远东新村幼儿园办公楼玻璃幕墙设计计算书
一. 幕墙承受荷载计算
1. 风荷载标准值计算
Wk=zzsWo
Wk : 作用在幕墙上的风荷载标准值kN/m2 z : 瞬时风压的阵风系数取2.25 z : 风压高度变化系数取1.14 s : 风荷载体型系数取1.5
Wo : 基本风压, 当地取值为0.55kN/m2 Wk=2.25X1.14X1.5X0.55=2.12kN/m2
2. 风荷载设计值
W=wWk=1.4x2.12=2.9kN/m2 W : 风荷载设计值
w : 风荷载作用效应的分项系数值为1.4
3. 玻璃幕墙构件重力荷载标准值
GK=GAKBH=0.4x1.047x1.65=1.73kN
GK : 幕墙构件包括玻璃和铝框重力荷载标准值
GAK : 幕墙构件包括玻璃和铝框的平均自重0.4kN/m2 B : 幕墙分格宽1.047m H : 幕墙分格高1.65m
4. 地震作用
1垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用:
qE=EmaxGk/A
qE : 垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用kN/m2 E : 动力放大系数取3.0
max : 水平地震影响系数最大值为0.04 Gk : 玻璃幕墙构件重量为0.74kN A : 玻璃幕墙构件的面积m2
1
A=BH=1.65x1.047=1.72m2
qE=3x0.04x0.74/1.72=0.18kN/m2
2平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用:
pE=EmaxGk
pE : 平行于玻璃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值为0.04 Gk : 玻璃幕墙构件重量为0.74kN/m pE=3x0.04x0.74=0.088kN
二. 玻璃的计算
玻璃选用中空玻璃
1. 计算玻璃在垂直于玻璃平面的风荷载作用下的最大应力
w=6eWa
/t
2
w : 风荷载作用下玻璃的最大应力N/mm W : 风荷载设计值为0.00135N/mm2 a : 玻璃短边边长1047mm t : 玻璃厚度取10mm e: 弯曲系数0.0775
w=6x0.0775X0.00189X1047
2
22
/102=13N/mm2
2. 计算玻璃在垂直于玻璃平面的地震作用下的最大应力
GAK=t/1000=25.67.2/1025=0.1798kN/m2 GAK : 玻璃自重
: 玻璃重力体积密度kN/m3 t : 玻璃厚度
qEA=EEmaxGAK
qEA : 地震作用设计值 E : 地震作用分项系数1.3 E : 动力放大系数取3.0
max : 水平地震影响系数最大值为0.04 qEA=1.3X3X0.040.1798=0.028kN/m2
2
EA=6qEAa/t2
2
EA :
地震作用下玻璃的最大应力N/mm2 qEA : 地震作用设计值为0.000028N/mm2 a : 玻璃短边边长1047mm t : 玻璃厚度10mm : 弯曲系数0.0775
EA=6X0.0775X0.000028X1047
2
/102=0.337N/mm2
3. 计算在温度影响下, 玻璃边缘与边框之间的挤压应力
t1=ET-2c-dc/b t1 :
在温度影响下玻璃的挤压应力
c : 玻璃边缘与边框间和空隙取5mm dc : 施工误差取3mm
b : 玻璃的长边尺寸1650mm T : 玻璃幕墙年温度变化80度 : 玻璃的线膨胀系数0.00001
E : 玻璃的弹性模量72000N/mm2
t1=72000X0.00001X80-25-3/1500=-278.4N/mm2
计算值为负, 挤压应力为零, 满足要求
4. 计算玻璃中央与边缘温度差产生的温差应力
t2=0.74E1234Tc-Ts t2 :
温差应力
: 玻璃的线膨胀系数0.00001
E : 玻璃的弹性模量72000N/mm2 1 : 阴影系数取1.6 (邻边) 2 : 窗帘系数取1.3
3 : 玻璃面积系数取1.04 4 : 嵌缝材料系数取0.38
Tc : 玻璃中央温度取50度 Ts : 玻璃边缘温度取35度
t1=0.74720000.000011.61.31.040.38
50-35=6.57N/mm2
t=tt2=1.26.57=7.884N/mm2<19.5N/mm2满足要求 t : 温度作用分项系数1.2
3
5. 计算组合应力
=w+0.6EA=20.1+0.60.264=20.2584N/mm2 1. 横梁基本参数 横梁采用120 型系列配套型材 面积:830mm2 X向惯性矩:658300mm4 X向截面抵抗矩:18300mm3 Y向惯性矩:658300mm4 Y向截面抵抗矩:18300mm3 2. 计算横梁由于风荷载作用产生的弯矩及变形 qw=HWk=1.6X1.35=2.16kN/m qw : 风荷载线密度标准值 H : 幕墙分格高 Wk : 幕墙承受风荷载标准值 Myw=qwB2/8=2.16X1.1592/8=0.36kN.m Myw : 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值 B : 幕墙分格宽 w=5qwB4/384/E/Iy=5x2.16x1.159x4/384 /70000/658300=2.83mm w : 横梁由于风荷载作用产生的变形 qw : 风荷载线密度标准值 B : 幕墙分格宽 E : 铝合金的弹性模量 Iy : 横梁绕竖向轴惯性矩 3. 计算横梁由于重力荷载作用产生的弯矩及变形 Gb=HGbk=1.6X0.4=0.64kN/m Gb : 横梁承受重力荷载线密度标准值 H : 幕墙分格高 Gbk : 幕墙构件不包括立柱平均自重0.4kN/m2 MxG=GbB2/8=0.64x1.652/8=0.11kN.m MxG : 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值 4 B : 幕墙分格宽 G=5GbB4/384/E/Iy=5x0.64X1047x4/384 /70000/658300=0.1871mm G : 横梁由于重力荷载作用产生的变形 Gb : 横梁承受重力荷载线密度标准值 B : 幕墙分格宽 E : 铝合金的弹性模量 Ix : 横梁绕水平轴惯性矩 4. 计算横梁由于地震作用产生的弯矩及变形 qe=EmaxGb=30.040.6=0.072kN/m qe : 地震作用线密度标准值 E : 动力放大系数取3.0 max : 水平地震影响系数最大值为0.04 Gb : 横梁承受重力荷载线密度标准值 Mye=qeB2/8=0.0721.1592/8=0.0095kN.m Mye : 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值 B : 幕墙分格宽 e=5qeB4/384/E/Iy=50.07210254/384 /70000/658300=0.0225mm e : 横梁由于地震作用产生的变形 qe : 地震作用线密度标准值 B : 幕墙分格宽 E : 铝合金的弹性模量 Iy : 横梁绕竖向轴惯性矩 5. 荷载效应组合 Mx=GMxG=1.20.0788=0.09456kN.m Mx : 横梁绕X轴的弯矩设计值 G : 重力荷载作用效应的分项系数1.2 MxG : 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值 My=wwMyw+eeMye=11.40.49 +0.61.30.0095=0.6934kN.m My : 横梁绕Y轴的弯矩设计值 w : 风荷载作用效应的组合系数1.0 5 w : 风荷载作用效应的分项系数1.4 Myw : 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值 e : 地震作用效应的组合系数0.6 e : 地震作用效应的分项系数1.3 Mye : 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值 y=G=0.1871mm y : 横梁竖向最大挠度 G : 横梁由于重力荷载作用产生的变形 x=ww+ee=11.165+0.60.0225=1.1785mm x : 横梁水平最大挠度 w : 风荷载作用效应的组合系数1.0 w : 横梁由于风荷载作用产生的变形 e : 地震作用效应的组合系数0.6 e : 横梁由于地震作用产生的变形 6. 横梁强度和刚度的验算 =Mx//Wx+My//Wy=658300/1.05/18300 +658300/1.05/18300=68.52N/mm2 : 横梁产生最大应力 : 塑性发展系数取1.05 Mx : 横梁绕X轴的弯矩设计值 Wx : 横梁绕X轴的截面抵抗矩 My : 横梁绕Y轴的弯矩设计值 Wy : 横梁绕Y轴的截面抵抗矩 x : 横梁水平最大挠度 y : 横梁竖向最大挠度 四. 立柱的设计计算 6 1. 立柱基本参数 立柱采用120 系列 惯性矩:5850000mm4 面积:1800mm2 截面抵抗矩:73000mm3 2. 计算立柱由于风荷载作用产生的弯矩及变形 qw=BWk=1.159x1.35=1.56kN/m qw : 风荷载线密度标准值 B : 幕墙分格宽 Wk : 幕墙承受风荷载标准值 Mw=qwL2/8=1.56x3.72/8=2.67kN.m Mw : 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值 L : 立柱计算长度 w=5qwL4/384/E/I=5x1.56x3700 4 /384 /70000/5850000=0.93mm w : 立柱由于风荷载作用产生的变形 qw : 风荷载线密度标准值 L : 立柱计算长度 E : 铝合金的弹性模量 I : 立柱惯性矩 3. 计算立柱由于重力荷载作用产生的拉力 Ga=BGak=1.159x0.4=0.46kN/m Ga : 立柱承受重力荷载线密度标准值 B : 幕墙分格宽 Gak : 幕墙构件平均自重0.4kN/m2 NG=GaL=0.46x3.7=1.7kN NG : 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值 L : 立柱计算长度 4. 计算立柱由于地震作用产生的弯矩及变形 qe=EmaxGa=3x0.04x0.46=0.0552kN/m qe : 地震作用线密度标准值 E : 动力放大系数取3.0 max : 水平地震影响系数最大值为0.04 7 Ga : 立柱承受重力荷载线密度标准值 Me=qeL2/8=0.0552x3.72/8=0.0945kN.m Me : 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值 L : 立柱计算长度 e=5qeL4/384/E/I=5x0.0552x3700 4 /384 /70000/5850000=0.33mm e : 立柱由于地震作用产生的变形 qe : 地震作用线密度标准值 L : 立柱计算长度 E : 铝合金的弹性模量 I : 立柱惯性矩 5. 荷载效应组合 N=GNG=1.21.517=1.82kN N : 立柱拉力设计值 G : 重力荷载作用效应的分项系数1.2 NG : 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值 M=wwMw+eeMe=11.44.369 +0.61.30.0842=6.182kN.m M : 立柱弯矩设计值 w : 风荷载作用效应的组合系数1.0 w : 风荷载作用效应的分项系数1.4 Mw : 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值 e : 地震作用效应的组合系数0.6 e : 地震作用效应的分项系数1.3 Me : 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值 =ww+ee=115.216+0.60.293=15.392mm : 立柱的最大挠度 w : 风荷载作用效应的组合系数1.0 w : 立柱由于风荷载作用产生的变形 e : 地震作用效应的组合系数0.6 e : 立柱由于地震作用产生的变形 6. 立柱强度和刚度的验算 =N/A+M//W=1820/1800+5850000/1.05/73000=77.33N/mm2 8 : 立柱产生最大应力 : 塑性发展系数取1.05 N : 立柱拉力设计值 A : 立柱的净截面面积 M : 立柱弯矩设计值 W : 立柱截面抵抗矩 cs=Wka/2000/f1 cs : 结构硅酮密封胶粘结宽度mm Wk : 风荷载标准值为1.924kN/m2 a : 玻璃的短边长度为1159mm f1 : 胶的短期强度允许值为0.14N/mm2 cs=1.924X1159/2000/0.14=7.968mm 2玻璃自重作用下计算胶缝的宽度 cs=qGkab/2000/a+b/f2 cs : 结构硅酮密封胶粘结宽度mm qGk : 玻璃单位面积重量为0.1798kN/m2 a,b : 玻璃的短边和长边长度分别为1600mm,1159mm f2 : 胶的长期强度允许值为0.007N/mm2 cs=0.179X8900X1600/2000/1025+1500/0.007=7.82mm 取结构硅酮密封胶粘结宽度12mm 3. 计算结构硅酮密封胶粘结厚度 ts>s/2+0.5 ts : 结构硅酮密封胶粘结厚度mm : 结构硅酮密封胶的变形承受能力取12.5% s : 幕墙玻璃的相对位移量取3mm ts>3/0.1252+0.1250.5=5.82mm 结构硅酮密封胶粘结厚度取6mm 9 曲阜远东装饰有限公司 2007年7月14日 10 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容