玻璃幕墙结构计算.doc

1、玻璃幕墙结构计算类型 ： 隐框 地点： 南方电网 部位：南电立面按围护结构计算日期：2010-8-3玻璃 按四边简支 B与 L大小关系决定横梁取值 计算者： 韦横梁 铝材，按单跨两 端固定梁X-重力方向，Y-风力方向，默认 yx横梁上下玻璃高度相等序 号 计算条件立柱 铝材，上悬式， 按单跨简支梁 X-水平方向，Y-风力方向立柱两侧玻璃宽度相等，柱按跨中计算应力注意事项：计算查表一 风压与建筑参 数 基本风压 w0： 单位： 抗震设防烈度： 水平地震影响系数 max：1 风压及地震： 0.5 kN/ 7 0.086度0.04，7度0.08，8度 0.16风压高度变化系数 z： 风荷载体型系 数

2、 s：阵风系数gz：地面粗糙度：离地面高度(m)：2 风载系数：1.67 1.5 1.58 B 45柱跨中受柱梁半重和柱跨度内全跨均摊的梁地震力二 幕墙参数() ah 方可核算玻璃；因风压变号故中空玻两块均取直接承受风荷计算(中空时 t1=2*t2以计算梁柱)1玻璃短*长*总厚 a*h*t1(t2中空单厚)=1460.0 1750 12 6单跨柱承受梁数 n=3t2为中空玻各块厚度(仅用于中空玻璃验算)2立柱单跨度H= 5000柱距(梁长)B= 1460.0 梁距 L= 1750 (用于计梁上玻重)3 玻璃高 hg= 1750结构胶变位承受能力 = 0.12主体层间位移角 限值(rad)=0.

3、001818(钢筋混凝土框架 1/550),(框剪、框筒 1/800),(筒中筒 1/1000),(多、高层钢结构 1/300)4风荷、地震下结构胶强度设计值 f1(N/2)=0.2永久荷载下结构胶强度设计值f2(N/2)=0.01是否组合立柱(是 1否0)：1是否中空(是 1否0)：1三 型材参数抗风压惯性矩 Ix(4) 507234.4 抗重力惯性矩 Iy(4) 277168.2Ymax() 38.3 Xmax() 25.321横梁NH1803A+2*1805B抗风压抵抗矩 Wx(3) 13243.71802 抗重力抵抗矩 Wy(3) 10946.61南华 NH180系列隐框(1.92+2

4、*0.6)绕 X轴面积矩 Sx(3) 17248 绕 Y轴面积矩 Sy(3) 13010腹板 X轴向总厚度 tx() 6 腹板 Y轴向总厚度ty() 6截面积 An(2) 712.8 总线重 gL(kg/m) 3.12抗风压惯性矩 Ix (4) 7722075 抗重力惯性矩 Iy (4) 1821494Ymax() 90.7 Xmax() 37.5抗风压抵抗矩 Wx(3) 85138.64388 抗重力抵抗矩 Wy(3) 48573.172立柱180111 +2*180104截面积 An(2) 1818.75 总线重 gz(kg/m) 6.03NH1801系列隐框(4.91+2*0.56)抗风

5、压惯性矩 Ix2(4) 2020000 材质 钢材Y2max() 40 型号 8抗风压抵抗矩 W2x(3) 50500 3组合叠加柱28截面积 A2n(2) 2040 总线重 gz2(kg/m) 16四 材料力学参数 强度设计值f(N/2)弹模 E(N/2) 泊松比 重力密度g(kN/m3) 1 玻璃 72 72000 0.2 25.6 2 铝合金拉压 85.53 铝合金抗剪 49.670000 0.33 28横梁、立柱铝合金牌号：6063T54HPB235钢拉压 2105HPB235钢抗剪 120206000 0.3 78.5组合叠加柱 五 锚筋、埋件： 按玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102

6、-2003计算，先按荷载计算，再与实用对比。1.中间节点砼： C25 砼抗压强度设计 值 fc= 11.9锚筋抗拉强度设计值fy=300强度设计值单位N/2砼输入：C* 砼抗拉强度设计 值 ft= 1.27 锚筋外形系数 = 0.14：圆筋取0.16，肋筋取0.14计算锚板厚t()= 8 z()= 200板尺寸(高*宽)： 250 300 ()计算锚筋直径d()= 8(4-0.08*d)(fc/fy)锚筋层系数ar= 1锚筋受剪承载力系数 avav= 0.669194141(有二层取 1、有三层取 0.9、 如 av大于 0.7时取 0.7有四层取 0.85)0.6+0.25t/d锚板弯曲折减

7、系数 ab ab= 0.85当采取防止锚板弯曲变形的措施时，ab取值 1.0按荷载计算结果：锚筋总面积As(2)= 124.38 锚筋锚固长()= 203.894 实用：锚筋支数 n*直径 4 8锚筋总面积(2)与锚固长() 201.06 220实用须大于计算结果。锚筋、埋件满足要求。2.上悬臂节点 (承受悬臂段荷载及下方半跨荷载)立柱悬臂长()L1= 0 按荷载计算锚筋总面积As(2)= 93.22 计算锚筋锚固长()=142.73 砼： C25 砼抗压强度设计 值 fc= 11.9锚筋抗拉强度设计值fy=300强度设计值单位N/2砼输入：C* 砼抗拉强度设计 值 ft= 1.27 锚筋外形

8、系数 = 0.14：圆筋取0.16，肋筋取0.14锚板厚 t()= 8 z()= 200板尺寸(高*宽)： 250 300 ()计算锚筋直径d()= 8(4-0.08*d)(fc/fy)锚筋层系数ar= 1锚筋受剪承载力系数 av(计算值，选用值)av= 0.66919414(有二层取 1、有三层取 0.9、有四层取 0.85) 如 av大于 0.7时取 0.7 立柱应力 15.26343660.6+0.25t/d立柱应力强度设计值f，满足要求锚板弯曲折减 系数 abab= 0.85当采取防止锚板弯曲变形的措施时，ab取值 1.0 计算用 M0.4*Nz2实用：锚筋(支数 n*直径)4 8实用

9、：锚筋总面积(2)与锚固长()201.06 250实用须大于计算结果。锚筋、埋件满足要求。3.下悬臂节点 (双埋件，此为下埋件仅受悬臂段荷载)立柱悬臂长()L2= 0 按荷载计算锚筋总面积As()= 0.00 计算筋锚固长()=120.00 砼： C25 砼抗压强度设计 值 fc= 11.9锚筋抗拉强度设计值fy=300强度设计值单位N/23砼输入：C* 砼抗拉强度设计 值 ft= 1.27 锚筋外形系数 = 0.14：圆筋取0.16，肋筋取0.14锚板厚 t()= 8 z()= 200板尺寸(高*宽)： 250 300 ()计算锚筋直径d()= 8(4-0.08*d)(fc/fy)锚筋层系数

10、ar= 1锚筋受剪承载力系数 av(计算值，选用值)av= 0.66919414(有二层取 1、有三层取 0.9、有四层取 0.85) (如 av大于 0.7时取 0.7) 立柱应力 00.6+0.25t/d立柱应力强度设计值f，满足要求锚板弯曲折减 系数 abab= 0.85当采取防止锚板弯曲变形的措施时，ab取值 1.0 计算用 M0.4*Nz锚筋选用(支数 n*直径 ) 4 8选用锚筋总面积(2)与锚固长()201.06 200实用须大于计算结果。锚筋、埋件满足要求。六 结果汇总玻璃拉弯强度 玻璃挠度(a/60) 横梁拉弯强度横梁挠度(l/180)横梁抗剪强度y立柱拉弯强度立柱挠度(l/

11、180)1 允许值 72 24.33 85.5 8.11 49.6 85.5 27.78 2 计算值 24.34 17.96 77.06 1.35 17.23 84.35 24.58 3 单位 N/2 N/2 N/2 N/2 4 允许值 2105 组合叠加柱拉弯强度： 计算值 108.57 (不组合叠加时取 0)6 玻璃、横梁、立柱的应力及挠度均满足要求。7 P26M3-103 高 250*宽 200*19 4*108立柱支座预埋件及其许用荷载 e=200N=15670*0.8=12536V=22330*0.8=23112按预埋件规范复核，供参考。9柱支座拉力N(N) 21129.85516

12、柱支座剪力V(N)4176.8592 (支座力均为柱中间节点)10 =N/V 5.058790385 11 预埋件：实用 250*300*8+锚筋 4*8粘接宽度 cs1 粘接宽度 cs2 综合计算粘接 宽度： 12计算竖向隐框玻璃胶计算最小尺寸() 10.40 14.67 14.67 宽度过 大！ (厚度宽度 (7宽度) (明框时取 0)2*厚度)倒挂隐框最小粘接宽度cs3()37.02 (明框时取 0)13计算隐框粘接最小厚度ts()6.31 厚度正常。 (6厚度12) (明框时取 0)14玻璃胶实际宽度、厚度() 15 8 玻璃胶宽度、厚度满足要求。 (明框时取 0)七 计算过程 项目

13、公式 数值 单位 计算说明 A风荷载标准值wk gz* s* z*w0 1.97895 kN/小于1kN/时取1kN/B 结构胶计算 1地震作用标准值 qEk E* max*gk 0.12288 kN/ E=5，gk为单位面积玻璃重(kN/)2 荷载组合值 w 1*1.4*wk+0.5*1.3*qEk 2.850402 kN/ 竖向隐框粘接宽度 cs1 w*a/(2f1) 10.4039673 风载与地震作用下 3 竖向隐框粘接宽度 cs2 1.2*gk*a*h/(2*(a+h)*f2) 14.67095327 永久荷载作用下 4倒挂隐框粘接宽度 cs3 1.4*wk*a/(2f1)+1.2*

14、gk*a/(2*f2) 37.0231545 5隐框粘接厚度ts *h g/SQRT(*(2+) 6.308364886 C1 玻璃强度验算 1地震作用标准值 qEk E* max*gk 0.12288 kN/ E=5，gk为单位面积玻璃重(kN/)2 荷载组合值 w 1*1.4*wk+0.5*1.3*qEk 2.850402 kN/ w*a4/(E*t14) 8.674811701 0， 1 5 10 3 查表求 0， 1 1 0.96 插值 0+( 1- 0)*(- 0)/( 1-0)0.970601506 玻璃短边/长边 a/b 0.834285714 a/b0，a/b 1 0.8 0.

15、85 a/b查表求 mm0，m 1 0.0628 0.0576 插值 4m m0+(m1-m0)*(a/b-a/b0)/(a/b1-a/b0)0.059234286 5应力组合值 6*m*w*a2*/t 12 14.55508348 N/2 C2中空玻璃强度验算 1风荷载标准值wkz 1.1*( gz* s* z*w0)/2 1.0884225 kN/ 2地震作用标准值 qEkz E* max*gk 0.06144 kN/ E=5，gk为单位面积玻璃重(kN/)3 荷载组合值 w 1*1.4*wkz+0.5*1.3*qEkz 1.5637275 kN/ w*a4/(E*t24) 76.1438

16、7929 0， 1 60 80 查表求 0， 1 0.78 0.73 插值 4 0+( 1- 0)*(- 0)/( 1-0)0.739640302 玻璃短边/长边 a/b 0.834285714 a/b0，a/b 1 0.8 0.85 a/b查表求 mm0，m 1 0.0628 0.0576 插值 5m m0+(m1-m0)*(a/b-a/b0)/(a/b1-a/b0)0.059234286 6应力组合值 6*m*w*a2*/t 22 24.33936581 N/2 D1 玻璃挠度验算 wk*a4/(E*t14) 6.022665791 风荷载标准值作用下 0， 1 5 10 1 查表求 0，

17、 1 1 0.96 插值 0+( 1- 0)*(- 0)/( 1-0)0.991818674 玻璃短边/长边 a/b 0.834285714 a/b0，a/b 1 0.8 0.85 a/b查表求 0， 1 0.00603 0.00547 插值 2 0+( 1- 0)*(a/b-a/b0)/(a/b1-a/b0)0.005646 3 玻璃刚度 D E*t13/(12*(1- 2) 10800000 N* 4 玻璃挠度 df *w k*a4*/D 4.662250925 D2中空玻璃挠度验算 1 te 0.95*3(2*t 23) 7.181549984 wk*a4/(E*te4) 46.9505

18、8392 风荷载标准值作用下 0， 1 40 60 查表求 0， 1 0.84 0.78 插值 2 0+( 1- 0)*(- 0)/( 1-0)0.819148248 玻璃短边/长边 a/b 0.834285714 a/b0，a/b 1 0.8 0.85 a/b查表求 0， 1 0.00603 0.00547 插值 3 0+( 1- 0)*(a/b-a/b0)/(a/b1-a/b0)0.005646 4 玻璃刚度 D E*te3/(12*(1- 2) 2314912.5 N* 5 玻璃挠度 df *w k*a4*/D 17.96449632 E1横梁受弯强度验算 1风压方向线荷载跨中设计组合值

19、 qy2*(1*1.4*wk*B+0.5*1.3* E* max*(B*t1* g+gL/2) 8.33128584 N/按等腰三角形分布荷载，跨中值最大LB 情况下，梁双侧有玻璃及风载、震载2风压方向荷载端部弯矩设计值 Mx5/96*qy*B2 924946.2967 N-端部 M最大公式源于静力手册3重力方向均布线荷载设计组合值 qx1.2*(L*t1* g+gL) 0.68256 N/ 按均布梁单侧受玻璃重力4重力方向端部弯矩设计值 My 1/12*qx*B2 121245.408 N- 端部最大公式源于静力手册5塑性发展系数 1.05 6型材抗弯应力f Mx/(*w x)+My/(*w

20、 y) 77.06328331 N/2LB 情况下 E2横梁受弯强度验算 1风压方向线荷载跨中设计组合值 qy22*(1*1.4*wk*L+0.5*1.3* E* max*(L*t1* g+gL/2) 9.984519 N/按等腰梯形分布荷载，跨中值最大BL 情况下，梁双侧有玻璃及风载、震载2 L/(2*B) 0.599315068 3风压方向荷载端部弯矩设计值 Mx21/12*qy2*B2*(1-2* 2+ 3) 881300.7091 N-端部 M最大公式源于静力手册4型材抗弯应力f Mx2/(*w x)+My/(*w y) 73.92464609 N/2BL 情况下 F1横梁受剪强度验算

21、 1风压方向荷载剪力 Vy 1/4*qy*B 3040.919332 N 端部公式源于静力手册2重力方向荷载剪力 Vx 1/2*qx*B 498.2688 N 端部公式源于静力手册3风压方向荷载剪应力 y Vy*Sx/(Ix*tx) 17.23390495 N/2LB 情况下 4重力方向荷载剪应力 x Vx*Sy/(Iy*ty) 3.898040425 N/2 5最大剪应力 17.23390495 N/2 F2横梁受剪强度验算 1风压方向荷载剪力 Vy2 1/2*qy2*B*(1-) 2920.471808 N 公式源于静力手册2风压方向荷载剪应力 y Vy2*Sx/(Ix*tx) 16.55

22、128863 N/2BL 情况下 G1 横梁挠度验算1跨中分布风效荷载标准值 qk 2*wk*B 5.778534 N/等腰三角形分布荷载，跨中最大2 挠度 df 7/3840*qk*B4/(E*Ix) 1.347997766 LB 情况下公式源于静力手册G2 横梁挠度验算 1跨中分布风效荷载标准值qk22*wk*L 6.926325 N/按等腰梯形分布荷载，跨中值最大2 挠度 df 1/480*qk2*B4*(5/4-5* 3+4* 4)/(E*Ix) 1.273638768 BL 情况下公式源于静力手册H立柱受弯受拉强度验算 1 重力设计值 N1 1.2*(B*(n/2*gL+t1* g*

23、H/2)+H/2*gz)1608.4296 N跨中处重力，全按半跨重2风力分布荷载设计值 wz 1.4*wk*B 4.0449738 N/ 3地震作用分布荷载设计值 qE1.3* E* max*(B*n*gL/H+B*t1*g+gz)0.278794464 N/ 全跨均摊 4分布荷载设计组合值 qz 1*wz+0.5*qE 4.184371032 N/ 5 弯矩 M 1/8*qz*H2 13076159.48 N- 6受弯受拉应力 N1/An+M/(*W x) 147.1573641 N/2 为塑性发展系数I 立柱支座验算 1柱支座受拉力N qza*H 20921.85516 N 2柱支座受剪

24、力V 2*N1 3216.8592 N J 立柱挠度验算 1线分布风效荷载标准值 wzk B*wk 2.889267 N/ 2 立柱挠度 df 5*wzk*H4/(384*E*Ix) 43.49851384 K组合立柱受弯受拉强度验算 1 原柱参数 E1、I 1、q 1、d 1 叠合柱参数 E2、I 2、q 2、d 2 2 变形协调 5*q1*H4/(384*E1*I1)=d1=d2=5*q2*H4/(384*E2*I2) 3 组合受力 q1+q2=qza 4地震作用分布荷载设计值1.3* E* max*(B*n*gL/H+B*t1*g+gz+gz2)0.361994464 N/ 全跨均摊 q

25、Ea5分布荷载设计组合值 qza 1*wz+0.5*qEa 4.225971032 N/ 6原柱分布荷载设计组合值 q1 q1=qza/(1+E2*I2/(E1*I1) 2.387803433 N/ 7 原柱弯矩 M1 1/8*q1*H2 7461885.727 N- 8原柱受弯受拉应力 1 N1/An+M1/(*W x) 84.35477372 N/2 9 叠合柱自重 N2 1.2*gz2*H/2 480 N跨中处重力，全按半跨重10叠合柱分布荷载设计组合值q2qza/(1+E1*I1/(E2*I2)=qza-q1 1.838167599 N/ 11 叠合柱弯矩 M2 1/8*q2*H2 5

26、744273.748 N- 12叠合柱受弯受拉应力 2 N2/A2n+M2/(*W 2x) 108.5667179 N/2 L组合立柱支座验算 1组合柱支座受拉力 N qza*H 21129.85516 N 2组合柱支座受剪力 V 2*N1+2*N2 4176.8592 N M组合立柱挠度验算1线分布风效荷载标准值 wzk B*wk 2.889267 N/ 2原柱分布风效荷载标准值q1Kwzk/(1+E2*I2/(E1*I1) 1.632524598 N/ 3 立柱挠度 df 5*q1K*H4/(384*E1*I1x) 24.57799637 N 预埋件计算N1 中间节点 剪拉 1 剪力 V

27、2*(N1+N2) 4176.8592 N 2 拉力 N qza*H 21129.85516 N立柱不组合N2=03 压力限值 0.5fcA 446250 N拉力压力限值 4锚筋总面积As1 V/(aravfy)+N/(0.8*abfy) 124.3831396 2 5锚筋总面积As2 N/(0.8*abfy) 103.5777214 2 6充分受拉锚筋锚固长 la 1.1*d*f y/ft 291.023622 7锚筋受拉应力 N/(n*Pi*d2/8) 210.183 N/ 2 8受拉锚筋锚固长 la1 la*/f y 203.894 9受拉锚筋锚固长 la2 15*d 120.000 N

28、2 上悬臂节点 1 剪拉弯 1 剪力 V 2*(N1+N2)*(H/2+L1)/H 2088.4296 N 2 拉力 N qza*(H/2+L1) 10564.92758 N立柱不组合N2=03 压力限值 0.5fcA 446250 N拉力压力限值 4 弯距最小值 0.4*N*z 845194.2064 N- 计算用 M0.4*N*z5 弯距 M qza*L1*L1/2 845194.2064 N- 15.26344立柱受剪弯应力值6锚筋总面积As1V/(aravfy)+N/(0.8*abfy)+M/(1.3*arabfyz) 74.93959704 2 7锚筋总面积As2 N/(0.8*ab

29、fy)+M/(0.4*arabfyz) 93.21994924 2 8充分受拉锚筋锚固长 la 1.1*d*f y/ft 291.023622 9锚筋受拉应力 (N+M/z)/(n*Pi*d2/8) 147.128 N/ 2 10受拉锚筋锚固长 la1 la*/f y 142.726 11受拉锚筋锚固长 la2 15*d 120.000 N3 下悬臂节点 2 剪拉弯 1 剪力 V 2*(N1+N2)*L2/H 0 N 2 拉力 N qza*L2 0 N立柱不组合N2=03 压力限值 0.5fcA 446250 N拉力压力限值 4 弯距最小值 0.4*N*z 0 N- 计算用 M0.4*N*z5

30、 弯距 M qza*L2*L2/2 0 N- 0立柱受剪弯应力值6锚筋总面积As1V/(aravfy)+N/(0.8*abfy)+M/(1.3*arabfyz) 0 2 7锚筋总面积As2 N/(0.8*abfy)+M/(0.4*arabfyz) 0 2 8充分受拉锚筋锚固长 la 1.1*d*f y/ft 291.023622 9 锚筋受拉应力 (N+M/z)/(n*Pi*d2/8) 0.000 N/ 2 10受拉锚筋锚固长 la1 la*/f y 0.000 11受拉锚筋锚固长 la2 15*d 120.000 计算坐标：横梁横截面：X-重力方向，Y-风力方向立柱横截面：X-水平方向，Y-风力方向