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1、第四部分、明框玻璃幕墙结构计算第一章、龙骨荷载计算一、计算说明取风荷载计算部分表3-1中明框玻璃幕墙风荷载进行计算，该处位于大面区，体型系数 为1.2,该部分玻璃幕墙承受的风荷载为Wk=1.4 KN/m2, W=1.97 KN/m2。明框玻璃幕墙水平分 格为B=1200 mm，竖向分格为H=1600 mm，层高为3.6 m。二、明框玻璃幕墙自重荷载计算1、玻璃面板自重荷载标准值计算gak：玻璃面板自重面荷载标准值玻璃采用TP6+12A+TP6 mm厚钢化中空玻璃G = (6+6)X10-3X25.6=0.307 KN/m2AKggk：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙面板自重面荷载标准值Ggk=0.
2、3765 KN/m22、玻璃面板自重荷载设计值计算rG：自重作用效应分项系数，取rG=1.2按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.2条规定gg：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙面板自重面荷载设计值GG=rG Ggk=1.2X0.3765=0.54 KN/m2三、明框玻璃幕墙承受的水平风荷载计算wk：作用在幕墙上的风荷载标准值Wk=1.0 KN/m2W：作用在幕墙上的风荷载设计值W=1.4 KN/m2四、明框玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算1、幕墙玻璃面板承受的水平地震荷载标准值计算a:水平地震影响系数最大值，取气成=0.16查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表5.3.4、：
3、动力放大系数，取、=5.0按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.3.4条规定qEK :作用在幕墙上的地震荷载标准值计算qEK= amaxBE Ggk=0.16X5.0X0.3765=0.360 KN/m22、幕墙玻璃面板承受的水平地震荷载设计值计算rE：地震荷载作用效应分项系数，取rE=1.3按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.2条规定qE：作用在幕墙上的地震荷载设计值qE=rE - qEK=1.3X0.36=0.37668 KN/m2五、荷载组合1、风荷载和水平地震作用组合标准值计算PW：风荷载作用效应组合系数，取PW=1.0按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-
4、2003第5.4.3条规定WE：地震荷载作用效应组合系数，取We=0.5按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条规定qK=w*WK+E* qEK=1.0X1.0+0.5X0.36=1.18 KN/m22、风荷载和水平地震作用组合设计值计算q=WwW+PEqE=1.0X1.4+0.5X0.37668=1.634 KN/m2第二章、玻璃面板计算一、计算说明玻璃面板选用TP6+12A+TP6mm厚的中空钢化玻璃。明框玻璃幕墙的分格尺寸为，幕墙分 格宽度a=1550 mm，幕墙分格高度b=2280 mm。该部分玻璃承受的风荷载为Wr=1.0 KN/m2, W=1.4 KN/m2。二、
5、玻璃面板强度校核1、校核依据：b = 6吧a 门 Wf84.0 N/mm2。a :玻璃面板在荷载作用下产生的应力；m :玻璃面板弯矩系数；由a = 1550 =0.68，查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.2-1，得 b 2280m =0.0454。q :玻璃面板受到的组合荷载设计值；t :玻璃计算厚度；门：玻璃的应力折减系数。2、外片玻璃面板强度校核1）外片玻璃荷载计算外片玻璃自重荷载标准值为：Ggki =6X25.6=153.6 N/mm2=0.154 KN/m2根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.1.5条规定：直接承受风荷载的外片玻璃受到的风荷载标准值为
6、 =1.13 ti3K1K t13 + 12363=1.1 x 1.0 x63 + 63=0.55 KN/m2风荷载设计值为=y=1.4X0.55=0.77 KN/m2外片玻璃承受水平地震荷载标准值为qEK 1 =ama PeGgk =0.16X5.0X0.154=0.1232 KN/m2水平地震荷载设计值为qE1 =Y EqEK 1=1.3X0.1232=0.1602 KN/m2外片玻璃承受的水平组合荷载标准值为q 1 =*3 1 +v q 1=1.0X0.55+0.5X0.1232=0.776 KN/m2水平组合荷载设计值为q1 =W* +W q 1=1.0X0.77+0.5X0.1602
7、=1.079 KN/m22) 外片玻璃强度校核根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003公式6.1.2-3：0 _ 虬+ 0.5q敦*4 _ (0.55 + 0.5 x 0.1232) x 10-3 x 155041 _ Et 4=0.72 x 105 x 64=.1查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.2-2得外片玻璃的应力折减系数门1=0.607外片玻璃在水平组合荷载作用下产生的应力为6mqa 212 6 x 0.0454 x 1.079 x 10-3 x 15502 八小汗62=x 0.607=21.34 N/mm21/300该明框玻璃幕墙的变形性满足设计要求。第三章
8、、玻璃幕墙横梁计算一、计算说明选用（6063-T5）铝型材，根据建筑结构特点，每根幕墙横梁简支在立柱上，双向受力， 属于双弯构件，须对横梁进行强度和挠度校核，横梁的计算长度B=1550 mm。受力最不利的 横梁承受竖直方向荷载高度h=2280 mm。承受水平方向三角形和梯形荷载，高度h775 mm， h =376 mm。2二、力学模型幕墙的荷载由横梁和立柱承担。玻璃面板将受到的水平方向的荷载，按45度角分别传递 到横梁和立柱上。横梁采用简支梁力学模型，水平荷载上部按三角形分布荷载下部按梯形荷 载分布计算。竖直方向玻璃等的自重按均布线荷载考虑。计算简图如图。三、荷载计算1、横梁承受的竖直方向面荷
9、载标准值 Ggk=0.3765 KN/m2设计值 G =0.54 KN/m2 g2、横梁承受的水平方向面荷载标准值 qK=1.18 KN/m2设计值 q=1.634 KN/m23、横梁承受的竖直方向线荷载标准值：G线k=GAk - h3=0.3765X 1.55=0.855 KN/m设计值：G线=1.2G线k=1.2X0.855=1.026KN/m4、横梁承受的竖直方向重力荷载产生的最大弯矩MXMx=G 线 B2/8=1.026X 1.552/8=0.336 KN m5、横梁承受的竖直方向重力荷载产生的最大剪力Vx=0.5XBXG 线=0.5X1.55X 1.026=0.923 KN6、横梁承
10、受的水平方向三角形与梯形荷载上部线荷载标准值q 线Ki=qK h2 =1.18X0.775=0.915 KN/m 上部线荷载设计值q 线 1=q h2 =1.634X0.775=1.266 KN/m 下部线荷载标准值q 线 K2=qK * h1 =1.18X0.376=0.444 KN/m 下部线荷载设计值q 线q - h1 =1.634X0.376=0.614 KN/m7、横梁承受的水平方向线荷载产生的最大弯矩上部三角形荷载产生的最大弯矩M = 线Y1 12_ 1.266 x 1.55212=0.229 KNm8、下部梯形荷载产生的最大弯矩M = q线2B2（3 4a2）Y2 24=坚Q x
11、 （3 - 4 x *）2155024=0.158 KNmMy1+ My2=0.388 KNmM=Y横梁承受的水平方向线荷载产生的最大剪力vy梯形荷载产生的最大剪力V= （1 勺）+ 啡Y 2 B 40.614 x 1.55376、1.266 x 1.55=（1-B+T=0.804 KN四、横梁截面参数横梁截面积A=834.9 mm2工程计算书第9页共-I *二弓/闩18页I二一 ,八八页 I 二：.Yy = 3./J69Ix=374830 mm4丫加成=43.8 mmW=8558.36 mm3XS =7606.65 mm3XIy=563395 mm4Yy =38.39 mmW=14675.1
12、 mm3YS =9939.09 mm3Yu=1.05中性轴惯性矩 中性轴到最外缘距离 X轴抵抗矩X轴面积矩 中性轴惯性矩 中性轴到最外缘距离Y轴抵抗矩Y轴面积矩 塑性发展系数五、横梁强度校核校核依据：b= Wf + r Wf=85.5 N/mm2 yW yWax yM MyW yWx y0.346 x1060.388 x 106=+1.05 x 8558.36 1.05 x 14675.1=62.39 N/mm231345 mm3的型材，故选用如下型材，见下图。五、立柱截面参数立柱截面积A =1399.82 mm2 0X 轴惯性矩 Ix=5270450 mm4X轴到最外缘距离Yx=62.3 m
13、mX 轴抵抗矩 W =54489.8 mm3XX 轴面积矩S =37548.7 mm3X塑性发展系数Y=1.05-ITx 二疽尸了:1 匚I7 / = ： jP.1-六、立柱强度校核 N M校核依据b = y + w Wf85.50 XN/mm2_ N _M_一 A yW0X1.605x1032.814x1061399.821.05x 54489.8=64.10 N/mm2f =85.5 N/mm2 立柱强度满足设计要求。七、立柱抗剪强度校核校核依据t Wf =49.6 N/mm2t：立柱壁厚，取t=2.5 mm：立柱承受的水平荷载产生的剪应力而T = XX I tX= 3882 x 3754
14、8.7-5270450 x 2.5=14.7 N/mm2f =49.6 N/mm2立柱抗剪强度满足设计要求。八、立柱挠度校核校核依据：立柱承受的最大挠度应不大于H/180。由水平风荷载下引起的挠度线荷载标准值W线 WB =1-01.55=1，55 KN/m水平风荷载下立柱的挠度u=5w “萍 H 4384EI_5 x 1.55 x 33504384 x 0.7 x 105 x 5270450=14.9 mmu=14.9 mmN=962 N根据构造要求，取2个M6不锈钢螺栓。4、立柱局部承压能力Nb = 2d x t x 120C=2X6X3X120=4320 N N=962 N5、铝合金连接件
15、局部承压能力Nb = 2d x t x 120C=2X6X4X120=5760 N N=962 N横梁与立柱连接满足设计要求。二、立柱与钢角码的连接计算 1、计算模型计算宽度B=1.55m,高度H=3.35m。立柱为6063-T5铝型材，局部承压强度为120N/mm2, 壁厚t =3 mm,钢角码尺寸140X90X8.0,局部承压强度为320 N/mm2，立柱的固定方式为双 系点，即两侧均有连接件，用2个M12不锈钢螺栓连接。立柱承受的水平荷载和自重荷载均 按矩形分布。2、荷载计算立柱承受的自重荷载G=0.376 KN/m2 a立柱承受的水平荷载q=1.649 KN/m2立柱为拉弯构件，竖直荷
16、载N1 = GaBH=0.54X3.35X1.55=1.605 KN水平荷载N2= qBH=2.667X 1.55X3.35=13.848 KN组合荷载N =N； + N ；=七 1.6052 +13.8482=13.941 KN3、M12螺栓计算M12不锈钢螺栓应力截面积As=84.3 mm2M12不锈钢螺栓抗剪应力245 N/mm2每个螺栓承受双剪，其抗剪承载力Nb = 2 x 84.3 x 245 =41307 N N=13941 N V根据构造要求，采用2个M12不锈钢螺栓。4、局部抗压计算2个M12不锈钢螺栓，承压面个数n =2X2=4立柱局部抗压承载力件=nXdXtXft=4X12
17、X3X120=17280 N N=13941 N钢连接件局部承载力件=nXdXtXft=4X12X8X320=122880 N N=13941 N立柱与钢连接设计符合要求。三、钢角码与埋件连接计算上支座：1、计算模型分格宽度B=0.775m,高度H=3.35m，钢角码尺寸为200X80X8 mm,局部承压强度为320 N/mm2,幕墙的重力作用点距支座端部水平距离d170 mm,每个钢角码采用1个M16不锈钢 螺栓与埋件连接，M16不锈钢螺栓的有效截面积为A=157mm，螺栓到连接件边缘最小垂直距离 d50 mm。模型如下图。2、荷载计算每个钢角码垂向荷载Nj 1.605/2=0.803 KN每个钢角码水平荷载N2= 13.941/2=6.971 KN钢角码底部所受弯矩M= N1Xd1=0.803X0.110=0.088 KN m由弯矩产生的拉拔力N3=M/d2=0.088/0.05=1.767 KN3、M16不锈钢螺栓校核M16不锈钢螺栓应力截面积As=157 mm2不锈钢螺栓的抗剪应力245 N/mm2每个螺栓的抗剪承载力Nv = 157 x 245 =38465N N803 N每个螺栓的抗拉承载力：NbtNb = 157 x 320 =50240 N N2+ N3=6971+1767=8738 N钢角码与预埋件设计满足要求。幕墙连接件设计符合设计要求。
