1、建筑幕墙结构计算基础企业内部培训讲座第四部分第一章 概述1、幕墙计算现状传统的计算原理手工计算各类计算软件发展迅速大型软件受青睐手工计算与软件联合、互补。应用规范2、目前存在问题计算人员实际经验不足过渡依赖计算软件形式主义距离优化设计很远。3、今后发展趋势有限元软件功能细化计算人员更专业。计算规范与标准更详细、准确。第二章 杆件计算第一节、概述与计算对象（1）单根杆件-框架幕墙的立柱、横梁选用横梁型材的截面特性:选用型材材质:铝合金6063-T5，断面如图：型材强度设计值:85.500N/mm2 型材弹性模量:E=0.7105N/mm2 X轴惯性矩:Ix=156.662cm4 Y轴惯性矩:Iy
2、=85.870cm4 X轴抵抗矩:Wx1=30.412cm3 X轴抵抗矩:Wx2=32.311cm3 Y轴抵抗矩:Wy1=23.424cm3 Y轴抵抗矩:Wy2=13.243cm3 型材截面积:A=11.383cm2 型材计算校核处壁厚:t=2.000mm 型材截面面积矩:Ss=19.604cm3 塑性发展系数:=1.05幕墙横梁的强度计算 校核依据:M x/W x+M y/W yf a=85.5(N/mm2)幕墙横梁的抗剪强度计算 校核依据:max=49.6N/mm2幕墙横梁的刚度计算 校核依据:U maxL/180 横梁承受呈三角形分布线荷载作用.（2）多根杆件组成的结构体系：-框架窗、单
3、元板（立柱、横梁、中挺）立柱公料材质:铝合金6063-T5，型材断面如图：型材强度设计值:85.500N/mm2 型材弹性模量:E=0.7105N/mm2 X轴惯性矩:Ix=401.788cm4 Y轴惯性矩:Iy=76.622cm4 X轴抵抗矩:Wx1=55.325cm3 X轴抵抗矩:Wx2=38.866cm3 型材截面积:A=15.945cm2 型材计算校核处壁厚:t=3.000mm 型材截面面积矩:Sx=36.070cm3 塑性发展系数:=1.05公立柱母立柱立柱母料材质:铝合金6063-T5，型材断面如图：型材强度设计值:85.500N/mm2 型材弹性模量:E=0.7105N/mm2
4、X轴惯性矩:Ix=381.848cm4 Y轴惯性矩:Iy=26.989cm4 X轴抵抗矩:Wx1=52.397cm3 X轴抵抗矩:Wx2=37.028cm3 型材截面积:A=14.111cm2 型材计算校核处壁厚:t=3.000mm 型材截面面积矩:Sx=33.158cm3 塑性发展系数:=1.05连续梁内力表：M=系数*qL2;Q=系数*qL;f=系数*qL4/100EI简支梁均布荷载作用内力公式简支梁梯形荷载作用内力公式简支梁三角形荷载作用内力公式简支梁集中荷载作用内力公式-分段比 1/4-桁架钢桁架、异型桁架、网架一般采用有限元分析软件计算。1、3D3S2、Sap20003、Ansys4
5、、Staad-刚架-壳体第二节、单根杆件计算框架式幕墙：立柱1）荷载 -风荷载Wk=zszW0 gz-高度Z处的阵风系数 z-风压高度变化系数 s1 风压体型系数 Wk-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)W0-基本风压(kN/m2)场地类别、建筑外轮廓、地区地域有关。2）截面特性外轮廓：整体、组合截面积 A0=8311 mm2 X轴惯性矩 IX=11897866 mm4X轴抵抗矩 WX=86583 mm3X轴面积矩 SX=91392 mm3塑性发展系数 =1.05型材壁厚 t=2.5 mm 壁厚材质6063-T5,T63）支撑形式简支梁-铰接、固接、滑动铰。4）计算结果横梁1）荷
6、载水平荷载：线性荷载输入。竖向荷载：集中力2）截面特性开口、闭口。3）支撑形式一般采用铰接，钢结构有时会采用固接。4）计算结果最大弯曲应力、最大剪应力，挠度mm。横梁抗弯强度校核横梁抗弯强度校核校核依据：按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.2.4条=83.195 N/mm2fa=85.5 N/mm2横梁抗弯强度符合规范要求。横梁抗剪强度横梁抗剪强度校核校核校核依据：按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.2.5条1、竖直方向剪应力t：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度，取t=5.0 mmX：横梁承受的竖直荷载产生的剪应力=1.475 N/mm2fav=49.6 N/mm
7、22、水平方向剪应力t：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度，取t=5.0 mmY：横梁承受的水平荷载产生的剪应力=4.366 N/mm2fav=49.6 N/mm2横梁抗剪强度符合规范要求。第三节、多杆结构体系（1）框架体系-窗：1）荷载梯形荷载、三角形荷载窗竖挺荷载2）截面特性闭口型腔锁五金件3）窗型4）支撑形式5）计算结果-单元板框架计算1）荷载2）截面特性3）分格4）连接形式5）计算结果幕墙框架图单元式幕墙组成单元式幕墙立柱计算载荷分布：按等位移原理，协同作用。q=q1+q2 -(1)M=M1+M2 -(2)f1=f2 -(3)Mx1=M*Ix1/(Ix1+Ix2)Mx2=M*Ix2/(
8、Ix1+Ix2)内力分配系数 立柱弯矩按公料、母料的抗弯刚度分配，分配系数计算如下：Ix=Ix1+Ix2=401.788+381.848=783.636cm4公料弯矩分配系数：a1=Ix1/Ix=401.788/783.636=0.51母料弯矩分配系数：a2=Ix2/Ix=381.848/783.636=0.49 立柱剪力及轴向力按公料、母料的抗剪刚度分配，分配系数计算如下：A=A1+A2=15.945+14.111=30.056cm2公料剪、轴力分配系数：b1=A1/A=15.945/30.056=0.53母料剪、轴力分配系数：b2=A2/A=14.111/30.056=0.47刚度分配系数
9、内力计算简支梁受力：连续梁受力：M=q*L2/8 逐跨内力分析：立柱按多跨铰接连续静定梁进行设计计算：第1跨内力：RB1=5.53636151-(285/3615)2/2-0(285/3615)=9945N P2=9945N M1=5.536361521-(285/3615)22/8-02851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =8931701Nmm 第2跨内力：RB2=5.53636151-(285/3615)2/2-9945(285/3615)=9161N P3=9161N MA2=-(9945285+5.5362852/2)=-3059097Nmm M2=5.53636
10、1521-(285/3615)22/8-99452851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =7523383Nmm 第3跨内力：RB3=5.53636151-(285/3615)2/2-9161(285/3615)=9223N P4=9223N MA3=-(9161285+5.5362852/2)=-2835650Nmm M3=5.536361521-(285/3615)22/8-91612851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =7634412Nmm 第4跨内力：RB4=5.53636151-(285/3615)2/2-9223(285/3615)=9218
11、N P5=9218N MA4=-(9223285+5.5362852/2)=-2853266Nmm M4=5.536361521-(285/3615)22/8-92232851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =7625659Nmm 第5跨内力：RB5=5.53636151-(285/3615)2/2-9218(285/3615)=9218N P6=9218N MA5=-(9218285+5.5362852/2)=-2851877Nmm M5=5.536361521-(285/3615)22/8-92182851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =76263
12、49Nmm广东全球通大厦立柱的内力分析立柱的内力分析第1跨内力分析：RBi=qLi1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=1 =3.13228501-(850/2850)2/2-0(850/2850)=4066NMi=qLi21-(Ai/Li)22/8，i=1 =3.132285021-(850/2850)22/8 =2639402Nmm第2跨内力分析：Pi=RBi-1，i=2 =4066NRBi=qLi1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=2 =3.13228501-(850/2850)2/2-4066(850/2850)=2853NMi=qLi21-(Ai/Li)22
13、/8-PiAi1-(1+(Ai/Li)2/2+Ai/Li，i=2 =3.132285021-(850/2850)22/8-40668501-(1+(850/2850)2/2+850/2850 =1065062NmmMA2=-(PiAi+qAi2/2)，(i=2)=-4587535Nmm第3跨内力分析：Pi=RBi-1，i=3 =2853NRBi=qLi1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=3 =3.13228501-(850/2850)2/2-2853(850/2850)=3215NMi=qLi21-(Ai/Li)22/8-PiAi1-(1+(Ai/Li)2/2+Ai/Li，i=3
14、 =3.132285021-(850/2850)22/8-28538501-(1+(850/2850)2/2+850/2850 =1534731NmmMA3=-(PiAi+qAi2/2)，(i=3)=-3556485Nmm天津国贸投标计算横梁计算幕墙横梁按三角形简支梁计算水平荷载；由于玻璃下面有垫块，因此自重荷载按集中受力模型考虑。水平荷载作用竖向荷载作用按照等挠度原则，进行荷载分配，对于三角形荷载简支梁：q1kB4/120EaI1y=q2kB4/120EaI2y q1k+q2k=qkq1k=qkI1y/(I1y+I2y)=2.9863867360/(3867360+5762240)=1.19
15、9N/mm q2k=qkI2y/(I1y+I2y)=2.9865762240/(3867360+5762240)=1.787N/mm（设计值）M1w=q1wB2/12 M1E=q1EB2/12（水平地震荷载）M1y=M1w+0.5M1E =q1B2/12 =1.79418402/12 =506147.2Nmm 按横梁抗弯强度计算公式，应满足：M1x/W1nx+M1y/W1nyfa 按建筑幕墙5.1.9，b，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500，并且不应大于3mm；B/500=1840/500=3.68mm取：df2,lim=3mm dfx=P1kaB2/24EaIax(3-42)=1
16、361.615018402/24/70000/529090(3-4(150/1840)2)=2.313mm因为2.313mm3mm，所以，单元横框自重方向挠度可以满足设计要求。平面内变形分析建筑幕墙 GB/T 21086-2007框架式幕墙平面变形分析平面变形性能确定：主体结构的弹性层间位移角限值，取=1/550。由主体结构为钢筋混凝土框架结构，查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003条文说明中表4.1得：隐框玻璃幕墙板块平面内变形性能按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第4.3.12条=3=31/550=1/1831/150=1/1831/200该隐框玻璃幕墙的变形性能应为级。玻
17、璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003单元板平面变形分析主体结构类型为多、高层钢结构结构，结构的层间位移角为：=tan-1(1/300)层高：h=3600 mm。地震控制层间位移限值为：lim=h（=3=1/100，=0.57）=3600/100=36.00mm如最大玻璃板块HxW=2100 x1200 mm适应变形值为s=L=2100/100=21.0 mm 对隐框结构胶的延展性好，因此通过构造与结构胶完全能满足地震荷载及风载作用下的平面内变形。对明框预留边框距离a21/2=10.5 mm.上下30mm单元板块横梁竖向位移量计算：立柱材料的线膨胀系数最大单元板块高度L:方向尺寸温差T:最大
18、温差：实际伸缩调整系数LA：梁在柱间计算跨度，取(mm)A：梁挠度限制名称代号取值型材因热胀冷缩引起的位移LL=TL =2.35X10-58052001 =9.7mm=2.35X10-5 T=80L=5200mm =1加工误差d12mm施工误差d21.5mm主体结构梁竖直变形位移量d3(LA/A)20%=6.7mmLA=10000mm，A=300立柱徐变引起的横梁位移d4d4=LX0.001 =5200 x0.001 =5.2mm位移计算过程结果极限收缩位移L+d1+d2+d3+d425.1mm极限扩张位移L+d1+d213.2mm设计单元板块横梁竖向伸缩缝30mm，满足计算要求。单元板块平面
19、内竖向位移设计左右15mm名称代号取值型材因热胀冷缩引起的位移LL=TL =2.35X10-58017001 =3.2mm=2.35X10-5 T=80L=1700mm =1加工误差d11mm施工误差d21.5mm位移计算过程结果极限收缩位移L+d1+d25.7mm极限扩张位移L+d1+d25.7mm：立柱材料的线膨胀系数最大单元板块高度L:方向尺寸温差T:最大温差：实际伸缩调整系数单元板块平面立柱极限水平位移量计算 设计单元板块立柱水平 伸缩缝15mm，满足计算要求。单元板块平面内水平位移设计（2）桁架-普通桁架1）荷载线性荷载输入：2）截面特性方管、圆管、组合截面。上弦杆下弦杆腹杆斜腹杆3
20、）桁架类型（铰接节点、刚接节点）焊接桁架铰接桁架混合型4）支撑形式（简支、滑动、固接）铰接支撑：耳板、销轴(结)40012971297550550钢桁架 HJ-0858133750?18000220024831650拉杆上弦杆次桁架采光顶桁架受力图采光顶桁架计算模型图5）计算结果（整体、杆件）强度挠度稳定性连接件（耳板、螺栓、铆钉、销轴）焊缝（三角形、对接）例题1：通过计算可知，钢结构体系最大位移：Fmax=115.6/1.4=82.6 mmL/300=36000/300=120 mm主结构钢架：300(299)管：max=89.2 N/mm2=215 N/mm2;180X12管：max=65
21、.0 N/mm2=215 N/mm2;次结构桁架：195X12管：max=275.2 N/mm2=310 N/mm2;通过。方管160X80X10:max=304.5 N/mm2=310 N/mm2;通过。支座反力：支座反力：桁架HJ01：与主体结构连接为铰接：Fx=416.6 kN Fy=345.9 kN Fz=417.2 kN注意，埋件应根据受力不同区别设计。例题2钢管203X8：max=46.5 Mpa215 Mpa Ok.钢管273X14：max=31.3 Mpa=0.6X 215=129.0 Mpa Ok.钢管500X16：max=17.5 Mpa=0.6X 215=129.0 Mp
22、a Ok.钢管400X16：max=11.2 Mpa=0.6X 215=129.0Mpa Ok.最大挠度 fmax=32.5/1.4=23.2 mmfmax/2L=23.2/2X6000=1/5001/300,OK.(3）刚架1）荷载全球通南北飞翼幕墙结构2）截面特性种类：管材、槽钢、工字、钢板。材料：钢、不锈钢、铝合金。3）刚架类型焊接连接、螺栓组4）支撑形式（铰接支座、刚接支座）5）计算结果（整体、杆件）强度挠度稳定性（杆件整体、局部）单元号强度绕2轴整体稳定绕3轴整体稳定绕2轴抗剪应力比绕3轴抗剪应力比绕2轴W/l绕3轴W/l结果10.040.040.040.000.0101/2355满
23、足20.100.100.100.000.0101/796满足30.070.070.070.000.0101/1184满足40.100.110.110.000.0101/796满足50.040.040.040.000.0101/2356满足60.100.100.100.000.0101/796满足70.100.110.100.000.0101/796满足80.040.040.040.000.0101/2356满足90.040.040.040.000.0101/1938满足100.120.120.120.000.0101/653满足110.080.080.080.000.0101/972满足120
24、.080.080.080.000.0101/972满足130.250.250.250.010.001/10550满足140.200.200.200.030.001/12860满足150.220.220.220.030.001/12770满足160.250.250.250.010.001/10550满足170.190.190.190.030.001/5310满足180.200.200.200.030.001/12860满足190.290.290.290.010.001/7490满足200.270.270.270.040.001/9380满足210.290.290.290.040.001/8260
25、满足220.290.290.290.010.001/7490满足230.000.000.000.000.001/6270满足240.270.270.270.040.001/9380满足250.290.290.290.010.001/6140满足260.280.280.280.040.001/8000满足270.280.280.280.040.001/6180满足280.290.290.290.010.001/6140满足本工程有2种材料：316不锈钢 铝合金6063-T5 设计验算结果表(强度和整体稳定为(应力/设计强度)3D3S有限元分析软件计算结果（4）壳体异型结构张拉膜结构第三章 板面计
26、算1、玻璃计算1）荷载类型2）玻璃构成（夹胶、中空、双曲）3）物理特性4）支撑形式（边铰接、点支撑）5）计算结果（大面、小面、局部）强度挠度玻璃挠度校核不考虑大挠度效应时玻璃应力分布（第一主应力）考虑大挠度效应时玻璃应力分布（第一主应力）2、铝板计算1）荷载类型2）铝板构造3）物理特性4）支撑形式（边铰接、边固接）5）计算结果（大面、局部）强度挠度稳定性3、石材计算1）荷载类型2）构造形式（复杂、简单、造型）3）物理特性4）支撑形式（点支撑、边支撑）背拴、T型挂件、铝合金挂件、背槽式、通槽挂5）计算结果（大面、小面、局部）强度挠度例题：例题：水平方向水平方向荷载组合荷载组合风荷载+水平地震荷载
27、风荷载和水平地震作用组合标准值计算W：风荷载作用效应分项系数，取W=1.0按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条规定E：地震荷载作用效应分项系数，取E=0.5按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条规定qK=WWK+EqEK =1.01.0+0.50.68 =1.34 KN/m2风荷载和水平地震作用组合设计值计算q=WW+EqE =1.01.4+0.50.884=1.842 KN/m2板块计算板块计算（1）、立面石材采用：30mm厚花岗石，板块1490X740mm。板块计算模型详见下图：（2）、计算结果与校核，本计算采用Ansys板单元shell63。计算
28、结果详见下列图表。经计算，在水平荷载作用下，石材板块内力与挠度如下：最大挠度：fmax=0.3 mm；最大拉应力：max=2.3 N/mm2=8.0N/mm2/2.15=3.72 N/mm2,通过。金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 133金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 133第四章 埋件计算1、预埋件-平板埋件1）荷载（拉压力、剪力、弯矩）2）埋件构造（钢筋、钢板、锚板）3）主体混凝土性能参数4）计算结果承载力极值法向拉力设计值 N 4.3kN 弯矩设计值 M 1.329kNm剪力设计值 V 63.9kN受力直锚筋的层数 n 2 层每层直锚筋的根数、直径为：212直锚筋的间距 b1 100m
29、m 沿剪力方向最外层锚筋中心线之间的距离 z 100mm常用埋件计算例题：锚板厚度 t 10mm 锚板宽度 B 300mm 锚板高度 H 180mm锚板的弯曲变形折减系数 b混凝土强度等级：C30 fc 14.3N/mm筋的抗拉强度设计值 fy 300N/mm锚筋的总截面面积 As 验算 当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，应按混凝土规范式 10.9.12 及式 10.9.12 两个公式计算，并取其中的较大值：As V/r/v/fy+N/0.8/b/fy+M/1.3/r/b/fy/z As N/0.8/b/fy+M/0.4/r/b/fy/z锚筋的受剪承载力系数 v 按混凝土规范式 10.9.1
30、5 计算：v (4.0-0.08*d)*(fc/fy)0.5 (4.0-0.08*12)*(14.3/300)0.5 0.66锚板的弯曲变形折减系数 b 按混凝土规范式 10.9.16 计算：b 0.6+0.25*t/d 0.6+0.25*10/12 0.81当锚筋层数 n 2 时，锚筋层数影响系数 r 1.00锚筋的总截面面积 As 2*2*(12/2)2 452mm As1 V/r/v/fy+N/0.8/b/fy+M/1.3/r/b/fy/z As1 63944/1.00/0.66/300+4274/0.8/0.81/300+1329292/1.3/1.00/0.81/300/100 32
31、1+22+42 385mm As 452mm As2 N/0.8/b/fy+M/0.4/r/b/fy/z As2 4274/0.8/0.81/300+1329292/0.4/1.00/0.81/300/100 22+137 159mm As 452mm锚筋间距和锚筋至构件边缘的距离 按混凝土规范第 10.9.6 条，对受剪预埋件，其锚筋的间距 b、b1 不应大于 300mm，且 b1 不应小于 6d 和 70mm；锚筋至构件边缘的距离 c1，不应小于 6d 和 70mm，b、c 不应 小于 3d 和 45mm。即：b、b1 300mm，b、c 45mm，b1、c1 72mm锚板的构造要求锚板的
32、厚度宜大于锚筋直径的 0.6 倍。受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8。锚板的厚度 t 10mm Max0.6d,b/8 Max7.2,6.3 7.2mm锚筋中心至锚板边缘的距离 t1 Max2d,20 24mm 锚板最小宽度 Bmin 1*50+2*24mm 98mm B 300mm，满足要求。锚板最小高度 Hmin 1*100+2*24mm 148mm H 180mm，满足要求。当锚筋直径不大于 20mm 时，宜采用压力埋弧焊。HRB335 级、HRB440 级钢筋采用手工焊时，焊缝高度不宜小于 0.6d 7mm。钢结构埋件计算举例：钢结构天幕采光顶埋件计算钢结构天幕采光顶埋件计算预埋
33、件预埋件EM01EM01计算计算 受力节点见下图，在楼板处为铰接支座。-槽式埋件1）荷载（拉压力、剪力、弯矩）2）埋件构造、分类（钢板槽、锚筋）3）主体混凝土性能参数4）计算结果承载力极值Particular quality features associated with HALFEN cast-in channels are:high bearing loads up to 32 kN or 108 kN/m small edge distances of minimum 5 cm easy to adjust assembly without noise and dirt officia
34、lly approved for static and dynamic loads a high degree of corrosion protection available both in stainless steel and hot-dip galvanized2、后置埋件-平板埋件1）荷载（拉压力、剪力、弯矩）2）埋件构造（锚栓、钢板）化学锚固机械锚固3）主体混凝土性能参数4）计算结果承载力极值化学锚栓选型：慧鱼化学锚栓设计参数膨胀螺栓螺栓材料 常用材料：Q215、Q235、25和45号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr，20Cr，40Cr，15MnVB，30Cr
35、MrSi等机械性能较高的合金钢。-复杂后置埋件通过钢板焊接组合形成。焊缝计算：焊缝验算（1）计算说明由于角钢的翼缘的侧向刚度较低，一般不考虑其承受剪力，故全部剪力由腹板上的一条长110 mm的焊缝承担，弯矩和拉力则由全部焊缝来承担。（2）焊缝有效截面的几何参数hf：焊缝高度，取hf=8 mmtmin：被焊接的两块钢板中，厚度最小的钢板厚度，取tmin=8 mmhfmax：允许焊缝最大高度hfmax=1.2tmin=1.28=9.6 mmtmax：被焊接的两块钢板中，厚度最大的钢板厚度，取tmax=8 mm hfmin：允许焊缝最小高度hfmin=1.5tmax0.5=1.580.5=4.2 m
36、mhfmin=4.2 mmhf=8 mmhfmax=9.6 mmL1：竖向焊缝有效长度L1=110-10=100 mmA1：竖向焊缝计算截面面积A1=0.7hfL1=0.78100=560 mm2整个焊缝的总截面特性面积 A=1680 mm惯性矩 I=2268800 mm4抵抗矩 W=32448 mm3（3）焊缝强度验算：由弯矩和拉力产生的垂直于焊缝长度方向的应力 =18.9 N/mm2ffw=160 N/mm21：由弯矩和拉力产生的垂直于焊缝长度方向的竖向焊缝应力1=18.9 N/mm21：由剪力产生的竖向焊缝剪应力1=V3/2A1=4.627103/2/560=4.13 N/mm2：正面角
37、焊缝的强度设计值提高系数，取=1.22=16 N/mm2ffw=160 N/mm2焊缝满足设计要求。第五章 连接件计算1、上墙件-框架式幕墙上墙件材料：钢板螺栓调节件连接壁厚荷载计算（1）M12螺栓承受的剪力V1：M12螺栓承受的竖直方向剪力V1=N=4.627 KN（见第四章第二节）V2：M12螺栓承受的水平方向剪力V2=2V=26.751=13.5 KN（见第四章第二节）V：M12螺栓承受的剪力V=14.271 KN（2）焊缝承受的荷载V3：焊缝承受的竖直方向剪力V3=V1=4.627 KNM：焊缝受到的弯矩作用M=V3d1=4.6270.08=0.37 KNmN：焊缝承受的拉力N=V2=
38、13.5 KN3、M12螺栓验算n：螺栓个数，n=2nV：每个螺栓剪切面数A0：M12螺栓有效面积,取A0=84.3 mm2NVb：M12螺栓的抗剪能力NVb=nnVA0fV=2284.3245=82614 NV=14271 NM12不锈钢螺栓满足设计要求。立柱局部抗压承载力d：M12螺栓孔径，取d=12 mmt：穿过立柱的总壁厚t=2t=22.5=5 mmn：螺栓个数，n=2NCb：立柱局部承压能力NCb=ndtfab=2125120.0=14400 NV=14271 N立柱局部承压能力满足设计要求。-单元板上墙件材料：钢板、铝板螺栓调整螺栓连接壁厚N1:连接处水平总力(N):Nl=q1Hs
39、jcg =5.5363900 =21590.400kN/m N2:连接处自重总值设计值(N):N2=3089.0N N:连接处总合力(N):N=(N12+N22)0.5 =(21590.4002+3089.0002)0.5=22810.257N D2:连接不锈钢螺栓（A2-70）直径:12.000mm D0:连接螺栓有效直径:10.360mm Nvb:不锈钢螺栓的承载能力:Nv:连接处剪切面数:1 Nvb=Nv3.14D02fv/4 =13.1410.3602245/4 =20642.000N Num1:立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:Num1=N/Nvb =22810.257/20642.
40、000 =1.105个 设计有4个（公、母料上各有2个独立受力的螺栓），受力可以满足要求。不锈钢螺栓验算Ncbl:立梃型材（6063-T5）壁抗承压能力(N):D2:连接螺栓直径:12.000mm Nv:连接处剪切面数:4 t:立梃局部壁厚:5.000mm(螺栓处局部加厚)+6.0mm(铝合金卡块)=11.0mm(如图中标注)Ncbl=D2fcetNum1 =12.00012011.0004.000 =63360.0N 63360.000N 22810.257N 铝立柱局部承压强度可以满足。Ncbg:铝合金挂码型材(Q235)壁抗承压能力(N):Lct2:连接处铝合金挂码壁厚:12.000mm
41、 Ncbg=D2fceLct2Num1 =12.00012012.0004.000 =69120.000N69120.000N 22810.257N 铝合金挂码局部承压强度可以满足。铝合金连接件验算2、耳板1）荷载2）截面尺寸3）销轴形式4）焊缝尺寸5）计算结果3、五金件1）荷载2）截面尺寸3）销轴形式4）焊缝尺寸5）计算结果-门、窗五金锁点计算传动计算1 1、幕墙幕墙承受荷载计算承受荷载计算风荷载标准值的计算方法风荷载标准值的计算方法 参考天津国际贸易中心项目风洞实验报告，按最大风压值：wk=4.1KPa=4100Pa，校核锁点时的玻璃面密度取G=0.014X25.6=0.358kPa；开启
42、窗锁点计算开启窗锁点计算基本参数：1：分格尺寸：1500mm700mm(1)风荷载作用：qwk：风荷载线分布最大荷载标准值(N/mm2)；wk：风荷载标准值(MPa)；qwk=wk=0.004100N/mm2(2)水平地震作用：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；E：动力放大系数，取5.0；max：水平地震影响系数最大值，取0.12；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =50.120.000358 =0.00021MPa qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N
43、/mm)；B：开启扇分格宽度(mm)；qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk =1.30.00021 =0.00028N/mm2(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：5.4.1JGJ102-2003 q=1.4qkw+0.5qE =1.40.0041+0.50.00028 =5.88kN/m2N=5.880.71.5=6.17 kN2、窗扇受力计算作用锁点剪力许用值为作用锁点剪力许用值为V=1200 N.V=1200 N.窗扇为上悬开启，六点锁设计，在闭合状态时，锁点受力如下：窗扇为上悬开启，六点锁设计，在闭合状态时，锁点受力如下
44、：其中：其中：计算荷载方程：计算荷载方程：QX1=(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5)V3QX1=(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5)V3 V3=6170/(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5)V3=6170/(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5)=2276 N =2276 N所以单点剪力所以单点剪力 V=V3/2=2276/2=1138 N 1200 N.V=V3/2=2276/2=1138 N 1200 N.通过。通过。六点锁点满足使用要求！六点锁点满足使用要求！-点驳件点驳爪点驳头支撑螺栓驳接头详细计算采用T系列驳接头,根据提供的技术资料及产品的等强度设计理念,在本计
45、算中只验算其薄弱截面。螺栓强度等级为A2-70，14螺栓的小径为D1=11.835mm A0=11.8352/4=110mm2螺栓抗剪强度设计值fv为245N/mm2螺栓抗拉强度设计值ft为320N/mm2螺栓抗拉承载力为NcbA0ft35.20kN螺栓抗剪承载力为NvbAfv37.71kN承重驳接头所受拉力为Fy0.66kN Ncb35.20kN螺栓所受面内剪力为Vi(Fx2+Fz2)1/2(0.392+0.182)1/20.43kNNvb37.71kN所受附加弯矩为(面内剪力产生)M=Vie=0.43100062mm=25800 N.m其中e=32+2+36.5-8-1.14/2=62mm
46、螺栓所受拉应力为Fy/A0+M/(D3/32)0.661000/110+25800/(143/32)306.87N/mm2ft320N/mm2螺栓所受剪应力为Vi/A0.431000/(142/4)2.79N/mm2fv245N/mm2由于(/fv)2+(/ft)21/2(2.79/245)2+(306.87/320)21/2 0.96 1故螺拴强度满足要求。驳接爪计算-拉索（杆）拉索（杆）索（杆）连接头销轴第六章 支座反力计算拉压力剪力弯矩各种类型支反力：1.381.381.381.381.381.381.381.381.381.38 1.381.380.470.470.470.470.47
47、0.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.471.381.381.381.380.470.470.470.471.38 1.38 1.38 1.381.38 1.38 1.38 1.381.38 1.38 1.38 1.381.38 1.38 1.38 1.381.381.381.381.381.381.381.381.380.470.470.470.470.470.470.470.471.38
48、 1.38 1.38 1.381.381.381.381.381.38 1.38 1.38 1.381.38 1.38 1.38 1.381.381.381.381.381.38 1.38 1.38 1.381.38 1.38 1.38 1.381.38 1.38 1.38 1.38广东全球通悬挑钢架天幕钢结构支座反力 N,Nmm第七章 胶计算1、结构胶1）荷载类型拉力、剪力。玻璃幕墙工程技术规范2）打胶尺寸3）粘接试验参数4）计算公式5）计算结果硅酮结构密封胶宽度的计算(1)风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算:Cs1:风载荷作用下结构胶粘结宽度(mm)W:风荷载设计值:1.967kN/m2 a
49、:矩形分格短边长度:1.350m f1:结构胶的短期强度允许值:0.2N/mm2 按5.6.3条规定采用 Cs1=(W+0.5qEA)a/2/0.2 =(1.967+0.50.319)1350/（2000 0.2）=7.18mm 取8mm(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:1.350m H:玻璃面板高度:2.100m t:玻璃厚度:6.0mm f2:结构胶的长期强度允许值:0.01N/mm2 按5.6.3条规定采用 Cs2=HB(Bt_l+Bt_w)25.6/(H+B)/（2000 0.01）=12.62mm 2、3M胶带1）荷载类型2）胶带尺寸3）试验粘接性能4）计算公式5）计算结果第八章 热工计算1、窗热工计算节点构造隔热材料导热性能节点热工分析结果板块热工性能遮阳系数、反射率、太阳的热率、中空介质传热系数线传热系数U值结果结露性2、幕墙热工计算节点构造隔热材料导热性能节点热工分析结果板块热工性能遮阳系数、反射率、太阳的热率、中空介质传热系数线传热系数U值结果结露性
