点式玻璃幕墙计算书.doc

点式玻璃幕墙计算书 .设计依据: 建筑结构荷载规范 GB50009-2001 钢结构设计规范 GB50017-2003 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-97 建筑幕墙 JG3035-96 建筑结构静力计算手册 （第二版） 建筑幕墙物理性能分级 GB/T15225 碳素结构钢 GB700-88 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 优质碳素结构钢技术条件 GB699-88 低合金高强度结构钢 GB1579.建筑概况： 本工程位于沈阳市地区,建筑总高度16.2米, 地震设防烈度按7度设计,地区粗糙度类别为B类, 基本风压W0=0.55KN/m2,幕墙采用10+12A+10双钢化中空玻璃。.基本计算公式: (1).场地类别划分: 根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别: A类指近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区; B类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区; C类指有密集建筑群的城市市区; D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;(2).风荷载计算: 根据建筑结构荷载规范GB50009-2001 7.1.1 采用 风荷载计算公式: Wk=gz×z×s×W0 其中: Wk-作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2) gz-瞬时风压的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001取定 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=K(1+2f) 其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数 A类场地: gz=0.92*(1+2f) 其中：f=0.387*(Z/10)-0.12 B类场地: gz=0.89*(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C类场地: gz=0.85*(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D类场地: gz=0.80*(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3 z-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001取定, 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地: z=1.379×(Z/10)0.24 B类场地: z=(Z/10)0.32 C类场地: z=0.616×(Z/10)0.44 D类场地: z=0.318×(Z/10)0.60 s-风荷载体型系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001取定 W0 -基本风压,按建筑结构荷载规范GB50009-2001取定(3) 地震荷载计算: QEE·max·G 式中：QE -作用于幕墙平面外水平地震作用（KN） G-幕墙构件的重量（KN） max-水平地震影响系数最大值 E-动力放大系数，取5.0(4) 荷载分项系数和组合系数的确定 根据建筑结构荷载规范（50009-2001）及玻璃幕墙工程技术规范，结合 本工程的地区地理环境，建筑特点以及幕墙的受力情况，各分项系数和组合系数选择 如下： 强度计算时 分项系数 组合系数 重力荷载，G取1.2 风荷载 ，w取1.4 风荷载， w取1.0 地震作用，E取1.3 地震作用，E取0.5 刚度计算时 分项系数 组合系数 重力荷载，G取1.0 风荷载 ，w取1.0 风荷载， w取1.0 地震作用，E取1.0 地震作用，E取0.5 (5) 荷载和作用效应按下式进行组合： SGSGwwSwEESET TST 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载 和作用产生的效应； G, w , E, T-各效应的分项系数； w, E, T-分别为风荷载，地震作用和温度作用效应的 组合系数。 、风荷载计算 1、标高为12.6米处风荷载计算：(1).风荷载标准值计算：Wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(KN/m2)gz：12.6米高处阵风系数(按B类地区计算)f= 0.5×35(1.8(-0.16)×(Z/10)(-) = 0.5×35(1.8(.16-0.16)×(12.6/10)(-.16) =.4818487gz= k (1 + 2f) = .89×(1 + 2×.4818487) = 1.747691z：12.6米高处风压高度变化系数(按B类地区计算)z=1.000×( Z/10)0.32 =1.000×(12.6/10)0.32 =1.076759风荷载体形系数s=1.2Wk= gz × z × s × Wo =1.747691×1.076759×1.2×.55 =1.242016KN/m2(2). 风荷载设计值： W：风荷载设计值(KN/m2) rw：风荷载作用效应的分项系数：1.4 W=rw×Wk=1.4×1.242016=1.7388KN/m2一、点式玻璃幕墙竖框计算： 幕墙竖框按简支梁力学模型进行设计计算： 1.选料： (1)风荷载线分布最大荷载集度设计值 qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(KN/m) rw：风荷载作用效应的分项系数：1.4 Wk：风荷载标准值：1.242016KN/m2 B:幕墙分格宽度：1.8米 qw=1.4×Wk×B =1.4×1.242016×1.8 =3.129879KN/m (2)竖框弯矩： Mw：风荷载作用下竖框弯矩(KN·m) qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值：3.129879KN/m Hsjcg：竖框计算跨度：3.6 Mw=qw×Hsjcg2/8 =3.129879×3.62/8 =5.070405KN·m qEA：地震作用设计值(KN/m2) GAk：玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重(N/m2) GAk=20× 25.6 + 120 =632N/m2 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用： qEAk：垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用(KN/m2) qEAk=5×max×GAk =5×.08×632 =.2528KN/m2 E：幕墙地震作用分项系数：1.3 qEA=1.3×qEAk =1.3×.2528 =.32864KN/m2 qE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值 qE=qEA×B =.32864×1.8 =.591552 ME：地震作用下竖框弯矩(KN·m) ME=qE×Hsjcg2/8 =.591552×3.62/8 =.9583141 M：幕墙竖框在风荷载和地震作用下产生的弯矩(KN·m) 采用SW+0.5SE组合 M=MW+0.5×ME =5.070405+ 0.5 ×.9583141 =5.549562KN·m (3)W：竖框抗弯矩预选值(cm3) W=M×103/1.05/fa =5.549562×103/1.05/215 =24.58278cm3 qWk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(KN/m) qWk=Wk×B =1.242016×1.8 =2.235628KN/m qEk：水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(KN/m) qEk=qEAk×B =.2528×1.8 =.45504KN/m (4)I1,I2：竖框惯性矩预选值(cm4) I1=900×(qWk+0.5×qEk)×Hsjcg3/384/E =900×(2.235628+0.5×.45504)×3.63/384/2.06 = 130.750112950024 cm4 I2=5000×(qWk+0.5×qEk)×Hsjcg4/384/E/15 =5000×(2.235628+0.5×.45504)×3.64/384/2.06/15 =174.333479315105 cm4 选定竖框惯性矩应大于：174.3335 cm4 2.选定竖框型材的截面特性： 型材强度设计值：215N/mm2 型材弹性模量：E=2.06×105N/mm2 X轴惯性矩：Ix=307cm4 Y轴惯性矩：IY=307cm4 X轴抵抗矩：Wx=50.7cm3 Y轴抵抗矩：Wy=50.7cm3 型材截面积：A=18.22cm2 型材塑性发展系数=1.05 3.幕墙竖框的强度计算： 校核依据：N/A+M/Wfa= 215N/mm2 (jgj102-2003 6.3.7) B:幕墙分格宽：1.8m GAk：幕墙自重：632N/m2 幕墙自重线荷载： Gk=GAk×B/1000 =632×1.8/1000 =1.1376KN/m Nk：竖框受力： Nk=Gk×Hsjcg =1.1376×3.6 =4.09536KN N：竖框受力设计值： 结构自重分项系数：1.2 N=1.2×Nk =1.2×4.09536 =4.914432KN ：竖框计算强度(N/mm2)(竖框为拉弯构件) N ：竖框受力设计值：4.914432KN A ：竖框型材截面积：18.22cm2 M ：竖框弯矩：5.549562KN·m Wx：竖框截面抗弯矩：50.7cm3 ：塑性发展系数：1.05 =N×10/A+M×103/1.05/Wx =4.914432×10/18.22+5.549562×103/1.05/50.7 =106.9438N/mm2 fa=215N/mm2 竖框强度可以满足要求 4.幕墙竖框的刚度计算： 校核依据：UmaxU=15mm 且UmaxL/250 (jgj102-2003 6.3.10) Umax：竖框最大挠度 Umax=5×qWk×Hsjcg4×1000/384/E/Ix =5×2.235628×3.64×1000/384/2.06/307 =7.731125mm Du：竖框挠度与竖框计算跨度比值(相对挠度)： Hsjcg：竖框计算跨度：3.6m Du=Umax/Hsjcg/1000 =7.731125/3.6/1000 =2.147535E-03 1/250 竖框相对挠度满足要求（以下为ANSIS计算结果） PRINT U NODAL SOLUTION PER NODE * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE UX 1 0.0000 2 0.30875 3 0.17868E-01 4 0.59830E-01 5 0.12373 6 0.20743 7 1.0046 8 0.42556 9 0.55570 10 0.69701 11 0.84735 12 1.8182 13 1.1665 14 1.3310 15 1.4958 16 1.6590 17 2.4806 18 1.9714 19 2.1164 20 2.2511 21 2.3732 22 2.7481 23 2.5650 24 2.6333 25 2.6861 26 2.7241 27 2.6799 28 2.7586 29 2.7563 30 2.7420 31 2.7163 32 2.3610 33 2.6335 34 2.5777 35 2.5132 36 2.4407 37 1.8761 * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE UX 38 2.2746 39 2.1822 40 2.0846 41 1.9823 42 1.3102 43 1.7667 44 1.6548 45 1.5409 46 1.4258 47 0.74811 48 1.1948 49 1.0802 50 0.96708 51 0.85617 52 0.27461 53 0.64361 54 0.54333 55 0.44795 56 0.35815 57 0.0000 58 0.19176 59 0.11937 60 0.60941E-01 61 0.19980E-01 MAXIMUM ABSOLUTE VALUES NODE 28 VALUE 2.7586 强度及挠度均满足规范要求。二点式玻璃幕墙玻璃计算 PRINT U NODAL SOLUTION PER NODE * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE UZ 1 12.675 2 12.379 3 12.306 4 11.926 5 11.526 6 11.101 7 10.645 8 10.157 9 9.6403 10 9.1045 11 8.5617 12 8.0269 13 7.5148 14 7.0396 15 6.6137 16 6.2477 17 5.9507 18 5.7289 19 5.5877 20 5.5296 21 5.5564 22 5.6666 23 5.8584 24 6.1269 25 6.4663 26 6.8678 27 7.3216 28 7.8153 29 8.3349 30 8.8657 31 9.3922 32 9.9018 33 10.385 34 10.836 35 11.255 36 11.646 37 12.017 * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE UZ 38 12.459 39 10.456 40 8.5229 41 6.5721 42 4.5994 43 2.6005 44 0.57821 45 -1.4600 46 -3.5001 47 -5.5269 48 -7.5210 49 -9.4629 50 -11.332 51 -13.112 52 -14.787 53 -16.343 54 -17.767 55 -19.049 56 -20.178 57 -21.147 58 -21.948 59 -22.577 60 -23.028 61 -23.299 62 -23.389 63 -23.295 64 -23.020 65 -22.565 66 -21.932 67 -21.127 68 -20.154 69 -19.020 70 -17.735 71 -16.306 72 -14.747 73 -13.068 74 -11.284 * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE UZ 75 -9.4107 76 -7.4669 77 -5.4720 78 -3.4441 79 -1.4008 80 0.64120 81 2.6661 82 4.6677 83 6.6428 84 8.5967 85 10.533 86 12.413 87 12.090 88 11.712 89 11.314 90 10.890 91 10.433 92 9.9424 93 9.4225 94 8.8851 95 8.3421 96 7.8086 97 7.3005 98 6.8311 99 6.4135 100 6.0574 101 5.7720 102 5.5632 103 5.4362 104 5.3932 105 5.4356 106 5.5619 107 5.7698 108 6.0541 109 6.4088 110 6.8248 111 7.2914 * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE UZ 112 7.7960 113 8.3235 114 8.8617 115 9.3953 116 9.9106 117 10.398 118 10.854 119 11.277 120 11.672 121 12.048 122 10.497 123 8.5699 124 6.6255 125 4.6627 126 2.6752 127 0.66502 128 -1.3600 129 -3.3869 130 -5.3996 131 -7.3784 132 -9.3042 133 -11.158 134 -12.923 135 -14.584 136 -16.125 137 -17.535 138 -18.802 139 -19.917 140 -20.872 141 -21.659 142 -22.275 143 -22.713 144 -22.972 145 -23.049 146 -22.945 147 -22.659 148 -22.194 * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE UZ 149 -21.552 150 -20.739 151 -19.760 152 -18.622 153 -17.333 154 -15.902 155 -14.343 156 -12.666 157 -10.887 158 -9.0214 159 -7.0867 160 -5.1018 161 -3.0865 162 -1.0589 163 0.96443 164 2.9698 165 4.9533 166 6.9113 167 8.8472 168 10.766 169 0.71095 170 1.5246 171 0.76775 172 1.2543 173 1.0847 174 2.0694 175 2.0101 176 1.6969 177 0.38633 178 0.93580 179 0.37672 180 1.2028 181 1.0200 182 1.7550 183 1.7673 184 1.1162 185 1.7917 * POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS A