN=9387.185998N357000N锚板尺寸满足要求3.锚筋锚固长度计算混凝土级别：混凝土-C25广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 94页混凝土轴心抗拉强度设计值:ft=1.27N/mm2，按现行国家标准混凝土结构设计规范 GB50010211、 采用。lab:受拉钢筋基本锚固长度(mm)d:锚固钢筋的直径(mm):锚筋的外形系数，光圆钢筋取 0.16，带肋钢筋取 0.14lab=fyft d(GB50010-2010 8.3.1-1)=0.14 3001.27 8=264.566929mm受拉钢筋的锚固长度根据锚固条件按照下式计算,且不应小于 200mmla=alab(GB50010-2010 8.3.1-3)式中:la:受拉钢筋的锚固长度;a:锚固长度修正系数,根据8.3.2.5,混凝土保护层厚度为3d时修正系数可取0.8,保护层厚度为 5d 时修正系数可取 0.7,中间按内插取值,d 为锚固钢筋的直径。当前混凝土保护层厚度为25212、mm,可以得到锚固长度修正系数取 0.79375。la=0.79375264.566929=210mm由于当前锚筋采用 135 度弯钩方式，根据 8.3.3 条,锚筋锚固长度在满足技术要求(末端 135度弯钩,弯钩内径 4d,弯后直线长度 5d)的情况下,可取为基本锚固长度lab的 60%。为158.740157mm当前抗震设防烈度为七级(0.15g)，按照规范附录 C.0.5.2，锚筋长度取上式计算的 1.1 倍，为 174.614173mm，且不小于 15 倍锚固钢筋直径即 120mm依据以上计算，实际锚筋长度取200mm,锚固长度满足要求。十、门头位置横梁计算一、计算依据及说明1.工程概213、况说明工程名称:广东财经大学体育馆工程所在城市:广州市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B 类工程所在地区抗震设防烈度:七度(0.15g)工程基本风压:0.5kN/m22.设计依据序号标准名称标准号1绿色建筑评价标准GB/T 50378-20192建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068-20183建筑玻璃采光顶技术要求JG/T 231-20184铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T 437-2018广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 95页5建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T 18575-20176吊挂式玻璃幕墙用吊夹JG/T 139-20177铝合金建筑型材 第1部分：基材214、GB/T 5237.1-20178铝合金建筑型材 第2部分：阳极氧化型材GB/T 5237.2-20179铝合金建筑型材 第3部分：电泳涂漆型材GB/T 5237.3-201710铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材GB/T 5237.4-201711铝合金建筑型材 第5部分：喷漆型材GB/T 5237.5-201712铝合金建筑型材 第6部分：隔热型材GB/T 5237.6-201713钢结构设计标准GB 50017-201714混凝土用机械锚栓JG/T 160-201715冷弯型钢通用技术要求GB/T 6725-201716混凝土接缝用建筑密封胶JC/T 881-201717热轧型钢GB/T215、 706-201618点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127-201619紧固件机械性能自攻螺钉GB 3098.5-201620普通装饰用铝塑复合板GB/T 22412-201621民用建筑热工设计规范GB50176-201622紧固件机械性能螺母GB/T 3098.2-201523建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T 18250-201524建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-201525建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21431-201526公共建筑节能设计标准GB 50189-201527建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-201428紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、216、螺柱GB 3098.6-201429紧固件机械性能不锈钢螺母GB 3098.15-201430建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-201431混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-201332混凝土结构加固设计规范(附条文说明)GB 50367-201333中空玻璃用弹性密封胶GB/T 29755-201334一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求GB/T 3880.1-201235中空玻璃GB/T 11944-201236建筑陶瓷薄板应用技术规程JGJ/T 172-201237建筑结构荷载规范GB 50009-201238一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能217、GB/T 3880.2-201239一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差GB/T 3880.3-201240建筑工程用索JG/T 330-201141干挂空心陶瓷板GB/T 27972-201142建筑用隔热铝合金型材JG 175-201143铝合金门窗工程技术规范JGJ 214-201044建筑抗震设计规范(2016年版)GB 50011-201045混凝土结构设计规范(2015版)GB 50010-201046建筑制图标准GB/T 50104-201047紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-2010广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 96页48建筑玻璃点支承装置218、JG/T 138-201049石材用建筑密封胶GB/T 23261-200950天然花岗石建筑板材GB/T 18601-200951建筑抗震加固技术规程JGJ/T 116-200952公共建筑节能改造技术规范JGJ 176-200953陶瓷板GB/T 23266-200954平板玻璃GB 11614-200955夹层玻璃GB 15763.3-200956建筑用安全玻璃防火玻璃GB 15763.1-200957半钢化玻璃GB/T 17841-200858耐候结构钢GB/T 4171-200859建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484-200860中国地震烈度表GB/T 17742-2219、00861铝合金门窗GB/T 8478-200862搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带GB/T 13790-200863塑料门窗工程技术规程JGJ 103-200864中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定GB/T 22476-200865建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-200866不锈钢棒GB/T 1220-200767建筑幕墙GB/T 21086-200768铝合金结构设计规范GB 50429-200769民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T 154-200770建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法JG/T 211-200771不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T 20878-220、200772百页窗用铝合金带材YS/T 621-200773小单元建筑幕墙JG/T 216-200774建筑幕墙用瓷板JG/T 217-200775中空玻璃用复合密封胶条JC/T 1022-200776干挂饰面石材及其金属挂件JC83018302-200577钢化玻璃GB 15763.2-200578建筑隔声评价标准GB/T 50121-200579建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178-200580玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-200381玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-200182幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T 882-20013.基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面221、粗糙度,场地可划分为以下类别:A 类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B 类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C 类指有密集建筑群的城市市区;广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 97页D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;广东财经大学体育馆按 B 类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-20147.4.1-2采用风荷载计算公式:wk=gzslzw0其中:wk-作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)gz-瞬时风压的阵风系数根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=1+2gI10(z10)(-)其中 g 为峰值222、因子取为 3，I10 为 10 米高名义湍流度,为地面粗糙度指数A 类场地:I10=0.12,=0.12B 类场地:I10=0.14,=0.15C 类场地:I10=0.23,=0.22D 类场地:I10=0.39,=0.30z-风压高度变化系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A 类场地:z=1.284Z100.24B 类场地:z=1.000Z100.30C 类场地:z=0.544Z100.44D 类场地:z=0.262Z100.60本工程属于 B 类地区sl-风荷载体型系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014223、 取定w0-基本风压,按全国基本风压图,广州市地区取为 0.5kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=EmaxGAk其中:qEAk-水平地震作用标准值E-动力放大系数,按 5.0 取定max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6 度(0.05g):max=0.047 度(0.1g):max=0.087 度(0.15g):max=0.128 度(0.2g):max=0.168 度(0.3g):max=0.249 度(0.4g):max=0.32广州市地区设防烈度为七度(0.15g),根据本地区的情况,故取max=0.12GAk-幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，224、根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 98页GSG+wwSw+EESE+TTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值:qk=Wk+0.5qEAk，维护结构荷载标准值不考虑地震组合水平荷载设计值:q=1.5Wk+0.51.3qEAk荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取 1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取 1.0；可变荷225、载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取 1.5二、荷载计算1.风荷载标准值计算Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度 25mz:25m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=1.316382I10:10 米高名义湍流度,对应 A、B、C、D 类地面粗糙度，分别取 0.12、0.14、0.23、0.39。(DBJ 15-101-2014条文说明 7.5.9)gz:阵风系数:gz=2.25sp1:局部正风压体型系数,采用给定值，取 1.2。sn1:局部负风压体型系数,采用给定值，取-1.3。226、面板正风压风荷载标准值计算如下Wkp=gzsp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.251.21.3163820.5=1.777116 kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下Wkn=gzsn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.25(-1.3)1.3163820.5=-1.925209 kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下Wkvp=gzsvp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=2.251.21.3163820.5=1.777116 kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下Wkvn=gzsvn1zW0(DBJ 15227、-101-20147.4.1-2)=-1.925209 kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下Wkhp=gzshp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.777116 kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下Wkhn=gzshn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-1.925209 kN/m2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 99页当前幕墙抗风压等级为 2 级2.风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2w:风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算Wp=wWkp=1.51.777116=2.665674kN/m2Wn=wWkn228、=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m2立柱风荷载作用计算Wvp=wWkvp=1.51.777116=2.665674kN/m2Wvn=wWkvn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m2横梁风荷载作用计算Whp=wWkhp=1.51.777116=2.665674kN/m2Whn=wWkhn=1.5(-1.925209)=-2.887813kN/m23.水平地震作用计算GAk:面板平米重量取 0.3072kN/m2max:水平地震影响系数最大值:0.12qEk:分布水平地震作用标准值(kN/m2)qEk=EmaxGAk=50.120.3072=0.184229、32kN/m2E:地震作用分项系数:1.3qEA:分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=EqEk=1.30.18432=0.239616kN/m24.荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:Szkp=Wkp=1.777116kN/m2Szp=Wkpw+qEkEE=1.7771161.5+0.184321.30.5=2.785482kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:Szkn=Wkn=-1.925209kN/m2Szn=Wknw-qEkEE=-1.9252091.5-0.184321.30.5=-3.007621kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载230、进行强度演算采用面板荷载组合标准值为 1.925209kN/m2面板荷载组合设计值为 3.007621kN/m2立柱承受风荷载标准值为 1.925209kN/m2横梁承受风荷载标准值为 1.925209kN/m2三、横梁计算1.选用横梁型材的截面特性选定横梁材料类别:铝-6063-T5广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 100页选用横梁型材名称:未定义型材型材强度设计值:85.5N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=187.7cm4Y 轴惯性矩:Iy=531cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=47.9cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=46.2cm3Y 轴左部抵抗矩:W231、y1=69.6cm3Y 轴右部抵抗矩:Wy2=64.9cm3型材截面积:A=18.3cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=3mm型材截面绕 X 轴面积矩:Ss=27.3cm3型材截面绕 Y 轴面积矩:Ssy=44.8cm3塑性发展系数:=1.05选定横梁叠合截面材料类别:钢-Q235 冷弯选用横梁型材名称:未定义叠合型材型材强度设计值:205N/mm2型材弹性模量:Ed=206000N/mm2X 轴惯性矩:Ixd=140.5cm4Y 轴惯性矩:Iyd=437cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1d=46.8cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2d=46.8cm3Y 轴左部抵抗矩:Wy1d=73.7cm3Y 轴右部232、抵抗矩:Wy2d=73.7cm3型材截面积:Ad=26cm2型材计算校核处抗剪壁厚:td=8mm型材截面绕 X 轴面积矩:Ssd=28.5cm3型材截面绕 Y 轴面积矩:Ssdy=47.5cm3两个截面的荷载/内力(包括弯矩和剪力)分配系数为q1q2=EIyEdIyd=70000531206000437=0.412899风荷载作用方向分配系数rw1=EIyEIy+EdIyd=7000053170000531+206000437=0.292235rw2=EdIydEIy+EdIyd广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 101页=20600043770000531+206000437=0.7077233、65重力荷载作用方向分配系数rg1=EIxEIx+EdIxd=70000187.770000187.7+206000140.5=0.312224rg2=EdIxdEIx+EdIxd=206000140.570000187.7+206000140.5=0.6877762.横梁的强度计算校核依据:MxWx+MyWyfa=85.5(JGJ102-20036.2.4)(1)横梁在自重作用下的弯矩(kNm)Hh:幕墙分格高:1.25mBh:幕墙分格宽:4mGAkhu:横梁上部面板自重:0.31kN/m2GAkhd:横梁下部面板自重:0.31kN/m2Ghk:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m234、):Ghk=0.31Hh=0.311.25=0.3875kN/mGh:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)Gh=GGhk=1.30.3875=0.50375kN/m横梁端部承受重力荷载为Grh=12GhBh=120.503754=1.0075kNMhg:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kNm)Mhg=18GhBh2=180.5037542广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 102页=1.0075kNm(2)横梁承受的组合荷载作用计算横梁承受风荷载作用wk=1.925209kN/m2qEAk:横梁平面外地震荷载:E:动力放大系数:5max:地震影响系数最大值:0.12qEAku=Ema235、x0.31(JGJ102-20035.3.4)=50.120.31=0.186kN/m2qEAkd=Emax0.31(JGJ102-20035.3.4)=50.120.31=0.186kN/m2荷载组合:横梁承受面荷载组合标准值:qAk=wk=1.925209kN/m2横梁承受面荷载组合设计值:qAu=wwk+0.5EqEAku=1.51.925209+0.51.30.186=3.008713kN/m2qAd=wwk+0.5EqEAkd=1.51.925209+0.51.30.186=3.008713kN/m2(3)横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)横梁上部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(236、梯形分布)横梁下部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(梯形分布)分横梁上下部分别计算Hhu:横梁上部面板高度 1.25mHhd:横梁下部面板高度 2.4mqu=qAuHhu2=3.0087131.252=1.880446kN/mqd=qAdHhd2=3.0087132.42=3.610456kN/m组合荷载作用产生的线荷载标准值为:quk=qAkHhu2=1.9252091.252广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 103页=1.203256kN/mqdk=qAkHhd2=1.9252092.42=2.310251kN/mMh:横梁在组合荷载作用下的弯矩(kNm)Mhu=124quBh2 3-237、HhuBh2=1241.88044642 3-1.2542=3.638467kNmMhd=124qdBh2 3-HhdBh2=1243.61045642 3-2.442=6.354403kNmMh=Mhu+Mhd=3.638467+6.354403=9.99287kN.m(4)横梁强度:横梁计算强度(N/mm2):Wx2:X 轴抵抗矩:46.2cm3Wy2:y 轴抵抗矩:64.9cm3Wx2d:叠合截面 X 轴抵抗矩:46.8cm3Wy2d:叠合截面 y 轴抵抗矩:73.7cm3:主截面塑性发展系数:1.05=Mhgrg1Wx2+Mhrw1Wy2103=1.00750.3122241.0546238、.2+9.992870.2922351.0564.9103=49.338315N/mm2d=Mhgrg2Wx2d+Mhrw2Wy2d103=1.00750.687776146.8+9.992870.707765173.7103=110.771014N/mm249.338315N/mm2 fa=85.5N/mm2110.771014N/mm2 fad=205N/mm2横梁正应力强度满足要求广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 104页3.横梁的刚度计算1).横梁主截面的挠度验算校核依据:UmaxL180且 Umax20mm,且满足重力作用下UgmaxL500,Ugmax3mm横梁承受分布线荷载作239、用时的最大荷载集度：qku:横梁上部面板所受组合荷载标准值为 1.203256kN/mqkd:横梁下部面板所受组合荷载标准值为 2.310251kN/m由于组合截面变形一致，故只需要计算主型材断面的挠度即可Uhu:横梁上部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhu=qkurw1Bh4258-5Hhu2Bh2+2Hhu2Bh4EIy240=1.2032560.29223544258-51.25242+21.2524470000531240108=3.031408mmUhd:横梁下部水平方向由组合荷载产生的弯曲:Uhd=qkdrw1Bh4258-5Hhd2Bh2+2Hhd2Bh4EIy240=2.310240、2510.29223544258-52.4242+22.424470000531240108=5.214036mmUhg:自重作用产生的弯曲:Uhg=5Ghkrg1Bh4108384EIx=50.38750.3122244410838470000187.7=3.069404mm 3mm综合产生的弯曲为:U=Uhu+Uhd=3.031408+5.214036=8.245444mm 20mmDu=UBh1000=8.24544441000=0.002061 1/180广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 105页Dg=UhgBh1000=3.06940441000=0.000767 1/500横梁241、主截面挠度不满足要求2).横梁叠合截面的挠度验算校核依据:UmaxL250且 Umax20mm,且满足重力作用下UgmaxL500,Ugmax3mmUhg=3.069404mm 3mm综合产生的弯曲为:U=8.245444mm 20mmDu=0.002061 1/250Dg=0.000767 1/500横梁叠合截面挠度不满足要求4.横梁的抗剪强度计算校核依据:max49.6N/mm2(1)Q:组合荷载作用下横梁剪力设计值(kN)qu:横梁上部组合荷载线荷载最大值:1.880446kN/mqd:横梁下部组合荷载线荷载最大值:3.610456kN/mBh:幕墙分格宽:4m需要分别计算横梁上下部分面242、板的组合荷载所产生的剪力设计值横梁上部组合荷载线分布呈梯形分布横梁下部组合荷载线分布呈梯形分布Qu=quBh2(1-HhuBh2)=1.880446 42(1-1.2542)=3.173252kNQd=qdBh2(1-HhdBh2)=3.610456 42(1-2.442)=5.054639kN(2)Q:横梁所受剪力:Q=Qu+Qd=3.173252+5.054639=8.227891kN(3):横梁剪应力广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 106页Ssy:横梁型材截面面积矩:44.8cm3Iy:横梁型材截面惯性矩:531cm4t:横梁抗剪壁厚:3mmh=Qrw1Ssy100Iyt(JGJ1243、02-20036.2.5-2)=8.2278910.29223544.81005313=6.76213N/mm2v:横梁竖向剪应力v=Grhrg1Ss100Ixt(JGJ102-20036.2.5-2)=1.00750.31222427.3100187.73=1.525064N/mm2=(h2+v2)=6.931971N/mm2Ssd:叠合截面型材截面面积矩:47.5cm3Iyd:叠合截面型材截面惯性矩:437cm4td:叠合截面抗剪壁厚:8mmhd=Qrw2Ssdy100Iydtd(JGJ102-20036.2.5-2)=8.2278910.70776547.51004378=7.91224244、2N/mm2vd=Grhrg2Ssd100Ixdtd(JGJ102-20036.2.5-2)=1.756996N/mm2d=(hd2+vd2)=8.104975N/mm26.931971N/mm2 49.6N/mm28.104975N/mm2 120N/mm2横梁抗剪强度满足要求广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 107页第四部分：铝板幕墙结构计算第四部分：铝板幕墙结构计算一、计算依据及说明1.工程概况说明工程名称:广东财经大学体育馆工程所在城市:广州市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B 类工程所在地区抗震设防烈度:七度(0.15g)工程基本风压:0.5kN/m22.设计依据序号标准名称标准245、号1绿色建筑评价标准GB/T 50378-20192建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068-20183建筑玻璃采光顶技术要求JG/T 231-20184铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T 437-20185建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T 18575-20176吊挂式玻璃幕墙用吊夹JG/T 139-20177铝合金建筑型材 第1部分：基材GB/T 5237.1-20178铝合金建筑型材 第2部分：阳极氧化型材GB/T 5237.2-20179铝合金建筑型材 第3部分：电泳涂漆型材GB/T 5237.3-201710铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材GB/T 5237.4-246、201711铝合金建筑型材 第5部分：喷漆型材GB/T 5237.5-201712铝合金建筑型材 第6部分：隔热型材GB/T 5237.6-201713钢结构设计标准GB 50017-201714混凝土用机械锚栓JG/T 160-201715冷弯型钢通用技术要求GB/T 6725-201716混凝土接缝用建筑密封胶JC/T 881-201717热轧型钢GB/T 706-201618点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127-201619紧固件机械性能自攻螺钉GB 3098.5-201620普通装饰用铝塑复合板GB/T 22412-201621民用建筑热工设计规范GB50176-201622紧固247、件机械性能螺母GB/T 3098.2-201523建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T 18250-201524建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-201525建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21431-201526公共建筑节能设计标准GB 50189-201527建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-201428紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB 3098.6-201429紧固件机械性能不锈钢螺母GB 3098.15-201430建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-2014广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 108页31混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-248、201332混凝土结构加固设计规范(附条文说明)GB 50367-201333中空玻璃用弹性密封胶GB/T 29755-201334一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求GB/T 3880.1-201235中空玻璃GB/T 11944-201236建筑陶瓷薄板应用技术规程JGJ/T 172-201237建筑结构荷载规范GB 50009-201238一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能GB/T 3880.2-201239一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差GB/T 3880.3-201240建筑工程用索JG/T 330-201141干挂空心陶瓷板GB/T 279249、72-201142建筑用隔热铝合金型材JG 175-201143铝合金门窗工程技术规范JGJ 214-201044建筑抗震设计规范(2016年版)GB 50011-201045混凝土结构设计规范(2015版)GB 50010-201046建筑制图标准GB/T 50104-201047紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-201048建筑玻璃点支承装置JG/T 138-201049石材用建筑密封胶GB/T 23261-200950天然花岗石建筑板材GB/T 18601-200951建筑抗震加固技术规程JGJ/T 116-200952公共建筑节能改造技术规范JGJ 176-200953250、陶瓷板GB/T 23266-200954平板玻璃GB 11614-200955夹层玻璃GB 15763.3-200956建筑用安全玻璃防火玻璃GB 15763.1-200957半钢化玻璃GB/T 17841-200858耐候结构钢GB/T 4171-200859建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484-200860中国地震烈度表GB/T 17742-200861铝合金门窗GB/T 8478-200862搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带GB/T 13790-200863塑料门窗工程技术规程JGJ 103-200864中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定GB/T 22476-200865建筑251、门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-200866不锈钢棒GB/T 1220-200767建筑幕墙GB/T 21086-200768铝合金结构设计规范GB 50429-200769民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T 154-200770建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法JG/T 211-200771不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T 20878-200772百页窗用铝合金带材YS/T 621-200773小单元建筑幕墙JG/T 216-2007广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 109页74建筑幕墙用瓷板JG/T 217-200775中空玻璃用复合密封胶条JC/T 1022-252、200776干挂饰面石材及其金属挂件JC83018302-200577钢化玻璃GB 15763.2-200578建筑隔声评价标准GB/T 50121-200579建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178-200580玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-200381金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 133-200182玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-200183幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T 882-20013.基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A 类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B 类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C 类指有253、密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;广东财经大学体育馆按 B 类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-20147.4.1-2采用风荷载计算公式:wk=gzslzw0其中:wk-作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)gz-瞬时风压的阵风系数根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=1+2gI10(z10)(-)其中 g 为峰值因子取为 3，I10 为 10 米高名义湍流度,为地面粗糙度指数A 类场地:I10=0.12,=0.12B 类场地:I10=0.14,=0.15C 类场地:I10=0.23,=0.254、22D 类场地:I10=0.39,=0.30z-风压高度变化系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A 类场地:z=1.284Z100.24B 类场地:z=1.000Z100.30C 类场地:z=0.544Z100.44D 类场地:z=0.262Z100.60本工程属于 B 类地区广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 110页sl-风荷载体型系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定w0-基本风压,按全国基本风压图,广州市地区取为 0.5kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=EmaxGAk其中:qEAk-255、水平地震作用标准值E-动力放大系数,按 5.0 取定max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6 度(0.05g):max=0.047 度(0.1g):max=0.087 度(0.15g):max=0.128 度(0.2g):max=0.168 度(0.3g):max=0.249 度(0.4g):max=0.32广州市地区设防烈度为七度(0.15g),根据本地区的情况,故取max=0.12GAk-幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：GSG+wwSw+E256、ESE+TTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值:qk=Wk+0.5qEAk，维护结构荷载标准值不考虑地震组合水平荷载设计值:q=1.5Wk+0.51.3qEAk荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取 1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取 1.0；可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取 1.5二、荷载计算1.风荷载标准值计算Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度 10mz:10m 高处风压高度变化257、系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=1I10:10 米高名义湍流度,对应 A、B、C、D 类地面粗糙度，分别取 0.12、0.14、0.23、0.39。(DBJ 15-101-2014条文说明 7.5.9)gz:阵风系数:gz=1+2gI10(z10)(-)=1+230.14(1010)(-0.15)=1.84广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 111页sp1:局部正风压体型系数sn1:局部负风压体型系数,通过计算确定sz:建筑物表面正压区体型系数，按照(DBJ 15-101-20147.4.1-1)取 1sf:建筑物表面负258、压区体型系数，按照(DBJ 15-101-20147.4.1-1)取-1对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，取-0.3 或 0.2Av:立柱构件从属面积取 4m2Ah:横梁构件从属面积取 1m2sa:维护构件面板的局部体型系数s1z=sz+0.2=1.2s1f=sf-0.3=-1.3维护构件从属面积大于或等于 25m2的体型系数计算s25z=sz0.8+0.2=1(DBJ 15-101-20147.4.2)s25f=sf0.8-0.3=-1.1(DBJ 15-101-20147.4.2)对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有saz=1.2saf=-1.3同样，取立柱面积对数线性插值计算得到sav259、z=sz+(sz0.8-sz)log(Av)1.4+0.2=1+(0.8-1)0.602061.4+0.2=1.113991savf=sf+(sf0.8-sf)log(Av)1.4-0.3=-1+(-0.8)-(-1)0.602061.4-0.3=-1.213991按照以上计算得到对于面板有:sp1=1.2sn1=-1.3对于立柱有:svp1=1.113991svn1=-1.213991对于横梁有:shp1=1.2shn1=-1.3面板正风压风荷载标准值计算如下Wkp=gzsp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.841.210.5=1.104 kN/m2面板负风压风荷260、载标准值计算如下Wkn=gzsn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.84(-1.3)10.5广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 112页=-1.196 kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下Wkvp=gzsvp1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.841.11399110.5=1.024872 kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下Wkvn=gzsvn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-1.116872 kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下Wkhp=gzshp1zW0(DBJ 15-101-2014261、7.4.1-2)=1.104 kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下Wkhn=gzshn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=-1.196 kN/m2当前幕墙抗风压等级为 1 级2.风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2w:风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算Wp=wWkp=1.51.104=1.656kN/m2Wn=wWkn=1.5(-1.196)=-1.794kN/m2立柱风荷载作用计算Wvp=wWkvp=1.51.024872=1.537308kN/m2Wvn=wWkvn=1.5(-1.116872)=-1.675308kN/m2横梁风荷载作用计262、算Whp=wWkhp=1.51.104=1.656kN/m2Whn=wWkhn=1.5(-1.196)=-1.794kN/m23.水平地震作用计算GAk:面板平米重量取 0.3kN/m2max:水平地震影响系数最大值:0.12qEk:分布水平地震作用标准值(kN/m2)qEk=EmaxGAk=50.120.3=0.18kN/m2E:地震作用分项系数:1.3qEA:分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=EqEk=1.30.18=0.234kN/m24.荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:Szkp=Wkp=1.104kN/m2Szp=Wkpw+qEkE263、E=1.1041.5+0.181.30.5=1.773kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 113页Szkn=Wkn=-1.196kN/m2Szn=Wknw-qEkEE=-1.1961.5-0.181.30.5=-1.911kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为 1.196kN/m2面板荷载组合设计值为 1.911kN/m2立柱承受风荷载标准值为 1.116872kN/m2横梁承受风荷载标准值为 1.196kN/m2三、单层铝板强度计算1.面板荷载计算B:该处铝板幕墙分格宽:1.05mH:该处铝板幕墙分格高:6mA:该264、处铝板面积:A=BH=1.056=6.3m2水平荷载设计值：Sz=1.911kN/m2水平荷载标准值：Szk=1.196kN/m22.铝板强度计算选定面板材料为:铝-3003-H22强度校核依据：=MW=6mqL2t2fa=66.1N/mm2挠度校核依据:UL1100加强肋计算结构见图以及板块编号图广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 114页加强肋结构简图(圈内数字为铝板编号)12345678910111212345678910111050500500500500500500500500500500511.724488.276数据表格使用的各项相关参数以及意义E:弹性模量:70000N/mm265、2v:泊松比:0.3t:铝板厚度:3mmD:板弯曲刚度:D=Et312(1-v2)=700003312(1-0.32)=173076.923077Sz:组合荷载设计值:1.911kN/m2Szk:组合荷载标准值 1.196kN/m2挠度计算公式:U=fSzka4Da:铝板分格短边边长b:铝板分格长边边长:参数Szka4Et4:折减系数按查表得到m:弯矩系数,按短边与长边的边长比查表得到f:挠度系数,按短边与长边的边长查表得到U:铝板挠度Ua:挠度与短边比值面板强度校核表格编号类型a(mm)b(mm)m(N/mm2)fU(mm)U/a1B500.0 1050.0 13.183 0.934 0.1266、21236.0580.005042.0330.00407广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 115页2C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.002113C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.002114C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.002115C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.002116C500.0 1050.267、0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.002117C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.002118C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.002119C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.0021110C500.0 1050.0 13.183 0.934 0.084325.0800.002611.0530.0021111C511.7 1050.0 1268、4.464 0.928 0.084326.0900.002611.1470.0022412B488.3 1050.0 11.990 0.940 0.121234.6060.005041.8610.00381说明：强度/挠度验算不合格的数据以红色标明强度满足要求挠度满足要求3.加强肋强度计算(1)加强肋在组合荷载作用下的内力图示:0.1100.1100.1100.1100.1100.1100.1100.1100.1100.1100.110加强肋弯矩图(kN.m)1050500500500500500500500500500500511.724488.276广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 1269、16页0.3440.3440.3440.3440.3440.3440.3440.3440.3440.3460.344加强肋剪力图(kN)1050500500500500500500500500500500511.724488.2760.4860.4860.4860.4860.4860.4860.4860.4860.4860.4900.486加强肋位移图(mm)1050500500500500500500500500500500511.724488.276加强肋内力数据列表如下:编号列表条目123456789101偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 270、0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.035 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.0002偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0271、.035 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.000广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 117页3偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.035 0.077 0.09272、9 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.0004偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.035 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪273、力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.0005偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.035 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.0274、45-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.0006偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.035 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-275、0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.0007偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.035 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.276、332-0.151 0.0008偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.035 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.035 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.0009偏移(m)0.000 0.105 0.250277、 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.036 0.077 0.099 0.108 0.108 0.099 0.077 0.036 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.237 0.135 0.045-0.045-0.135-0.237-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.332-0.434-0.481-0.481-0.434-0.332-0.151 0.00010偏移(m)0.000 0.105 0.250 0.367 0.472 0.578 0.683 0.800 0.945 278、1.050弯矩(kN.m)-0.000 0.036 0.077 0.099 0.109 0.109 0.099 0.077 0.036-0.000剪力(kN)0.346 0.327 0.239 0.137 0.046-0.046-0.137-0.239-0.327-0.346挠度(mm)0.000-0.152-0.334-0.437-0.484-0.484-0.437-0.334-0.152 0.00011偏移(m)0.000 0.105 0.244 0.367 0.472 0.578 0.683 0.806 0.945 1.050弯矩(kN.m)0.000 0.036 0.076 0.099279、 0.108 0.108 0.099 0.076 0.036 0.000剪力(kN)0.344 0.325 0.241 0.135 0.045-0.045-0.135-0.241-0.325-0.344挠度(mm)0.000-0.151-0.326-0.434-0.480-0.480-0.434-0.326-0.151 0.000(2)加强肋截面图Ex:加强肋型材弹性模量 70000N/mm2X 轴惯性矩:Ix=22.8cm4Y 轴惯性矩:Iy=16.3cm4X 轴下部抵抗矩:Wx1=9.1cm3型材截面面积矩:Ss=5.2cm3广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 118页型材计算校核处壁厚280、:t=3.5mm(3)加强肋强度校核:强度校核依据:M/wa剪力校核依据:max=110.5N/mm2挠度校核依据:UL/300加强肋强度校核表格编号长度(m)弯矩(kN.m)剪力(kN)挠度(mm)最大值位置(m)(N/mm2)最大值位置(m)(N/mm2)最大值位置(m)D/Len1 1.0500.1100.52511.4670.3440.0002.2420.4860.5250.000462 1.0500.1100.52511.4670.3440.0002.2420.4860.5250.000463 1.0500.1100.52511.4670.3440.0002.2420.4860.52281、50.000464 1.0500.1100.52511.4670.3440.0002.2420.4860.5250.000465 1.0500.1100.52511.4670.3440.0002.2420.4860.5250.000466 1.0500.1100.52511.4670.3441.0502.2420.4860.5250.000467 1.0500.1100.52511.4670.3440.0002.2420.4860.5250.000468 1.0500.1100.52511.4680.3440.0002.2420.4860.5250.000469 1.0500.1100.525282、11.4740.3440.0002.2420.4860.5250.0004610 1.0500.1100.52511.5340.3460.0002.2540.4900.5250.0004711 1.0500.1100.52511.4720.3440.0002.2410.4860.5250.00046说明：强度验算不合格的数据以红色标明加强肋强度满足要求加强肋挠度满足要求4.压板强度计算Sz:压板所受组合荷载设计值 1.911kN/mm2H:铝板高度 6mB:铝板宽度 1.05mWyb:压板长为 50mmHyb:压板有效宽为 55mmNyb:铝板纵向每边压板数 2tyb:压板厚为 3.5mmPy283、b:每个压板承受的荷载作用设计值(KN)Pyb=SzHBNyb2=1.91161.0522=3.009825kNMyb:压板所受弯矩Myb=PybWyb14=3.009825501410-3广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 119页=0.037623kN.mWyb:压板截面抵抗矩(mm3)Wyb=tybhyb216=3.555216=1764.583333mm3yb=MybWyb=1060.0376231764.583333=21.321074N/mm2yb=21.321074N/mm2 85.5N/mm2压板强度满足要求5.压板螺栓强度计算Fyb:压板螺栓所受剪力 3.009825kND284、yb:压板螺栓直径 8mmDe:压板螺栓有效直径 6.83mmyb:压板螺栓所受剪应力yb=FybDe22=3.0098256.8322103=82.150452N/mm2yb=82.150452N/mm2140N/mm2压板螺栓强度 GetOKStr(FTYBOLTLESS)满足要求6.铆钉抗拉强度计算P:每个压板承受的拉力 3.009825kNMnum:每个压板上的拉铆钉数 12 个Dmd:铆钉直径 6mm,型号:铝合金铆钉-10Nmd:可承受拉力为 250.81875NNmd=250.81875N1580N铆钉抗拉强度满足要求四、铝板部分组合立柱计算一、计算说明陶板幕墙的立柱选用 350285、 x100 x12x16 的钢通，根据建筑结构特点，横梁依据板块分格宽度布广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 120页置，横梁简支在立柱上，立柱根据幕墙板块高度布置。计算模型采用双跨梁的形式，对此梁进行计算校核。二、基本信息材料：Q345B 钢弹性模量：E200000N/mm2弯曲抗弯强度：fa345N/mm2立柱跨度：L11400mm允许变形：【U】11400/30038mm三、截面参数立柱截面积A10832.3mm2中性轴惯性矩IX:153630940 mm4中性轴到最外缘距离YX175 mmX 轴抵抗矩WX877891mm3X 轴面积矩SX570585 mm3塑性发展系数1.05广东财286、经大学广州校区北区体育综合馆第 121页四、荷载计算根据上部分立柱计算所得立柱承受的竖直方向线荷载标准值GK=0.36KN/m设计值G=0.504KN/m立柱承受的水平方向线荷载标准值qK 线=1.45KN/m设计值q线=2.175KN/m五、结构计算用 SAP2000 有限元分析软件对结构进行分析：杆件编号：杆件截面尺寸：广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 122页杆件截面：施加重力荷载：广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 123页施加组合荷载：荷载工况组合：广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 124页运行工况，结果如下：立柱挠度校核：根据以上结果，可知构件存在最大变形，最大变形值为：287、mmu3.5max=广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 125页mmu5.35.1/3.5max=（设计值转化成标准值除以分限系数 1.5）此段跨度为：L=11400mmmaxu=3.5mmdf_lim=L/300df_lim=38mm所以结构的刚度条件满足设计需要。根据计算结果，在杆件中最不利杆件，其内力图如下：工字钢的最大应力比为 0.35，均小于 1，满足要求！广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 126页第五部分：玻璃雨棚幕墙结构计算第五部分：玻璃雨棚幕墙结构计算一、计算依据及说明1.工程概况说明工程名称:广东财经大学体育馆工程所在城市:广州市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B 类工288、程所在地区抗震设防烈度:七度(0.15g)工程基本风压:0.5kN/m22.设计依据序号标准名称标准号1绿色建筑评价标准GB/T 50378-20192建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068-20183建筑玻璃采光顶技术要求JG/T 231-20184铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T 437-20185建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T 18575-20176吊挂式玻璃幕墙用吊夹JG/T 139-20177铝合金建筑型材 第1部分：基材GB/T 5237.1-20178铝合金建筑型材 第2部分：阳极氧化型材GB/T 5237.2-20179铝合金建筑型材 第3部分：电泳涂289、漆型材GB/T 5237.3-201710铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材GB/T 5237.4-201711铝合金建筑型材 第5部分：喷漆型材GB/T 5237.5-201712铝合金建筑型材 第6部分：隔热型材GB/T 5237.6-201713钢结构设计标准GB 50017-201714混凝土用机械锚栓JG/T 160-201715冷弯型钢通用技术要求GB/T 6725-201716混凝土接缝用建筑密封胶JC/T 881-201717热轧型钢GB/T 706-201618点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127-201619紧固件机械性能自攻螺钉GB 3098.5-201620普通装290、饰用铝塑复合板GB/T 22412-201621民用建筑热工设计规范GB50176-201622紧固件机械性能螺母GB/T 3098.2-201523建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T 18250-201524建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-201525建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21431-201526公共建筑节能设计标准GB 50189-201527建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174-201428紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB 3098.6-201429紧固件机械性能不锈钢螺母GB 3098.15-201430建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条JG/T 174291、-2014广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 127页31混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-201332混凝土结构加固设计规范(附条文说明)GB 50367-201333中空玻璃用弹性密封胶GB/T 29755-201334一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求GB/T 3880.1-201235中空玻璃GB/T 11944-201236建筑陶瓷薄板应用技术规程JGJ/T 172-201237建筑结构荷载规范GB 50009-201238一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能GB/T 3880.2-201239一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差GB/T292、 3880.3-201240建筑工程用索JG/T 330-201141建筑用隔热铝合金型材JG 175-201142铝合金门窗工程技术规范JGJ 214-201043建筑抗震设计规范(2016年版)GB 50011-201044混凝土结构设计规范(2015版)GB 50010-201045建筑制图标准GB/T 50104-201046紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-201047建筑玻璃点支承装置JG/T 138-201048建筑抗震加固技术规程JGJ/T 116-200949公共建筑节能改造技术规范JGJ 176-200950陶瓷板GB/T 23266-200951平板玻璃G293、B 11614-200952夹层玻璃GB 15763.3-200953建筑用安全玻璃防火玻璃GB 15763.1-200954半钢化玻璃GB/T 17841-200855耐候结构钢GB/T 4171-200856建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484-200857中国地震烈度表GB/T 17742-200858铝合金门窗GB/T 8478-200859搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带GB/T 13790-200860塑料门窗工程技术规程JGJ 103-200861中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定GB/T 22476-200862建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-200294、863不锈钢棒GB/T 1220-200764建筑幕墙GB/T 21086-200765铝合金结构设计规范GB 50429-200766民用建筑能耗数据采集标准JGJ/T 154-200767建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法JG/T 211-200768不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T 20878-200769百页窗用铝合金带材YS/T 621-200770建筑幕墙用瓷板JG/T 217-200771中空玻璃用复合密封胶条JC/T 1022-200772钢化玻璃GB 15763.2-200573建筑隔声评价标准GB/T 50121-2005广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 1295、28页74建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178-200575玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-200376玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-200177幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T 882-20013.基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A 类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B 类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C 类指有密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;广东财经大学体育馆按 B 类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-20147296、.4.1-2采用风荷载计算公式:wk=gzslzw0其中:wk-作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)gz-瞬时风压的阵风系数根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=1+2gI10(z10)(-)其中 g 为峰值因子取为 3，I10 为 10 米高名义湍流度,为地面粗糙度指数A 类场地:I10=0.12,=0.12B 类场地:I10=0.14,=0.15C 类场地:I10=0.23,=0.22D 类场地:I10=0.39,=0.30z-风压高度变化系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A 类场地:z=1.284Z100.24B 297、类场地:z=1.000Z100.30C 类场地:z=0.544Z100.44D 类场地:z=0.262Z100.60本工程属于 B 类地区sl-风荷载体型系数,按广东省建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014 取定w0-基本风压,按全国基本风压图,广州市地区取为 0.5kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=EmaxGAk其中:qEAk-水平地震作用标准值E-动力放大系数,按 5.0 取定广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 129页max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6 度(0.05g):max=0.047 度(0.1g):max=0.087 度(0.15g):max298、=0.128 度(0.2g):max=0.168 度(0.3g):max=0.249 度(0.4g):max=0.32广州市地区设防烈度为七度(0.15g),根据本地区的情况,故取max=0.12GAk-幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：GSG+wwSw+EESE+TTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对299、由可变荷载效应控制的组合，取 1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取 1.0；可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取 1.5二、荷载计算1.风荷载标准值计算Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度 3mz:3m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(DBJ 15-101-2014条文说明 7.2.1)z=1(z10)0.3=0.696845 由于 0.6968451.84,取gz=1.84sp1:局部正风压体型系数,采用给定值，取 1。sn1:局部负风压体型系数,采用给定值，取-2。正风压风荷载标准值计算如下Wkp=gzsp1zW0(DBJ 15-101300、-20147.4.1-2)=1.84110.5=0.92 kN/m2Wkp1.5kN/m2,取Wkp=1.5kN/m2负风压风荷载标准值计算如下广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 130页Wkn=gzsn1zW0(DBJ 15-101-20147.4.1-2)=1.84(-2)10.5=-1.84 kN/m22.风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2w:风荷载作用效应的分项系数：1.5Wp=wWkp=1.51.5=2.25kN/m2Wn=wWkn=1.5(-1.84)=-2.76kN/m23.雪荷载标准值计算Sk:雪荷载标准值(kN/m2)S0:基本雪压,广州市 50 年一遇最大积雪的301、自重:0kN/m2根据现行GB50009-2012 取值r:屋面积雪分布系数为2根据GB50009-2012 公式 7.1.1 屋面雪载荷按下式计算Sk=rS0=20=0kN/m24.雪荷载设计值计算S:雪载荷设计值(kN/m2)s:雪载荷分项系数为1.5按铝门窗幕墙技术资料汇编(一)表3-1 各种荷载分顶系数采用S=sSk=1.50=0kN/m25.自重荷载设计值G:构件自重荷载设计值(kN/m2)WGT:幕墙面板和构件平均平米重量取 0.5 kN/m2GAK:构件自重荷载标准值(kN/m2)rg:恒载荷分项系数为1.3按铝门窗幕墙技术资料汇编(一)表3-1 各种荷载分顶系数采用GAK=WG302、T=0.5kN/m2G=rgGAK=1.30.5=0.65kN/m26.竖向均布地震作用计算GK:重力荷载代表值取结构自重值(kN/m2)GK=GAK=0.5kN/m2vmax:竖向地震影响系数最大值:0.078广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 131页qEVk:分布竖向地震作用标准值(kN/m2)qEVk=EvmaxGK(JGJ102-20035.3.4)=50.0780.5=0.195kN/m2rE:地震作用分项系数:1.3qEAV:分布竖向地震作用设计值(kN/m2)qEAV=rEqEVk=1.30.195=0.2535kN/m27.荷载组合计算考虑竖向正向(向下)荷载组合为(考虑正303、向风荷载、地震荷载、雪荷载、重力荷载):考虑风荷载为主要组合荷载Szkpw=GAK+Wkp+SkS=0.5+1.5+00.7=2kN/m2Szpw=GAKG+Wkpw+SksS+qEVkEE=0.51.3+1.51.5+01.50.7+0.1951.30.5=3.02675kN/m2考虑以活荷载为主要组合荷载Szkpl=GAK+L+wWkp=0.5+0.5+0.61.5=1.9kN/m2Szpl=GAKG+Ll+Wkpww+qEVkEE=0.51.3+0.51.5+1.51.50.6+0.1951.30.5=2.87675kN/m2考虑以雪荷载为主要组合荷载Szkps=GAK+Sk+wWkp=304、0.5+0+0.61.5=1.4kN/m2Szps=GAKG+Sks+Wkpww+qEVkEE=0.51.3+01.5+1.51.50.6+0.1951.30.5=2.12675kN/m2所以对于正向荷载组合,取荷载组合标准值 Szkp=2kN/m2荷载组合设计值 Szp=3.02675kN/m2考虑竖向负向(向上)荷载组合为(考虑负向风荷载、重力荷载):Szkn=GAK+Wkn=0.5+(-1.84)=-1.34kN/m2Szn=GKGf+Wfw-qEVkEE=0.51+(-1.84)1.5-0.1951.30.5=-2.38675kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用荷305、载组合标准值为 2kN/m2广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 132页荷载组合设计值为 3.02675kN/m2三、点式玻璃计算1.玻璃面积B:该处玻璃幕墙分格宽:1.3mH:该处玻璃幕墙分格高:1.2mA:该处玻璃板块面积:A=BH=1.31.2=1.56m22.玻璃板块自重GSAk:中空玻璃板块平均自重(不包括铝框):玻璃的体积密度为:25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)t1:外层玻璃厚度 8mmt2:内层玻璃厚度 8mmGSAk=25.6t1+t21000=25.68+81000=0.4096kN/m23.玻璃强度计算选定面板材料为:8(TP)+1.52+8(T306、P)中空玻璃校核依据:gq:玻璃所受组合荷载:3.02675kN/m2Dh:玻璃角部孔到玻璃高度边的距离:125mmDv:玻璃角部孔到玻璃宽度边的距离:125mma:玻璃短边支撑点之间距离:0.95mb:玻璃长边支撑点之间距离:1.05mto:1 外层玻璃厚度:8mmti:1 内层玻璃厚度:8mmE:玻璃弹性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比 a/b 查表 8.1.5-1 得:0.148286:折减系数,根据参数查表 6.1.2-2w:玻璃所受应力:q=3.02675kN/m2荷载分配计算:qo=qto3to3+ti3=3.026758383+83=1.664713广307、东财经大学广州校区北区体育综合馆第 133页qi=qti3to3+ti3=3.026758383+83=1.513375面荷载标准值作用下各层玻璃所受的荷载分别为:qko=1.1kN/m2qki=1kN/m2参数计算:o=qkoa4109Eto4(JGJ102-20038.1.5-4)=1.11.0541097200084=4.533749查表 6.1.2-2 得o=1i=qkia4109Eti4=11.0541097200084=4.12159查表 6.1.2-2 得i=1玻璃最大应力计算:wo=6mqob21000to2o(JGJ102-20038.1.5-3)=60.1482861.66308、47131.0521000821=25.51458N/mm2wi=6mqib21000ti2i=60.1482861.5133751.0521000821=23.195073N/mm225.51458N/mm2g=42N/mm223.195073N/mm2g=42N/mm2玻璃的强度满足4.玻璃跨中挠度计算校核依据:dfdflim=1.05601000=17.5mmD:玻璃刚度(Nmm):玻璃泊松比:0.2E:玻璃弹性模量:72000N/mm2te:中空玻璃的等效厚度te=3to3+ti3广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 134页=383+83=9.5754mmD=Ete312(1-2)=309、720009.5754312(1-0.22)=5487200Nmmqk:玻璃所受组合荷载标准值:2kN/m2:挠度系数,按边长比 a/b 查表 8.1.5.2 得:0.021766参数计算:=qkb4Ete4(JGJ102-20038.1.5-4)=21.054720009.57544109=4.016308:折减系数,根据参数查表 6.1.2-2得=1df:玻璃组合荷载标准值作用下挠度最大值df=qkb4D(JGJ102-20038.1.5-3)=0.02176621.05454872001109=9.643148mm9.643148mmdflim=17.5mm玻璃的挠度满足四、变截面雨蓬杆310、件计算1.变截面雨蓬截面特性1)杆件材料及尺寸选定雨蓬杆件材料类别:钢-Q235 冷弯当前雨蓬杆件截面类型:焊接 H 型钢型材强度设计值:205N/mm2型材弹性模量:E=206000N/mm2截面的各项参数如下:上翼缘宽度bu:100mm上翼缘厚度tu:10mm腹板厚度tb:10mm下翼缘宽度bd:100mm下翼缘厚度td:10mm截面示意图如下:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 135页10010100101060变截面端部尺寸示意图100101001010160变截面根部尺寸示意图杆件总长度为 L:1.2m变截面部分长度为Lv:0.83m杆件端部腹板高度hs:80mm杆件根部腹板高度311、he:180mm有限元杆件计算的总分段数为Nnum:302)杆件端部截面特性杆件端部截面的各项特性参数如下:X 轴惯性矩:Ix=264.666667cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=66.166667cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=66.166667cm3型材截面积:A=26cm2计算校核处抗剪壁厚:t=10mm截面面积矩:Ss=39.5cm33)杆件根部截面特性杆件端部截面的各项特性参数如下:X 轴惯性矩:Ix=1788cm4X 轴上部抵抗矩:Wx1=198.666667cm3X 轴下部抵抗矩:Wx2=198.666667cm3型材截面积:A=36cm2计算校核处抗剪壁厚:t=10mm截面面积312、矩:Ss=117cm32.变截面雨蓬荷载计算(1)组合荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)Wk:组合荷载标准值:2kN/m2W:组合荷载设计值:3.02675kN/m2Bl:雨蓬杆件左分格宽:1.3mBr:雨蓬杆件右分格宽:1.3m广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 136页qk=Wk Bl+Br2=2 1.3+1.32=2.6kN/mq=W Bl+Br2=3.02675 1.3+1.32=3.934775kN/m(2)雨蓬杆件在荷载作用下的弯矩:雨蓬承受荷载作用简图如下：XYF1=-4.72173kN悬挑雨蓬受力简图370830通过有限元分析计算得到雨蓬杆件的弯矩图如下:XYMmax=313、2.833kN.m悬挑雨蓬弯矩图370830雨蓬杆件弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.0460.0930.1390.1850.2310.2770.324 0.370弯矩(kN.m)2.8332.6152.3962.1781.9601.7411.5231.304 1.086偏移(m)0.3700.3730.3770.3800.3840.3870.3910.394 0.398弯矩(kN.m)1.0861.0701.0531.0371.0211.0040.9880.972 0.955偏移(m)0.3980.4010.4050.4080.4110.4150.4180.4314、22 0.425弯矩(kN.m)0.9550.9390.9230.9060.8900.8740.8570.841 0.825偏移(m)0.4250.4290.4320.4360.4390.4430.4460.450 0.453弯矩(kN.m)0.8250.8080.7920.7760.7590.7430.7270.710 0.694偏移(m)0.4530.4560.4600.4630.4670.4700.4740.477 0.481弯矩(kN.m)0.6940.6780.6610.6450.6290.6120.5960.580 0.563偏移(m)0.4810.4840.4880.4910.4315、940.4980.5010.505 0.508弯矩(kN.m)0.5630.5470.5310.5140.4980.4820.4650.449 0.433偏移(m)0.5080.5120.5150.5190.5220.5260.5290.533 0.536弯矩(kN.m)0.4330.4160.4000.3840.3680.3510.3350.319 0.302偏移(m)0.5360.5390.5430.5460.5500.5530.5570.560 0.564弯矩(kN.m)0.3020.2860.2700.2530.2370.2210.2040.188 0.172偏移(m)0.5640.5316、670.5710.5740.5780.5810.5840.588 0.591弯矩(kN.m)0.1720.1550.1390.1230.1060.0900.0740.057 0.041广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 137页偏移(m)0.5910.5950.5980.6020.6050.6090.6120.616 0.619弯矩(kN.m)0.0410.0250.0080.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.6190.6220.6260.6290.6330.6360.6400.643 0.647弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000317、.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.6470.6500.6540.6570.6600.6640.6670.671 0.674弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.6740.6780.6810.6850.6880.6920.6950.699 0.702弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7020.7050.7090.7120.7160.7190.7230.726 0.730弯矩(kN.m)0.0000318、.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7300.7330.7370.7400.7430.7470.7500.754 0.757弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7570.7610.7640.7680.7710.7750.7780.782 0.785弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7850.7880.7920.7950.7990.8020.8060.809 0.81319、3弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8130.8160.8200.8230.8270.8300.8330.837 0.840弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8400.8440.8470.8510.8540.8580.8610.865 0.868弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8680.8710.8750.8780.8820.885320、0.8890.892 0.896弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8960.8990.9030.9060.9090.9130.9160.920 0.923弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.9230.9270.9300.9340.9370.9410.9440.948 0.951弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.9510.9540.958321、0.9610.9650.9680.9720.975 0.979弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.9790.9820.9860.9890.9920.9960.9991.003 1.006弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)1.0061.0101.0131.0171.0201.0241.0271.031 1.034弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)322、1.0341.0371.0411.0441.0481.0511.0551.058 1.062弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)1.0621.0651.0691.0721.0751.0791.0821.086 1.089弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)1.0891.0931.0961.1001.1031.1071.1101.114 1.117弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000323、.000 0.000偏移(m)1.1171.1201.1241.1271.1311.1341.1381.141 1.145弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)1.1451.1481.1521.1551.1591.1621.1651.169 1.172弯矩(kN.m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)1.1721.1761.1791.1831.1861.1901.1931.197 1.200广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 138页弯矩(kN.324、m)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000最大弯矩发生在 0m 处M:雨蓬杆件在组合荷载作用下产生弯矩(kNm)M=2.833038kNm雨蓬杆件在荷载作用下的支座反力信息如下表:支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)N10.000-4.7222.8333.变截面雨蓬杆件强度校核校核依据:NA+Mwa(JGJ102-20036.3.7)N:雨篷杆件根部轴力受力设计值，为 0kN:雨篷杆件根部计算强度(N/mm2)A:雨篷杆件根部型材截面积:36cm2M:雨篷杆件根部弯矩:2.833038kNmWx2:雨篷杆件根部截面抵325、抗矩:198.666667cm3:塑性发展系数:1=M1031Wx2=2.8330381031198.666667=14.260258N/mm214.260258N/mm2a=205N/mm2雨篷杆件根部强度满足要求雨篷杆件的各处应力图如下:XYmax=14.260N/mm2悬挑雨蓬应力图370830最大正应力发生在 0m 处,最大正应力为 14.260258N/mm2,满足要求4.变截面雨蓬杆件剪切强度校核校核依据:max=120N/mm2通过有限元分析计算得到雨篷杆件的剪力图如下:XYQmax=4.722kN悬挑雨蓬剪力图370830杆件剪力分布如下表:广东财经大学广州校区北区体育综合馆第326、 139页列表条目123456789偏移(m)0.0000.0460.0930.1390.1850.2310.2770.324 0.370剪力(kN)4.7224.7224.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.3700.3730.3770.3800.3840.3870.3910.394 0.398剪力(kN)4.7224.7224.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.3980.4010.4050.4080.4110.4150.4180.422 0.425剪力(kN)4.7224.7224.7224.72327、24.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.4250.4290.4320.4360.4390.4430.4460.450 0.453剪力(kN)4.7224.7224.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.4530.4560.4600.4630.4670.4700.4740.477 0.481剪力(kN)4.7224.7224.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.4810.4840.4880.4910.4940.4980.5010.505 0.508剪力(kN)4.7224.722328、4.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.5080.5120.5150.5190.5220.5260.5290.533 0.536剪力(kN)4.7224.7224.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.5360.5390.5430.5460.5500.5530.5570.560 0.564剪力(kN)4.7224.7224.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.5640.5670.5710.5740.5780.5810.5840.588 0.591剪力(kN)4329、.7224.7224.7224.7224.7224.7224.7224.722 4.722偏移(m)0.5910.5950.5980.6020.6050.6090.6120.616 0.619剪力(kN)4.7224.7224.7220.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.6190.6220.6260.6290.6330.6360.6400.643 0.647剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.6470.6500.6540.6570.6600.6640.6670.671 0.6330、74剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.6740.6780.6810.6850.6880.6920.6950.699 0.702剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7020.7050.7090.7120.7160.7190.7230.726 0.730剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7300.7330.7370.7400.7430.7470.750331、0.754 0.757剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7570.7610.7640.7680.7710.7750.7780.782 0.785剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.7850.7880.7920.7950.7990.8020.8060.809 0.813剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8130.8160.8200.8230.8270332、.8300.8330.837 0.840剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8400.8440.8470.8510.8540.8580.8610.865 0.868剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8680.8710.8750.8780.8820.8850.8890.892 0.896剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.8960.8990.9030.333、9060.9090.9130.9160.920 0.923剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000广东财经大学广州校区北区体育综合馆第 140页偏移(m)0.9230.9270.9300.9340.9370.9410.9440.948 0.951剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.9510.9540.9580.9610.9650.9680.9720.975 0.979剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.000偏移(m)0.9790.9820.9860.9890.9920.9960.9991.003 1.006剪力(kN)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0