1、 ( (此文档为此文档为 wordword 格式，下载后您可任意编辑修改！格式，下载后您可任意编辑修改！) ) 目目 录录 工程概况-1 结构设计理论和标准-1 幕墙材料的物理特性及力学性能 荷载及作用计算 玻璃板块的选用与校核 玻璃幕墙结构胶缝计算 玻璃幕墙立柱计算-13 幕墙横梁强度、挠度计算 玻璃组件的固定块及其间距计算 横梁与立柱连接计算 41 立柱与支座连接计算 44 支座连接件计算 连接件与预埋件连接计算 幕墙预埋件计算 立柱伸缩缝设计计算 49 南立面钢架计算 后置件的计算 钢角码与后置件相连接的焊缝计算 观光梯与雨棚计算-57 全玻璃幕墙计算 屋顶钢结构支座计算 73 第一章第
2、一章 工程概况工程概况 一、工程名称：广场幕墙工程 二、工程地点：市 三、工程内容：玻璃、铝板幕墙 四、幕墙最大高度：99.75m 五、地震设防烈度：六度设防 六、幕墙防火等级：耐火等级一级 第二章第二章 结构设计理论和标准结构设计理论和标准 一、本结构计算遵循以下规范及标准： 1、 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-96 2、 建筑幕墙 JGJ302-96 3、 建筑结构荷载规范 GB 4、 钢结构设计规范 GBJ17-88 5、 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 6、 建筑防雷设计规范 GB 7、 建筑抗震设计规范 GB 8、 民用建筑隔声设计规范 GBJ118-88 9、 建筑
3、模数协调统一标准 GBJ2-96 10、 铝及铝合金阳极氧、阳极氧化膜总规范 GB 11、 金属镀膜和化学处理表示方法 GBT 12、 金属覆盖层、钢铁制品热镀锌层相关要求 GBT 13、高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98 二、本结构计算遵循以下设计理论和规定： 1、玻璃幕墙按围护结构设计，其骨架竖梃悬挂在主体结构上，处于受 拉状态，层与层之间设置竖向伸缩缝。 2、玻璃幕墙及其连接件均具有承载力、刚度和相对于主体结构的位移 能力，均采用螺栓连接。 3、幕墙均按 6 度设防，遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原 则，幕墙在设防烈度地震作用下经修理后仍可使用，在罕遇地震作用下幕墙 骨
4、架不脱落。 4、幕墙构件在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位 移影响下均具有安全性。 5、幕墙构件采用弹性方法计算，其截面最大应力设计值应不超过材料 的强度设计值： 式中 荷载和作用产生的截面最大应力设计值； 材料强度设计值。 6、荷载和作用效应组合的分项系数按下列规定采用： 、进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载 G：1.2 风荷载 W：1.4 地震作用 E：1.3 温度作用 T：1.2 、进行位移和挠度计算时： 重力荷载 G：1.0 风荷载 w：1.0 地震作用 E：1.0 温度作用 T：1.0 7、当两个及以上的可变荷载或作用（风荷载、地震作用和温度作用）
5、效应参加组合时，第一个可变荷载或作用效应的组合系数可按 1.0 采用；第 二个可变荷载或作用效应的组合系数可按 0.6 采用；第三个可变荷载或作用 效应的组合系数可按 0.2 采用。 8、荷载和作用效应可按下式进行组合： S=GSG+wwSw+EESE+TTST 式中 S 荷载和作用效应组合后的设计值； SG 重力荷载作为永久荷载产生的效应； SW、SE、ST 分别为风荷载、地震作用和温度作用作为可变荷载 和作用产生的效应。按不同的组合情况，三者可分别作为第一个、第二个和 第三个可变荷载和作用产生的效应； G、w、E、T各效应的分项系数，可按 2.2.6 采用； w、E、T分别为风荷载、地震作
6、用和温度作用效应的组合系 数。 取决于各效应分别作为第一个、 第二个和第三个可变荷载和作用的效应， 可按 2.2.7 取值； 9、幕墙按各效应组合中的最不利组合进行设计。 第三章第三章 幕墙材料的物理特性及力学性能幕墙材料的物理特性及力学性能 一、玻璃的强度设计值： 类 型 厚 度(mm) 强度设计值 g(Nmm2) 大面上的强度 边缘强度 浮法玻璃 512 28.0 19.5 1519 20.0 14.0 钢化玻璃 512 84.0 58.8 1519 59.0 41.3 二、铝合金型材的强度设计值： 型材状态 强度设计值 g(Nmm2) 抗拉、抗压 抗剪 6063、T5 84.2 48.9
7、 三、幕墙连接件钢材的强度设计值： 钢材类型 强度设计值(Nmm2) 抗拉、抗压和抗弯 抗剪 V Q235（第一组） 215 125 四、焊缝强度设计值： 焊接方法 和焊条型号 构件 钢材 强度设计值 (Nmm2) 对接焊缝隙(三级) 角焊缝 手工焊 E43XX 型 Q235 抗拉、抗弯 抗拉、抗压、抗剪 185 160 五、螺栓连接的强度设计值： 螺栓钢号 强度设计值 (Nmm2) C 级 A 级、B 级 普通螺栓 Q235 抗拉 抗剪 抗拉 抗剪 170 130 170 170 六、幕墙材料的重力体积密度： 序号 材料名称 密度（kNm3） 密度（Nmm3） 1 玻 璃 25.6 2.56
8、10-5 2 矿棉（防火棉、保温棉） 0.51.0 (0.51.0)10-6 3 铝合金型材 28.0 2.810-5 4 钢 材 78.5 7.8510-5 七、幕墙材料的弹性模量： 序号 材 料 弹性模量 E (Nmm2) 1 玻 璃 0.72105 2 铝合金 0.70105 3 Q235 钢材 2.06105 4 不锈钢（奥氏体） 2.06105 八、幕墙材料的线膨胀系数： 序号 材 料 线膨胀系数 (X10-5) 1 混凝土 1.0 2 钢 材 1.2 3 铝合金 2.35 4 玻 璃 1.0 5 不锈钢（奥氏体） 1.8 第四章第四章 荷载及作用计算荷载及作用计算 一、风荷载作用
9、1、作用在幕墙上的风荷载标准值按下式计算： K =ZZSo 式中 K 作用在幕墙上的风荷载标准值（kNm2） ； Z 瞬时风压的阵风系数，取 2.25； Z 风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载 规范GB 采用，取 Z= 0.616 (Z10)0.44（按 C 类地区 计算） ； S风荷载体型系数，竖向幕墙外表面取1.5； o基本风压，根据建筑结构荷载规范GB， 市取 0.45kN m2。 则K=2.25Z1.50.45=1.52ZkNm2 (公式 4.1) 2、作用在幕墙上的风荷载设计值按下式计算： =wK 式中 作用在幕墙上的风荷载设计值（kNm2） ； w风荷载作用效应的分项系数
10、,取 1.4； 则 =1.4K (公式 4.2) 二、地震作用 （1）玻璃地震作用 1、垂直于幕墙平面的均布水平地震作用按下式计算： qE=EmaxGA 式中 qE 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用（kNm2） ； E 动力放大系数，取 3.0； max 水平地震影响系数最大值，6 度防震设计时取 0.04； GA 幕墙单位面积自重标准值。 则 qE=3.00.040.4=0.05kNm2 (公式 4.3) 2、 平行于幕墙平面的集中水平地震作用按下式计算： pE=EmaxG 式中 pE 平行于幕墙平面的集中水平地震作用（kN） ； E 动力放大系数，取 3.0； max 水平地震影响系数最大
11、值，6 度防震设计时取 0.04； G 幕墙构件的重量（kN） ，玻璃幕墙等于 0.5b=4.95 104 mm3 由自重产生的最大轴力 N=0.4bh=0.4 1.185 5.5=6.52kN a 强度验算 M N max = + a W A0 3.9 106 6.52 103 = + 1.05 4.95 104 1358 =75+4.8=79.8 kNmm2 N=1344 (N) 第十一章第十一章 立柱与支座连接计算立柱与支座连接计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行立 柱与支座连接强度设计计算。 该处幕墙位于主楼，标高取为 99.75m，幕墙自重按 GKA=5
12、00Nm2计； 设计荷载为 S= 3.63kNm2。 =26484.2 =4042(N)N=1344 (N) 第十一章第十一章 立柱与支座连接计算立柱与支座连接计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行立 柱与支座连接强度设计计算。 该处幕墙位于主楼，标高取为 99.75m，幕墙自重按 GKA=500Nm2计； 设计荷载为 S= 3.63kNm2。 幕墙分格宽度 B=1185mm，立柱长度(楼层高度)为 H=1500mm。 立柱材料为铝合金(LD31RCS)，局部承压强度为84.2Nmm2，立柱连接 处壁厚t1=3mm。 支座材料为钢材(Q235.t16mm)，支座壁厚
13、t2=6mm。 立柱的固定方式为双系点，即立柱左右两侧均与支座连接。 立柱与支座的连接螺栓：2个M12。 11.1 荷载计算荷载计算 水平荷载： N1=3.631185300010-3=12905 (N) 垂直荷载： N2=1.25001185300010-6=2133(N) 组合荷载： N=129052+21332 =13080(N) 11.2 螺栓个数计算螺栓个数计算 每个螺栓的承载力： NbV=2(102)4 130 =20420 (N) n=0.64(个)，取2个。 11.3 局部承受能力校核局部承受能力校核 在水平荷载作用下，立柱与芯筒壁共同承担局部压力，因此承压面有4 个，即， N
14、bC=4212384.2 =24249.6N13080 (N) 可见立柱与支座的连接设计安全。 第十二章第十二章 支座连接件计算支座连接件计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行支 座强度设计计算。 该处幕墙位于主楼，标高取为 99.75m，幕墙自重按 GkA=500Nm2计； 设计荷载为 S=3.63kNm2。幕墙分格宽度 B=1185mm，立柱长度(楼层高度) 为 H=3000mm。 支座连接件（角码）计算，其材质为钢材(Q235.t=6mm)；截面尺寸80 6（mm），截面积A=806=480mm2，惯性矩I=（112）6803=2.56 105mm4，截面抵抗
15、矩W=Iy=(2.56105)40=6.4103mm3，立柱左右两侧均与 支座连接件（角码）连接。 由连接件知， 水平荷载作用力通过截面形心， 因此不存在水平力偏心矩。 在竖向自重作用点， 距连接件根部的最大距离为130mm， 竖向力为0.51.185 3.0=1.8kN，对连接件产生弯矩M=1.80.13=0.23kN.m，水平力N=3.63 1.1853.0=12.9kN。 上述内力由二个连接件承担。 N M 12.9103 0.23106 max= + = + 2A 2w 2480 21.056.4103 =13.4+17.1=30.5Nmm2988kN A 支座 KNN As 1020
16、2104858 48581923846620 80021065. 0 21000000 21065. 08 . 0 420000 210528. 0 89000 选用 822 高强螺栓（10.9 级）KNKNN102012168152 二、东、西面屋顶钢结构支座计算： （一）悬臂 2040mm，受风压的宽度为 2645mm KNV KNN KNV KNN KNR mKNg mKNW mKNg mKNW A A B B C B EK B E k 7 .113077 . 6 16 . 6 6 .56 8841 . 0 14.62sin 4673 . 0 14.62cos 3014.62cos64
17、6 .5614.62sin64 64 21 . 2 77. 6 16. 6 2 1 /16. 6645 . 2 33 . 2 /33. 26 . 03 . 1144. 04 . 1582 . 1 /144. 060. 008 . 0 3 /582 . 1 0 0 2 2 2 2 地震荷载 风荷 （二）悬臂 1.7m 的支架，受风荷载宽度 3175mm 30.112 .2942. 54 . 7 26.55 20.294673. 05 .62 26.558841. 05 .62 5 .62 1738 420. 540. 7 2 1 173837204673. 0 /40. 7)175. 3(33.
18、 2 86.27 14.62 2 0 0 A A B B c B V N V N KNN b mKNg a （一） 、 （二）取用 若钢板 t=16，钢筋16 cm a a a v b V 5 1 65. 0 593. 0 210 10 1608. 04 考虑锚筋施工误差 KNN mmAmm A KNN mm A mKNM S S S 1308 . 0210776 77671510351894 20021065. 0 2830000 21065. 08 . 0 56600 210593. 01 11700 1458 . 0210861 861103518240 20021065. 0 2830
19、000 21065. 08 . 0 56600 210593. 01 30000 .83. 205. 060.56 22 2 或 面架 选用 420 化学螺栓KNKNN13016142 .40 （三）悬臂 1.2m 的支架 KNN KNN AA A M KNN mm A mKNM KNV KNN KNV KNN KNR mKNg b a ss S e A A B B C B 934 .9241 .23,164 938 . 0210552 5525 .1823695127336970 160204 1021029848 . 0210613 61373369171 20021065. 0 2000
20、000 21065. 08 . 0 40300 210593 . 0 1 21300 .0 . 205 . 0 3 .40 67. 83 .21050. 440 . 7 3 .40 3 .214673. 06 .45 3 .408841 . 0 6 .45 6 .45 332. 1 05 . 4 40 . 7 2 1 /40. 7175. 333 . 2 13324673 . 0 2850 14.62 2 0 2 0 化学螺栓选用 或 支座 化学螺栓选用 （四）悬臂 0.8m 的支架 KNR mKNg mmb a C B 06.42 888. 0 7 . 2 54.11 2 1 /54.113
21、25. 347. 3 8884673. 01900 14.62 2 0 KNKNN KNN A mm A mKNM KNV KNN KNV KNN L S S e A A B B AB 4 .704 .9241 .23 164 4 .70703928 . 0210419 419 4 . 0 68 249 4096824943.92 20021065. 0 1860000 21065. 08 . 0 37180 210593. 0 11510 .86. 105. 018.37 51.1165.197 . 254.11 18.37 65.194673. 006.42 18.378841 . 0 0
22、6.42 2149 8841. 0 1900 2 0 选用 四、南立面支座焊缝长度计算 224 高强度螺栓由二条 L=200 的焊缝来代替， 224， 2 /1605 .112 22008 360000 mmK 五、南立面 B 支座在 NB作用下加强钢板的强度和变形计算： m74.2345. 16 .65 4 1 max KNM mmf KN P P mmNmmN mmW mmJ B H x 45. 0 103333101 . 248 1450504000 504 3 . 1 6 .65 3 . 1 /215/169 1033.1305. 1 104 .237 1033.13 250 103333 103333250016 12 1 55 3 max 22 5 5 35 5 453 满足要求！
