隐框幕墙计算书

金悦银座幕墙装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书

对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；

对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007，取1.00； fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对6063-T5取90MPa； Wnx=Mx/γfa

=2406000/1.00/90 =26733.333mm3 (2)立柱惯性矩预选值计算：

qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)；

E：型材的弹性模量(MPa)，对6063-T5取70000MPa； Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)； L：计算跨度(mm)；

df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)； df,lim=5qkL4/384EIxmin

L/180=4000/180=22.222mm

按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制）：

当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm； 当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm； 对本例取：

df,lim=20mm

Ixmin=5qkL4/384Edf,lim

=5×0.745×40004/384/70000/20 =1773809.524mm4

4.3 选用立柱型材的截面特性

按上一项计算结果选用型材号：BJ-120A03 型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa 型材的抗剪强度设计值：τa=55MPa 型材弹性模量：E=70000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=2355980mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=812630mm4

绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=40233mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=38345mm3 型材净截面面积：An=1163.333mm2 型材线密度：γg=0.03141N/mm

型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=6mm 型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=23651mm3 塑性发展系数：γ=1.00

4.4 立柱的抗弯强度计算

(1)立柱轴向拉力设计值：

Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；

qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)； A：立柱单元的面积(mm2)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL

=0.0005×1230×4000 =2460N

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N：立柱轴向拉力设计值(N)； N=1.2Nk =1.2×2460 =2952N

(2)抗弯强度校核：

按简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：

N/An+Mx/γWnx≤fa ……6.3.7[JGJ102-2003] 上式中：

N：立柱轴力设计值(N)；

Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)； An：立柱净截面面积(mm2)；

Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； γx：塑性发展系数：

对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018-2002，取1.00； 对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；

对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007，取1.00； fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa； 则：

N/An+Mx/γWnx=2952/1163.333+2406000/1.00/38345 =65.284MPa≤90MPa 立柱抗弯强度满足要求。

4.5 立柱的挠度计算

因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：

实际选用的型材惯性矩为：Ix=2355980mm4 预选值为：Ixmin=1773809.524mm4 实际挠度计算值为： df=5qkL4/384EIx

=5×0.745×40004/384/70000/2355980 =15.058mm 而df,lim=20mm

所以，立柱挠度满足规范要求。

4.6 立柱的抗剪计算

校核依据：

τmax≤τa=55MPa (立柱的抗剪强度设计值) (1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)： Vwk=wkBL/2

=0.000606×1230×4000/2 =1490.76N

(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)： Vw=1.4Vwk

=1.4×1490.76 =2087.064N

(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)： VEk=qEAkBL/2

=0.0002×1230×4000/2 =492N

(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：

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VE=1.3VEk =1.3×492 =639.6N

(5)V：立柱所受剪力设计值组合： 采用Vw+0.5VE组合： V=Vw+0.5VE

=2087.064+0.5×639.6 =2406.864N (6)立柱剪应力校核：

τmax：立柱最大剪应力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)；

Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；

t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； τmax=VSx/Ixt

=2406.864×23651/2355980/6 =4.027MPa

4.027MPa≤55MPa 立柱抗剪强度满足要求!

5 幕墙横梁计算

基本参数：

1：计算点标高：13.8m； 2：横梁跨度：B=1230mm；

3：横梁上分格高：H1=2150mm； 横梁下分格高：H2=2600mm； 4：横梁计算间距：H=2375mm； 5：力学模型：三角荷载简支梁； 6：板块配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：横梁材质：6063-T5；

因为B≤H，所以本处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，简图如下：

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5.1 横梁型材选材计算

(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)： qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； B：横梁跨度(mm)； qwk=wkB

=0.000606×1230 =0.745N/mm

qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk

=1.4×0.745 =1.043N/mm

(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)； βE：动力放大系数，取5.0；

αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；

Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)； A：幕墙平面面积(mm2)；

qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] =5.0×0.08×0.0004 =0.00016MPa

qEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； B：横梁跨度(mm)； qEk=qEAkB

=0.00016×1230 =0.197N/mm

qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk

=1.3×0.197 =0.256N/mm

(3)幕墙横梁受荷载集度组合：

用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE

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