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1、2023年10月31日7时36分,幕墙横竖框的手算计算方法,2023年10月31日7时36分,二、幕墙所受的力及传递形式,三、荷载的计算方法,四、荷载组合方法,五、计算公式及结果校核,六、总结,七、计算实例,一、概述,2023年10月31日7时36分,一、概述,在我们的日常工作中，使用远大幕墙计算书（以下简称计算书）来进行幕墙设计是很方便的，所以我们每个人都应该熟练掌握计算书的使用方法。但是，仅仅会使用计算书还是不够的，我们还要掌握幕墙中荷载的取值、受力方式、计算公式以及校核标准。如果这些东西我们掌握了，一方面提高了我们的工作效率，另一方面也体现了我们的能力。基于上面的考虑就引出了我今天要讲的
2、内容-幕墙横竖框的手算计算方法,2023年10月31日7时36分,二、幕墙所受的力及传递形式,（一）幕墙所受的力：通常我们所接触的幕墙主要承受以下荷载：维护面材及支撑龙骨的重力荷载（竖直向下）；垂直于幕墙表面的风荷载；垂直于幕墙表面的水平地震作用；平行于幕墙表面的地震作用。,注：一般来讲，当在两竖框间设有横框，并且竖框的跨度不是很大时，我们认为上面的第项荷载不予考虑。,2023年10月31日7时36分,（二）幕墙中荷载的传递形式,面板自重,两点集中力,明框幕墙,幕墙横框,幕墙横框,均布荷载,转为竖框轴力,埋件,通过转接件,以弯矩和剪力形式传递,主体结构,（2）垂直于幕墙表面的荷载（风+地震）,
3、风+地震,维护面材,三角形荷载,如图,横框,梯形荷载,竖框,横框以集中力,形式传给竖框,竖框,通过转接件,以拉力形式,埋件,主体结构,（1）竖直荷载（面板及框的自重）,2023年10月31日7时36分,三、荷载的计算方法,假设北京某地区：幕墙的分格宽为B（m），层间高度为L（m），玻璃的最大分格高为L0（m），并且LB，玻璃的总厚度为t（mm），危险标高为Z（m），C类地区，体型系数取1.2。,（1）横框所受荷载标准值的计算,（2）竖框所受荷载标准值的计算,2023年10月31日7时36分,（1）横框所受荷载标准值的计算,1.重力荷载标准值计算（SGK）,qhgk（t/10002560101.
4、1）L0/1000,-单位为N/mm,2.风荷载标准值计算（SWK）,qhwkWKB/1000(WK的算法这里不作说明),-单位为N/mm,3.水平地震作用标准值计算（SEK）,qhek（t/10002560101.1）0.8B/1000,注意,如图,-单位为N/mm,2023年10月31日7时36分,（2）竖框所受荷载标准值的计算,1.重力荷载标准值计算（SGK）,qsgk（t/10002560101.1）B/1000,-单位为N/mm,2.风荷载标准值计算（SWK）,qswkWKB/1000(WK的算法这里不作说明),-单位为N/mm,3.水平地震作用标准值计算（SEK）,qsek（t/1
5、0002560101.1）0.8B/1000,-单位为N/mm,2023年10月31日7时36分,四、荷载组合方法,一般来讲，当我们验算横竖框时，只采用两种组合即可：,承载能力极限状态下荷载组合（我们常说的强度组合）,正常使用极限状态下荷载组合（我们常说的挠度组合）,下面分别介绍这两种组合：,2023年10月31日7时36分,（1）承载能力极限状态下荷载组合,上式中：,风荷载标准值；,地震作用标准值；,风荷载的组合值系数，取1.0；,地震荷载组合值系数，玻璃幕墙取0.5，金属与石材幕墙取0.6,重力荷载标准值；,重力荷载分项系数，取1.2；,风荷载分项系数，取1.4；,地震作用分项系数 取1.
6、3；,注意：上式给出的是矢量组合，实际上SGK,SWK和SEK,2023年10月31日7时36分,（2）正常使用极限状态下荷载组合,风荷载的组合值系数，取1.0；,重力荷载分项系数，取1.0；,风荷载分项系数，取1.0；,地震作用分项系数，玻璃幕墙取0，金属与石材幕墙取1.0；,注意：上式给出的是矢量组合，实际上SGK,SWK和SEK,上式中：,地震荷载组合值系数，玻璃幕墙取0，金属与石材幕墙取0.6。,2023年10月31日7时36分,五、计算公式及结果校核,本文给出的计算公式为单跨简支梁计算公式，双跨梁和连续梁的计算相对比较复杂，一般需要借助计算机来完成。,（一）承载能力极限状态下计算公式
7、（强度计算）,（1）竖框强度计算公式（吊挂式）,(5-1),2023年10月31日7时36分,竖框所受重力荷载设计值（N）；,竖框材料的横截面面积（mm2）；,竖框在风+地震荷载设计值作用下产生的弯矩（N*mm）；具体算法在下节的计算实例中详细讲解。,竖框在强轴方向上的截面抵抗矩（mm3）；,竖框在强轴方向上的截面塑性发展系数，取1.05；,竖框材料的抗弯强度设计值（N/mm2）。具体见玻璃幕墙工程技术规范（JGJ102-2003）表5.2.2和5.2.3 表,上式中：,2023年10月31日7时36分,(5.2),重力荷载设计值在横框上产生的弯矩（N*mm）；,风+地震荷载设计值在横框上产生
8、的弯矩（N*mm）；,在抵抗风+地震荷载方向上的截面抵抗矩（mm3）；,截面塑性发展系数，取1.05；,横框材料的抗弯强度设计值（N/mm2）。,上式中：,（2）横框强度计算公式,在抵抗重力荷载方向上的截面抵抗矩（mm3）；,截面塑性发展系数，取1.05；,2023年10月31日7时36分,2023年10月31日7时36分,（二）正常使用极限状态下计算公式（挠度计算）,（1）竖框挠度计算公式（吊挂式）,垂直于幕墙表面作用的荷载标准值（N/mm）；对于玻璃幕墙仅为风荷载，对于金属与石材幕墙为风+0.5地震荷载。,(5.3),竖框的跨度（mm）；,竖框材料的弹性模量（N/mm2）；铝合金取0.71
9、05,钢型材取2.06105；,竖框绕强轴方向的惯性矩（mm4）；,竖框的挠度许用设计值。玻璃幕墙依据JGJ102中6.3.10，金属与石材幕墙依据JGJ133中5.7.10。表,2023年10月31日7时36分,（2）横框挠度计算公式,1.自重荷载标准值下横框挠度计算公式,a.自重荷载标准值（均布荷载）作用下横框挠度计算公式,(5.4),b.自重荷载标准值（集中荷载）下横框挠度计算公式,(5.5),2023年10月31日7时36分,2.风荷载（或风+地震荷载）载标准值作用下横框挠度计算公式,横框在抵抗风荷载方向上的惯性矩（mm4）；,横框挠度许用设计值。玻璃幕墙依据JGJ102中6.2.7，
10、金属与石材幕墙依据JGJ133中5.6.5。表,垂直于横框表面作用的荷载标准值（N/mm）；对于玻璃幕墙仅为风荷载，对于金属与石材幕墙为风+0.5地震荷载。,横框所受的风荷载（或风+地震荷载），按照三角形荷载分布，挠度计算公式如下：,(5.6),2023年10月31日7时36分,玻璃幕墙竖框挠度设计值（玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003）,金属与石材幕墙竖框挠度设计值（金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001）,2023年10月31日7时36分,玻璃幕墙横框挠度设计值（玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003）,金属与石材幕墙横框挠度设计值（金属与石材幕墙工程技术规范JGJ1
11、33-2001）,2023年10月31日7时36分,地震荷载,5.00.160.8,2023年10月31日7时36分,六、总结,综上所述，我们已经把幕墙横竖框的手算计算方法介绍完了，让我们再回忆一下幕墙横竖框设计的步骤：,确定幕墙的类型,是玻璃幕墙还是金属与石材幕墙,第一步,确定面材的厚度,第二步,确定竖框支座,单跨梁、双跨梁还是等跨铰接梁,第三步,确定分格尺寸,第四步,强度与挠度计算,用相应的规范校核,第五步,第六步,优化，使材料利用率最高,第七步,2023年10月31日7时36分,七、计算实例,北京某工程，层间高为L3.3米，风格宽度B1.2米。面材为6+12A+6mm的中空钢化玻璃。危险
12、点标高为He100米，C类，50年一遇。玻璃采用两垫块作用到横框上，垫块到横框边缘的距离为B/4。横竖框选用6063-T5铝合金型材。试验算图中给出的横竖框是否合理？,2023年10月31日7时36分,（1）竖框计算：,步骤一：荷载标准值的计算：,重力荷载标准值的计算：,0.0122560101.11.2406N/m0.406N/mm,风荷载标准值的计算：,1.4681.21.7616N/mm,水平地震标准值的计算：,0.4060.80.325N/mm,步骤二：荷载组合：,承载能力极限状态组合（强度组合）：,1.20.4060.4872N/mm,1.41.01.7616+1.30.50.325
13、2.68N/mm,正常使用极限状态组合（挠度组合）：,1.00.4060.406N/mm,1.01.01.76161.7616N/mm,0.8的解释,2023年10月31日7时36分,步骤三：强度计算及校核：,步骤四：挠度计算及校核：,1/82.68330023648150N*mm,0.487233001608N,1608/1082.86+3648150/（1.0527.4103）,126.8N/mm2140N/mm2。,强度满足要求！,51.761633004/(38470000215.96104),17.99f3300/18018.3mm,挠度满足要求！,步骤五：信息反馈：,从步骤四及步骤
14、五的结果可知，竖框材料的利用率比较高，因此断面无需调整！设计比较合理！,2023年10月31日7时36分,（2）横框计算：,步骤一：荷载标准值的计算：,重力荷载标准值的计算：,0.0122560101.12.3777N/m0.777N/mm,风荷载标准值的计算：(三角形荷载分布),水平地震标准值的计算:(三角形荷载分布),步骤二：荷载组合：,承载能力极限状态组合（强度组合）：,1.41.01.7616+1.30.50.3252.68N/mm,正常使用极限状态组合（挠度组合）：,1.0466466N,0.8的解释,0.7771200/2466N,如图,0.0122560101.11.20.80.
15、325N/mm,4661.2560N,1.01.01.76161.7616N/mm,1.4681.21.7616N/mm,2023年10月31日7时36分,步骤三：强度计算及校核:,步骤四：挠度计算及校核：,5601200/4168000N*mm,2.6833002/122432100N*mm,168000/(1.0515.31103)+2432100/(1.0519.98103),126.4N/mm2140N/mm2。,强度满足要求！,1.761612004/(12070000112.63104),0.39f1200/1806.6mm,挠度满足要求！,步骤五：信息反馈：,从步骤四及步骤五的结果可知，横框的挠度有很大余量，因此建议缩小截面的高度，使设计更加合理！,重力荷载标准值作用下挠度计算及校核：,46630012002（3-4（1/4）2）/(247000046.02104),0.716mmf1200/180=6.6mm。,挠度满足要求！,风荷载荷载标准值作用下挠度计算及校核：（三角形荷载）,2023年10月31日7时36分,谢谢收看！,
