1、2022年11月26日星期六建筑幕墙结构计算基础建筑幕墙结构计算基础第一章 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
2、轴惯性矩:Ix=156.662cm4 Y轴惯性矩:Iy=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
3、分布线荷载作用.（2）多根杆件组成的结构体系：-框架 窗、单元板（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
4、.500N/mm2 型材弹性模量:E=0.7105N/mm2 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
5、有限元分析软件计算。1、3D3S 2、Sap2000 3、Ansys 4、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 mm4 X轴抵抗矩 WX=86583 mm3 X轴面积矩 SX=91392 mm3 塑性发展系数 =1.05 型材壁厚 t=2.5 m
6、m 壁厚 材质 6063-T5,T6 3）支撑形式 简支梁-铰接、固接、滑动铰。4）计算结果 横梁 1）荷载 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 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
7、.0 mm X：横梁承受的竖直荷载产生的剪应力=1.475 N/mm2fav=49.6 N/mm2 2、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 mm Y：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
8、。q=q1+q2 -(1)M=M1+M2 -(2)f1=f2 -(3)Mx1=M*Ix1/(Ix1+Ix2)Mx2=M*Ix2/(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：b
9、1=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 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
10、/3615)=9161N P3=9161N MA2=-(9945285+5.5362852/2)=-3059097Nmm M2=5.536361521-(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/
11、3615 =7634412Nmm 第4跨内力：RB4=5.53636151-(285/3615)2/2-9223(285/3615)=9218N 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
12、 M5=5.536361521-(285/3615)22/8-92182851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =7626349Nmm广东全球通大厦立 柱 的 内 力 分 析第 1 跨 内 力 分 析：RB i=q Li 1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=1 =3.1 3 2 2 8 5 0 1-(8 5 0/2 8 5 0)2/2-0 (8 5 0/2 8 5 0)=4 0 6 6 NMi=q Li2 1-(Ai/Li)22/8，i=1 =3.1 3 2 2 8 5 02 1-(8 5 0/2 8 5 0)22/8 =2 6 3 9 4 0 2 N m m第
13、 2 跨 内 力 分 析：Pi=RB i-1，i=2 =4 0 6 6 NRB i=q Li 1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=2 =3.1 3 2 2 8 5 0 1-(8 5 0/2 8 5 0)2/2-4 0 6 6 (8 5 0/2 8 5 0)=2 8 5 3 NMi=q Li2 1-(Ai/Li)22/8-Pi Ai 1-(1+(Ai/Li)2/2+Ai/Li，i=2 =3.1 3 2 2 8 5 02 1-(8 5 0/2 8 5 0)22/8-4 0 6 6 8 5 0 1-(1+(8 5 0/2 8 5 0)2/2+8 5 0/2 8 5 0 =1 0 6 5
14、 0 6 2 N m mMA 2=-(Pi Ai+q Ai2/2)，(i=2)=-4 5 8 7 5 3 5 N m m第 3 跨 内 力 分 析：Pi=RB i-1，i=3 =2 8 5 3 NRB i=q Li 1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=3 =3.1 3 2 2 8 5 0 1-(8 5 0/2 8 5 0)2/2-2 8 5 3 (8 5 0/2 8 5 0)=3 2 1 5 NMi=q Li2 1-(Ai/Li)22/8-Pi Ai 1-(1+(Ai/Li)2/2+Ai/Li，i=3 =3.1 3 2 2 8 5 02 1-(8 5 0/2 8 5 0)22/8
15、-2 8 5 3 8 5 0 1-(1+(8 5 0/2 8 5 0)2/2+8 5 0/2 8 5 0 =1 5 3 4 7 3 1 N m mMA 3=-(Pi Ai+q Ai2/2)，(i=3)=-3 5 5 6 4 8 5 N m m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=qk q1k=qkI1y/(I1y+I2y)=2.9863867360/(3867360
16、+5762240)=1.199N/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/
17、24EaIax(3-42)=1361.615018402/24/70000/529090(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=1/183 1/150=1/1831
18、/200 该隐框玻璃幕墙的变形性能应为级。玻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
19、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
20、板块横梁竖向伸缩缝30mm，满足计算要求。单元板块平面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
21、）截面特性 方管、圆管、组合截面。上弦杆下弦杆腹杆斜腹杆 3）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：ma
22、x=89.2 N/mm2=215 N/mm2;180X12管：max=65.0 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：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500X
23、16：max=17.5 Mpa=0.6X 215=129.0 Mpa 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
24、W/l绕3轴W/l结果10.040.040.040.000.0101/2355满足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100.120.120.120.000.010
25、1/653满足110.080.080.080.000.0101/972满足120.080.080.080.000.0101/972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200.270.270.270.04
26、0.001/9380满足210.290.290.290.040.001/8260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
27、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
28、、通槽挂 5）计算结果（大面、小面、局部）强度 挠度例题：水平方向荷载组合风荷载+水平地震荷载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（1）、立面石材采用：30mm厚花岗石，板块1490X740mm。板块
29、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.
30、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 100mm 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
31、/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 10.9.15 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
32、+4274/0.8/0.81/300+1329292/1.3/1.00/0.81/300/100 321+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 3
33、d 和 45mm。即：b、b1 300mm，b、c 45mm，b1、c1 72mm锚板的构造要求锚板的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
34、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 预埋件EM01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 asse
35、mbly without noise and dirt officially approved for static and dynamic loads a high degree of corrosion protection available both in stainless steel and hot-dip galvanized 2、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
36、重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi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 mmtm i n：被焊接的两块钢板中，厚度最小的钢板厚度，取tm i n=8 mmhf m a x：允许焊缝最大高度hf m a x=1.2tm i n=1.28=9.6 mmtm a x：被焊接的两块钢板中，厚度最大的钢
37、板厚度，取tm a x=8 mm hf m i n：允许焊缝最小高度hf m i n=1.5tmax0.5=1.580.5=4.2 mmhf m i n=4.2 mmhf=8 mmhf m a x=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/mm2ff w=160 N/mm21：由弯矩和拉力产生的垂直于焊缝长度
38、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：正面角焊缝的强度设计值提高系数，取=1.22=16 N/mm2ff w=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）
39、焊缝承受的荷载 V3：焊缝承受的竖直方向剪力 V3=V1=4.627 KN M：焊缝受到的弯矩作用 M=V3d1=4.6270.08=0.37 KNm N：焊缝承受的拉力 N=V2=13.5 KN 3、M12螺栓验算 n：螺栓个数，n=2 nV：每个螺栓剪切面数 A0：M12螺栓有效面积,取A0=84.3 mm2 NVb：M12螺栓的抗剪能力 NVb=nnVA0fV=2284.3245=82614 NV=14271 N M12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 mm t：穿过立柱的总壁厚 t=2t=22.5=5 mm n：螺栓个数，n=2 NCb：立柱局
40、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=q1Hsjcg =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:
41、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 =22810.257/20642.000 =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 =12.000120
42、11.0004.000 =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 Ncbg=D2fceLct2Num1 =12.00012012.0004.000 =69120.000N 69120.000N 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
43、动计算1、幕墙承受荷载计算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；开启窗锁点计算基本参数：1：分格尺寸：1500mm700mm(1)风荷载作用：qw k：风荷载线分布最大荷载标准值(N/mm2)；wk：风荷载标准值(MPa)；qw k=wk=0.004100N/mm2(2)水平地震作用：qE A k：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；m a x：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
44、)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qE A k=Em a xGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =50.120.000358 =0.00021MPa qE k：水平地震作用线荷载集度标准值(N/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=1.3qE k =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=1.4qk w+0.5qE =1.40.0041+0.50.00028 =5.88kN/m2N=5.880.71.
45、5=6.17 kN 2、窗扇受力计算 作用锁点剪力许用值为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：其中：计算荷载方程：QX1=(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5)V3 V3=6170/(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5)=2276 N 所以单点剪力 V=V3/2=2276/2=1138 N 1200 N.通过。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=11.835
46、2/4=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螺栓所受拉应力为Fy/A0+M/(D3/32)0.661000/110+25800/(143/32)306
47、.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 1.381.380.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.47
48、0.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.470.471.381.381.381.380.470.470.470.471.38 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 1.38 1.38 1.381.381.381.381.381.38 1.38 1.38 1.
49、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: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
50、 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
