人大幕墻計算
發(fā)布時間:2020-11-14 來源: 演講稿 點擊： 
中國人民大學教學科研樓
（東南區(qū)）綜合樓項目全隱框 幕墻
設(shè)計計算書
設(shè)計：
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年
月
日 日
目
錄
Ⅰ.設(shè)計依據(jù) ...................................................................................................................................... 3 Ⅱ.基本計算公式 .............................................................................................................................. 8 Ⅲ.工程信息概述 ............................................................................................................................ 11 1
工程所在地區(qū)信息 ........................................................................................................... 11 2
板材選用信息 ................................................................................................................... 11 3
型材選用信息 ................................................................................................................... 12 一、風荷載計算 ............................................................................................................................. 12 1
板塊風載荷計算（直接承受風載荷）
........................................................................... 12 2
支撐結(jié)構(gòu)風載荷計算（非直接受風載荷）
................................................................... 13 二、玻璃的選用與校核 ................................................................................................................. 13 1
玻璃自重計算 ................................................................................................................... 13 2
玻璃水平地震作用計算 ................................................................................................... 14 3
玻璃的強度計算 ............................................................................................................... 14 4
玻璃的撓度計算 ............................................................................................................... 16 三、硅酮結(jié)構(gòu)密封膠計算 ............................................................................................................. 16 1
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘接寬度計算 ....................................................................................... 17 2
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘接厚度的計算 ................................................................................... 17 3
膠縫寬度和厚度推薦值 ................................................................................................... 18 4
耐候膠膠縫計算 ............................................................................................................... 18 5
選取的膠縫寬度和厚度 ................................................................................................... 19 四、幕墻立柱計算 ......................................................................................................................... 19 1
荷載計算 ........................................................................................................................... 19 2
選用立柱型材的截面特性 ............................................................................................... 20 3
幕墻立柱的強度計算 ....................................................................................................... 21 4
幕墻立柱的剛度計算 ....................................................................................................... 21 5
立柱抗剪計算 ................................................................................................................... 22 五、立柱與主結(jié)構(gòu)連接 ................................................................................................................. 23 1
連接處荷載計算 ............................................................................................................... 23 2
連接處螺栓個數(shù)計算 ....................................................................................................... 24 3
螺栓抗剪強度驗算 ........................................................................................................... 24 4
型材壁的強度驗算 ........................................................................................................... 24 5
角碼抗承壓承載能力計算 ............................................................................................... 24 6
立柱連接伸縮縫計算 ....................................................................................................... 25 六、幕墻后錨固連接設(shè)計計算 ..................................................................................................... 25 1
后錨固載荷計算 ............................................................................................................... 25 2
錨栓鋼材受拉破壞承載力 ............................................................................................... 28 3
混凝土錐體受拉破壞承載力 ........................................................................................... 29 4
錨栓鋼材受剪破壞承載力 ............................................................................................... 30 5
混凝土楔形體受剪破壞承載力 ....................................................................................... 30 6
混凝土剪撬破壞承載力 ................................................................................................... 31 7
拉剪復合受力承載力 ....................................................................................................... 31
七、幕墻預(yù)埋件焊縫計算 ............................................................................................................. 31 1
焊縫截面參數(shù)計算 ........................................................................................................... 32 2
焊縫強度計算 ................................................................................................................... 32 八、幕墻橫梁計算 ......................................................................................................................... 33 1
選用橫梁型材的截面特性 ............................................................................................... 34 2
幕墻橫梁的強度計算 ....................................................................................................... 34 3
幕墻橫梁的抗剪強度計算 ............................................................................................... 36 4
幕墻橫梁的剛度計算 ....................................................................................................... 37 九、橫梁與立柱連接件計算 ......................................................................................................... 38 1
連接部位荷載計算 ........................................................................................................... 38 2
連接處焊縫的強度計算 ................................................................................................... 38 附錄 材料力學性能 ....................................................................................................................... 40
中國人民大學教學科研樓 （東南區(qū)）綜合樓全隱框幕墻設(shè)計計算書
�、� Ⅰ. 設(shè)計依據(jù)
�、倌粔υO(shè)計規(guī)范：
《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
GB50429-2007
《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》
JGJ102-2003
《點支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程》
CECS127-2001
《點支式玻璃幕墻支承裝置》
JG138-2001
《吊掛式玻璃幕墻支承裝置》
JG139-2001
《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
JGJ113-2009
《建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)程》
CECS101：98
《建筑幕墻》
GB/T21086-2007
《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》
GB50019-2003
《地震震級的規(guī)定》
GB/T17740-1999
《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》
GB14907-2002
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
GB50017-2003
《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》
JGJ99-98
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
JGJ3-2002
《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》
GB50045-95(2005 年版)
《高處作業(yè)吊藍》
GB19155-2003
《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》
JGJ133-2001
②建筑設(shè)計規(guī)范：
《工程抗震術(shù)語標準》
JGJ/T97-95
《工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)規(guī)程》
JGJ/T121-99
《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》
GB50189-2005
《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》
JGJ145-2004
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
GB50010-2010
《混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓》
JG160-2004
《既有居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》
JGJ129-2004
《建筑表面用有機硅防水劑》
JC/T902-2002
《建筑材料放射性核素限量》
GB6500-2010
《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
CECS154：2003
《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》
JGJ81-2002
《建筑隔聲評價標準》
GB/T50121-2005
《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》
GB50223-2008
《建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程》
CECS180：2005
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》
GB50009-2012
《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》
GB50068-2001
《建筑抗震設(shè)防分類標準》
GB50223-2008
《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》
GB50011-2010
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》
GB50016-2006
《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
GB50057-2010
《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》
GB50018-2002
《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》
GB50018-2010
《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》
GB50176-93
《民用建筑設(shè)計通則》
GB50352-2005
《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
CECS158：2004
《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》
JGJ134-2010
《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》
JGJ75-2003
《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
JGJ85-2010
《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》
GB18306-2001
《中國地震烈度表》
GB/T17742-2008
《建筑制圖標準》
GB/T 50104-2001
《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊 (第二版) 》
③鋁材規(guī)范：
《建筑用隔熱鋁合金型材-穿條式》
JG/T175-2005
《建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層》
JG/T133-2000
《鋁合金建筑型材第 1 部分基材》
GB5237.1-2008
《鋁合金建筑型材第 2 部分陽極氧化、著色型材》
GB5237.2-2008
《鋁合金建筑型材第 3 部分電泳涂漆型材》
GB5237.3-2008
《鋁合金建筑型材第 4 部分粉末噴涂型材》
GB5237.4-2008
《鋁合金建筑型材第 5 部分氟碳漆噴涂型材》
GB5237.5-2008
《鋁合金建筑型材第 6 部分隔熱型材》
GB5237.6-2004
《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》
YS/T431-2000
《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材》
GB/T3880.1～3-2006
《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求》
YS/T437-2000
《有色電泳涂漆鋁合金建筑型材》
YS/T459-2003
《變形鋁及鋁合金牌號表示方法》
GB/T16474-1996
《變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號》
GB/T16475-2008
《變形鋁及鋁合金化學成份》
GB/T3190-2008
《建筑裝飾用鋁單板》
GB/T23443-2009
④金屬板及石材規(guī)范：
《干掛飾面石材及其金屬掛件》
JC830.1、2-2005
《建筑裝飾用微晶玻璃》
JC/T872-2000
《建筑幕墻用瓷板》
JG/T217-2007
《鋁幕墻板、板基》
YS/T429.1-2000
《鋁幕墻板、氟碳噴漆鋁單板》
YS/T429.2-2000
《建筑幕墻用鋁塑復合板》
GB/T17748-2008
《鋁塑復合板用鋁帶》
YS/T432-2000
《天然板石》
GB/T18600-2001
《天然大理石荒料》
JC/T202-2001
《天然大理石建筑板材》
GB/T19766-2005
《天然花崗石荒料》
JC/T204-2001
《天然花崗石建筑板材》
GB/T18601-2001
《天然花崗石板材》
GB/T18601-2009
《天然石材統(tǒng)一編號》
GB/T17670-2008
《天然石材術(shù)語》
GB/T13890-2008
《建筑裝飾工程石材應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》
DB 11/T512-2007
⑤玻璃規(guī)范：
《鍍膜玻璃 第 1 部分：陽光控制鍍膜玻璃》
GB/T18915.1-2002
《鍍膜玻璃 第 2 部分：低輻射鍍膜玻璃》
GB/T18915.2-2002
《防彈玻璃》
GB17840-1999
《浮法玻璃》
GB11614.2-2009
《夾層玻璃》
GB15763.3-2009
《建筑用安全玻璃 第 1 部分：防火玻璃》
GB15763.1-2009
《建筑用安全玻璃 第 2 部分：鋼化玻璃》
GB15763.2-2005
《建筑用安全玻璃 第 3 部分：夾層玻璃》
GB15763.3-2009
《建筑用安全玻璃 第 4 部分：均質(zhì)鋼化玻璃》
GB15763.4-2009
《幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃》
GB117841-2008
《平板玻璃》
GB11614 -2009
《熱彎玻璃》
JC/T915-2003
《壓花玻璃》
JC/T511-2002
《中空玻璃》
GB/T11944-2002
《著色玻璃》
GB/T11614-2009
《半鋼化玻璃》
GB/T17841-2008
《建筑絕熱用玻璃制品》
GB/T17795-2008
⑥鋼材規(guī)范：
《鋼分類》
GB/T13304.1、2-2008
《鋼鐵牌號表示方法》
GB/T221 -2008
《鋼及合金術(shù)語》
GB/T20566-2006
《建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管》
JG/T178-2005
《不銹鋼棒》
GB/T1220-2007
《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》
GB/T3280-2007
《不銹鋼冷加工鋼棒》
GB/T4226-1984
《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》
GB/T4237-2007
《不銹鋼絲》
GB/T4240-2009
《建筑用不銹鋼絞線》
JG/T200-2007
《不銹鋼小直徑無縫鋼管》
GB/T3090-2000
《擦窗機》
GB19154-2003
《彩色涂層鋼板及鋼帶》
GB/T12754-2006
《低合金鋼焊條》
GB/T5118-1995
《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》
GB/T1591-2008
《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》
JG/T201-2007
《耐候結(jié)構(gòu)鋼》
GB/T4171-2008
《高碳鉻不銹鋼絲》
YB/T096—1997
《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》
GB/T4172-2000
《合金結(jié)構(gòu)鋼》
GB/T3077-1999
《結(jié)構(gòu)用無縫鋼管》
GB/T8162-2008
《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求》
GB/T13912-2002
《冷拔異形鋼管》
GB/T3094-2000
《碳鋼焊條》
GB/T5117-1999
《碳素結(jié)構(gòu)鋼》
GB/T700-2006
《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》
GB912-2008
《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》
GB/T3274-2007
《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》
GB/T699-1999
《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》
GB/T14370-2000
《不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學成分》
GB/T20878-2007
《碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼板和鋼帶》
GB/T11253-2007
《建筑裝飾用搪瓷鋼板》
JG/T234-2008
⑦膠類及密封材料規(guī)范：
《建筑密封材料術(shù)語》
GB/T14682-2006
《建筑密封膠分級及要求》
GB/T22083-2008
《丙烯酸酯建筑密封膠》
JC/T484-2006
《幕墻玻璃接縫用密封膠》
JC/T882-2001
《彩色涂層鋼板用建筑密封膠》
JC/T884-2001
《石材用建筑密封膠》
GB/T23261-2009
《丁基橡膠防水密封膠粘帶》
JC/T942-2004
《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》
JC/T887-2001
《非結(jié)構(gòu)承載用石材粘膠劑》
JC/T989-2006
《工業(yè)用橡膠板》
GB/T5574-1994
《混凝土建筑接縫用密封膠》
JC/T881-2001
《建筑窗用彈性密封劑》
JC485-2007
《建筑密封材料試驗方法》
GB/T13477.1～20-2002
《建筑用防霉密封膠》
JC/T885-2001
《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》
GB16776-2005
《建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品》
GB/T19686-2005
《建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條》
JG/T174-2005
《建筑裝飾用天然石材防護劑》
JC/T973-2005
《聚氨酯建筑密封膠》
JC/T482-2003
《聚硫建筑密封膠》
JC/T483-2006
《丙烯酸建筑密封膠》
JC/T484-2006
《絕熱用巖棉、礦棉及其制品》
GB/T11835-2007
《絕熱用硬質(zhì)酚醛泡沫制品(PF)》
GB/T20974-2007
《建筑絕熱用聚氨酯泡沫塑料》
GB/T21558-2008
《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定》
GB/T529-1999
《石材用建筑密封膠》
GB23261-2009
《橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法》
GB/T531-1999
《修補用天然橡膠膠粘劑》
HG/T3318-2002
《中空玻璃用彈性密封膠》
JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》
JC/T914-2003
《中空玻璃用復合密封膠條》
JC/T1022-2007
⑧門窗及五金件規(guī)范：
《封閉型沉頭抽芯鉚釘》
GB/T12616-2004
《封閉型平圓頭抽芯鉚釘》
GB/T12615-2004
《緊固件螺栓和螺釘》
GB/T5277-1985
《緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母》
GB/T3103.1-2002
《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》
GB/T3098.1-2000
《緊固件機械性能螺母、粗牙螺紋》
GB/T3098.2-2000
《緊固件機械性能螺母、細牙螺紋》
GB/T3098.4-2000
《緊固件機械性能自攻螺釘》
GB/T3098.5-2000
《緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》
GB/T3098.6-2000
《緊固件機械性能不銹鋼螺母》
GB/T3098.15-2000
《緊固件機械性能抽芯鉚釘》
GB/T3098.19-2004
《緊固件術(shù)語盲鉚釘》
GB/T3099-2004
《緊固件
螺栓、螺釘、螺柱和螺母通用技術(shù)條件》GB/T16938 -2008
《鋁合金門窗》
GB/T8478-2008
《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》
GB/T16823.1-1997
《十字槽盤頭螺釘》
GB/T818-2000
《地彈簧》
QB/T3884-1999
《鋁合金門插鎖》
QB/T3885-1999
《平開鋁合金窗把手》
QB/T3886-1999
《鋁合金撐擋》
QB/T3887-1999
《鋁合金窗不銹鋼滑撐》
QB/T3888-1999
《鋁合金門窗拉手》
QB/T3889-1999
《鋁合金窗鎖》
QB/T3900-1999
《鋁合金門鎖》
QB/T3901-1999
《推拉鋁合金門用滑輪》
QB/T3902-1999
《閉合器》
QB/T3893-1999
《外裝門鎖》
QB/T2473-2000
《彈子插芯門鎖》
GB/T2474-2000
《葉片門鎖》
QB/T2475-2000
《球型門鎖》
QB/T2476-2000
《銅合金鑄件》
GB/T13819-1992
《鋅合壓鑄件》
GB/T13821-1992
《鋁合金壓鑄件》
GB/T15114-2009
《鑄件尺寸公差與機械加工余量》
QB/T6414-1999
《建筑門窗五金件 插銷》
JG214-2007
《建筑門窗五金件 傳動機構(gòu)用執(zhí)手》
JG124-2007
《建筑門窗五金件 旋壓執(zhí)手》
JG213-2007
《建筑門窗五金件 合頁(鉸鏈)》
JG125-2007
《建筑門窗五金件 傳動鎖閉器》
JG126-2007
《建筑門窗五金件 滑撐》
JG127-2007
《建筑門窗五金件 滑輪》
JG129-2007
《建筑門窗五金件 多點鎖閉器》
JG215-2007
《建筑門窗五金件 撐擋》
JG128-2007
《建筑門窗五金件 通用要求》
JG212-2007
《建筑門窗五金件 單點鎖閉器》
JG130-2007
《建筑門窗內(nèi)平開下懸五金系統(tǒng)》
JG168-2004
《鋼塑共擠門窗》
JG207-2007
《電動采光排煙窗》
JG189-2006
⑨相關(guān)物理性能級測試方法：
《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標準》
JGJ/T139-2001
《玻璃幕墻光學性能》
GB/T18091-2000
《采暖居住建筑節(jié)能檢驗標準》
JGJ132-2001
《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗方法》
GB/T13448-2006
《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
GB50205-2001
《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
GB50204-2002
《建筑防水材料老化試驗方法》
GB/T18244-2000
《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》
GB/T15227-2007
《建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法》
GB/T18575-2001
《建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法》
GB/T18250-2000
《建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法》
GB/T8484-2008
《建筑外窗采旋光性能分級及檢測方法》
GB/T11976-2008
《建筑外窗抗風壓性能分級及檢測方法》
GB/T7106-2002
《建筑門窗空氣聲隔聲性能分級及檢測方法》
GB/T8485-2008
《建筑外窗氣密性能分級及檢測方法》
GB/T7107-2002
《建筑外窗水密性能分級及檢測方法》
GB/T7108-2002
《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》
GB50210-2001
《金屬材料室溫拉伸試驗方法》
GB/T228-2002
�、� Ⅱ. 基本計算公式
(1).場地類別劃分:
地面粗糙度可分為 A、B、C、D 四類：
--A 類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；
--B 類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)；
--C 類指有密集建筑群的城市市區(qū)；
--D 類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。
(2).風荷載計算:
幕墻屬于薄壁外圍護構(gòu)件，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 規(guī)定采用，垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，應(yīng)按下述公式計算：
1 當計算主要承重結(jié)構(gòu)時 W k =β z μ s μ z W 0
�。℅B50009
8.1.1-1）
2 當計算圍護結(jié)構(gòu)時
W k =β gz μ s1 μ z W 0
�。℅B50009
8.1.1-2）
式中：
其中: W k ---垂直作用在幕墻表面上的風荷載標準值(kN/m2 )；
β gz ---高度 Z 處的陣風系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 第 8.6.1 條取定。
根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算: βgz=1+2g I 10 (Z/10)-α
其中 g 為峰值因子，取值 2.5，α為地面粗糙度指數(shù)， I 10 為 10m 高名義湍流度 。經(jīng)化簡，得：
A 類場地: β gz =1+0.6×(Z/10)-0.12
B 類場地: β gz =1+0.7×(Z/10)-0.15
C 類場地: β gz =1+1.15×(Z/10)-0.22
D 類場地: β gz =1+1.95×(Z/10)-0.30
μ z ---風壓高度變化系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 第 8.2.1 條取定。
根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算:
A 類場地: μ z =1.284×(Z/10)0.24
B 類場地: μ z =1.000×(Z/10)0.30
C 類場地: μ z =0.544×(Z/10)0.44
D 類場地: μ z =0.262×(Z/10)0.60
按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 第 8.3.3 條
驗算圍護構(gòu)件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)μ s1 ：
一、外表面 1.
正壓區(qū)
按表 8.3.1-1 采用； 2.
負壓區(qū)
—
對墻面，
取-1.0
—
對墻角邊，
取-1.4 二、內(nèi)表面
對封閉式建筑物，按表面風壓的正負情況取-0.2 或 0.2。
注：上述的局部體型系數(shù)μ s1 （1）是適用于圍護構(gòu)件的從屬面積 A 小于或等于 1m 2
的情況，當非直接承受風載荷的圍護構(gòu)件的從屬面積 A 大于或等于 25m 2
時，局部風壓體型系數(shù)μ s1 （25）可乘以折減系數(shù) 0.8，當構(gòu)件的從屬面積小于 25m 2
而大于 1m 2
時，局部風壓體型系數(shù)μ s1 （A）可按面積的對數(shù)線性插值，即 μ s1 （A）=μ s1 （1）+[μ s1 （25）-μ s1 （1）]
l ogA/1.4
本工程屬于 C 類地區(qū),故μ z =0.544×(Z/10)0.44
W 0 ---基本風壓,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 附表 E.5 給出的 50 年一遇的風壓采用，但不得小于 0.3kN/m2 ，北京地區(qū)取為 0.450kN/m 2
(3).地震作用計算:
q EAk =β E ×α max ×G AK
其中: q EAk ---水平地震作用標準值
β E ---動力放大系數(shù),按 5.0 取定
α max ---水平地震影響系數(shù)最大值，根據(jù)相應(yīng)抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度,
按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010 表 5.1.4-1 采用. 表 表 5.1.4- - 1
水平地震影響系數(shù)最大值
地震影響 6 度 7 度 8 度 9 度 多遇地震 0.04 0.08(0.12) 0.16(0.24) 0.32 罕遇地震 0.28 0.50(0.72) 0.90(1.20) 1.40
注:括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震速度為 0.15g 和 0.30g 的地區(qū)。
根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》GB 50223—2008 規(guī)定：
1.特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為 9 度時應(yīng)按比 9 度更高的要求采取抗震措施。同時，應(yīng)按批準的地震安全性評價的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。
2.重點設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為 9 度時應(yīng)按比 9 度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。
設(shè)計基本地震加速度為 0.05g，抗震設(shè)防烈度 6 度：
α max =0.04
設(shè)計基本地震加速度為 0.10g，抗震設(shè)防烈度 7 度：
α max =0.08
設(shè)計基本地震加速度為 0.15g，抗震設(shè)防烈度 7 度：
α max =0.12
設(shè)計基本地震加速度為 0.20g，抗震設(shè)防烈度 8 度：
α max =0.16
設(shè)計基本地震加速度為 0.30g，抗震設(shè)防烈度 8 度：
α max =0.24
設(shè)計基本地震加速度為 0.40g，抗震設(shè)防烈度 9 度：
α max =0.32
設(shè)計基本地震加速度為 0.60g，抗震設(shè)防烈度 9 度：
α max =0.45
G AK ---幕墻構(gòu)件的自重(N/m2 ) (4).作用效應(yīng)組合: 一般規(guī)定，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按下列規(guī)定驗算承載力和撓度：
a.無地震作用效應(yīng)組合時，承載力應(yīng)符合下式要求：
γ 0 S ≤ R
b.有地震作用效應(yīng)組合時，承載力應(yīng)符合下式要求：
S E
≤ R/γ RE
式中
S---荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值；
S E ---地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值；
R---構(gòu)件抗力設(shè)計值；
γ 0 ----結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)，應(yīng)取不小于 1.0；
γ RE ----結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)取 1.0；
c.撓度應(yīng)符合下式要求：
d f
≤ d f,lim
d f ---構(gòu)件在風荷載標準值或永久荷載標準值作用下產(chǎn)生的撓度值；
d f,lim ---構(gòu)件撓度限值；
d.雙向受彎的桿件，兩個方向的撓度應(yīng)分別符合 d f ≤d f,lim 的規(guī)定。
幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計時，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 有地震作用效應(yīng)組合時，應(yīng)按下式進行：
S=γ G S GK +γ w ψ w S WK +γ E ψ E S EK
2 無地震作用效應(yīng)組合時，應(yīng)按下式進行：
S=γ G S GK +ψ w γ w S WK
S---作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；
S Gk ---永久荷載效應(yīng)標準值；
S Wk ---風荷載效應(yīng)標準值；
S Ek ---地震作用效應(yīng)標準值；
γ G ---永久荷載分項系數(shù)；
γ W ---風荷載分項系數(shù)；
γ E ---地震作用分項系數(shù)；
ψ W ---風荷載的組合值系數(shù)；
ψ E ---地震作用的組合值系數(shù)；
進行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計時，作用分項系數(shù)，按下列規(guī)定取值：
①一般情況下，永久荷載、風荷載和地震作用的分項系數(shù)γ G 、γ W 、γ E 應(yīng)分別取 1.2、1.4 和 1.3；
②當永久荷載的效應(yīng)起控制作用時，其分項系數(shù)γ G 應(yīng)取 1.35；此時，參與組合的可變荷載效應(yīng)僅限于豎向荷載效應(yīng)；
③當永久荷載的效應(yīng)對構(gòu)件有利時，其分項系數(shù)γ G 的取值不應(yīng)大于 1.0。
可變作用的組合系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用：
①一般情況下，風荷載的組合系數(shù)ψ W 應(yīng)取 1.0，地震作用于的組合系數(shù)ψ E 應(yīng)取 0.5。
②對水平倒掛玻璃及框架，可不考慮地震作用效應(yīng)的組合，風荷載的組合系數(shù)ψ W 應(yīng)取1.0（永久荷載的效應(yīng)不起控制作用時）或 0.6(永久荷載的效應(yīng)起控制作用時)。
幕墻構(gòu)件的撓度驗算時，風荷載分項系數(shù)γ W 和永久荷載分項系數(shù)均應(yīng)取 1.0，且可不考慮作用效應(yīng)的組合。
�、� Ⅲ. 工程信息概述
1
工程所在地區(qū)信息
幕墻類型:全隱框幕墻
工程所在地區(qū):北京
基本風壓:0.450kN/m2
地面粗糙度類別:C 類
抗震設(shè)防烈度:8 度
設(shè)計基本地震加速度 0.20g
設(shè)計地震分組:第 1 組
抗震設(shè)防類別:標準設(shè)防類
標準反應(yīng)譜法(水平地震影響系數(shù)最大值α max )取為:0.16 2
板材選用信息
板材料:玻璃
玻璃規(guī)格:1400.0mm×4140.0mm
玻璃組合類型:夾層玻璃
玻璃種類:鋼化玻璃
內(nèi)片玻璃厚度:8.0mm,外片玻璃厚度:8.0mm
3
型材選用信息
立柱型材類型:單一型材
立柱型材號:矩形鋼管 100*200*6
立柱材料牌號:Q235
d<=16
立柱安裝方式:吊掛式,角碼連接
立柱計算模型:簡支單跨梁
后錨固連接類型:化學植筋
橫梁型材類型:單一型材
橫梁型材號:矩形鋼管 100*200*6
橫梁材料牌號:Q235
d<=16
橫梁受力方式:兩點集中受力
橫梁立柱連接形式:焊縫連接
一、風荷載計算
標高為 30.0m 處風荷載計算
W 0 :基本風壓
W 0 =0.45 kN/m2
β gz : 30.0m 高處陣風系數(shù)(按 C 類區(qū)計算): (GB50009-2012)
β gz =1+1.15×(Z/10)-0.22 =1.903
μ z : 30.0m 高處風壓高度變化系數(shù)(按 C 類區(qū)計算): (GB50009-2012)
μ z =0.544×(Z/10)0.44
=0.544×(30.0/10)0.44 =0.882
μ sl :局部風壓體型系數(shù)(墻面區(qū)) 1
板塊風載荷計算（直接承受風載荷）
板塊（第 1 處）
μ sl =-1.000+(-0.2)=-1.200
該處局部風壓體型系數(shù)μ sl =1.200
風荷載標準值:
W k =β gz ×μ z ×μ sl ×W 0
(GB50009-2012)
=1.903×0.882×1.200×0.450
=0.907 kN/m2
因為 W k ≤1.0kN/m2 ，取 Wk =1.0 kN/m2 ，按 JGJ102-2003 第 5.3.2 條采用。
風荷載設(shè)計值:
W: 風荷載設(shè)計值(kN/m2 )
γ w : 風荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)：1.4
按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 3.2.4 規(guī)定采用
W=γ w ×W k =1.4×1.000=1.400kN/m2
2
支撐結(jié)構(gòu)風載荷計算（非直接受風載荷）
支承結(jié)構(gòu)（第 1 處）
8200mm×1400mm=11.48m2
該處從屬面積為：11.48m2
μ sl
(A)=μ sl
(1)+[μ sl
(25)-μ sl
(1)]×log(A)/1.4
=-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×1.060/1.4}
=-0.849
μ sl =-0.849+(-0.2)=-1.049
該處局部風壓體型系數(shù)μ sl =1.049
風荷載標準值:
W k =β gz ×μ z ×μ sl ×W 0
(GB50009-2012)
=1.903×0.882×1.049×0.450
=0.792 kN/m2
因為 W k ≤1.0kN/m2 ，取 Wk =1.0 kN/m2 ，按 JGJ102-2003 第 5.3.2 條采用。
風荷載設(shè)計值:
W: 風荷載設(shè)計值(kN/m2 )
γ w : 風荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)：1.4
按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 3.2.4 規(guī)定采用
W=γ w ×W k =1.4×1.000=1.400kN/m2
二、玻璃的選用與校核
本處選用玻璃種類為: 鋼化玻璃 本處采用夾層玻璃 1
玻璃自重計算
G AK : 玻璃板塊自重(不包括框):
玻璃的重力密度為:
25.6(KN/m3 )
B T_L
夾層玻璃內(nèi)側(cè)玻璃厚度為: 8.0(mm)
B T_w
夾層玻璃外側(cè)玻璃厚度為: 8.0(mm)
G AK =25.6×(B t_L +B t_w )/1000
=25.6×(8.0+8.0)/1000
=0.410kN/m2
2
玻璃水平地震作用計算
該處垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:
α max : 水平地震影響系數(shù)最大值: 0.160
q EAk : 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2 )
q EAk =5×α max ×G AK
=5×0.160×0.410
=0.328kN/m2
γ E : 地震作用分項系數(shù): 1.3
q EA : 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用設(shè)計值(kN/m2 )
q EA =r E ×q EAk
=1.3×q EAK
=1.3×0.328
=0.426kN/m2
3
玻璃的強度計算
內(nèi)側(cè)玻璃校核依據(jù): σ≤ｆ g =84.000 N/mm2
外側(cè)玻璃校核依據(jù): σ≤ｆ g =84.000 N/mm2
W k : 垂直于玻璃平面的風荷載標準值(KN/m2 )
q EAk : 垂直于玻璃平面的地震作用標準值(KN/m2 )
σ Wk : 在垂直于玻璃平面的風荷載作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標準值(N/mm2 )
σ Ek : 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標準值(N/mm2 )
θ: 參數(shù)
η: 折減系數(shù)，可由參數(shù)θ按 JGJ102-2003 表 6.1.2-2 采用 表
6.1.2- - 2
折減系數(shù)η
θ ≤5.0 10.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 η 1.00 0.96 0.92 0.84 0.78 0.73 0.68 θ 120.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 ≥400.0 η 0.65 0.61 0.57 0.54 0.52 0.51 0.50
a: 玻璃短邊邊長: 1400.0mm
b: 玻璃長邊邊長: 4140.0mm
B T_L
夾層玻璃內(nèi)側(cè)玻璃厚度為: 8.0(mm)
B T_w
夾層玻璃外側(cè)玻璃厚度為: 8.0(mm)
m: 玻璃板的彎矩系數(shù), 按邊長比 a/b 查 JGJ102-2003
表 6.1.2-1 得: 0.1173 表 表 6.1.2- - 1
四邊支承玻璃板的彎矩系數(shù) m m
a/b 0.00 0.25 0.33 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 m 0.1250 0.1230 0.1180 0.1115 0.1000 0.0934 0.0868 0.0804 a/b 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00
m 0.0742 0.0683 0.0628 0.0576 0.0528 0.0483 0.0442
W k1
夾層玻璃分配到外側(cè)玻璃的風荷載標準值 (KN/m2 )
W k2
夾層玻璃分配到內(nèi)側(cè)玻璃的風荷載標準值 (KN/m2 )
q Ek1
夾層玻璃分配到外側(cè)玻璃的地震作用標準值 (KN/m2 )
q Ek2
夾層玻璃分配到內(nèi)側(cè)玻璃的地震作用標準值 (KN/m2 )
W k1 =W k ×B T_w3 /(BT_w3 +BT_L3 )=0.500 (kN/m 2 )
W k2 =W k ×B T_L3 /(BT_w3 +BT_L3 )=0.500 (kN/m 2 )
q Ek1 =0.164 (kN/m2 )
q Ek2 =0.164 (kN/m2 )
在垂直于玻璃平面的風荷載和地震作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標準值計算(N/mm2 )
在風荷載作用下外側(cè)玻璃參數(shù)θ=(W k1 +0.5×q EK1 )×a4 /(E×t 4 )
=7.58
η: 折減系數(shù)，按θ=7.58
查 6.1.2-2 表得:η=0.98
在風荷載作用下外側(cè)玻璃最大應(yīng)力標準值σ Wk =6×m×W k1 ×a2 ×η/t 2
=10.551N/mm2
在地震作用下外側(cè)玻璃參數(shù)θ=(W k1 +0.5×q EK1 )×a4 /(E×t 4 )
=7.58
η: 折減系數(shù)，按θ=7.58
查 6.1.2-2 表得:η=0.98
在地震作用下外側(cè)玻璃最大應(yīng)力標準值σ Ek =6×m×q Ek1 ×a2 ×η/t 2
=3.457N/mm2
σ: 外側(cè)玻璃所受應(yīng)力:
采用 S W +0.5S E 組合:
σ=1.4×σ WK +0.5×1.3×σ EK
=1.4×10.551+0.5×1.3×3.457
=17.019N/mm2
在風荷載作用下內(nèi)側(cè)玻璃參數(shù)θ=(W k2 +0.5×q EK2 )×a4 /(E×t 4 )
=7.58
η: 折減系數(shù)，按θ=7.58
查 6.1.2-2 表得:η=0.98
在風荷載作用下內(nèi)側(cè)玻璃最大應(yīng)力標準值σ Wk =6×m×W k1 ×a2 ×η/t 2
=10.551N/mm2
在地震作用下內(nèi)側(cè)玻璃參數(shù)θ=(W k2 +0.5×q EK2 )×a4 /(E×t 4 )
=7.58
η: 折減系數(shù)，按θ=7.58
查 6.1.2-2 表得:η=0.98
在地震作用下內(nèi)側(cè)玻璃最大應(yīng)力標準值σ Ek =6×m×q Ek2 ×a2 ×η/t 2
=3.457N/mm2
σ: 內(nèi)側(cè)玻璃所受應(yīng)力:
采用 S W +0.5S E ...
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