幕墙结构计算书

幕墙立柱计算书 一、基本参数: 1.所在城市:新疆XX 2.地区类型:C 类 3.计算点标高:8 m 4.力学模型:简支梁 5.立柱跨度:3500 mm 6.立柱左分格宽度(B1):800 mm 立柱右分格宽度(B2):800 mm 二、立柱荷载 1.风荷载作用的线荷载集度: 体型系数:靤= 1.1106 风压高度变化系数:靭= 0.736 脉动系数:靎= 0.671 阵风系数:鈍z = 1.991 风荷载 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值:Wk = 1kN/m^2 风荷载作用效应的分项系数:鉾= 1.4 风荷载 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 值:W = 1.4kN/m^2 风荷载作用线荷载集度标准值: qWK = (B1+B2)/2×Wk = 0.8kN/m 风荷载作用线荷载集度设计值: qW = (B1+B2)/2×W = 1.12kN/m 2.水平地震作用线荷载集度: 动力放大系数:釫= 5.0 水平地震影响系数最大值:醡ax = 0.08 玻璃总厚度:H = 11mm 玻璃板块平均自重(不包括框): GAK1 = 0.2816kN/m^2 幕墙的平均自重(包括面板和框): GAK = 0.4316kN/m^2 水平地震作用标准值: qEAK = 0.173kN/m^2 水平地震作用分项系数:鉫= 1.3 水平地震作用设计值: qEB= 0.224kN/m^2 水平地震作用线荷载集度标准值: qEk = 0.138kN/m 水平地震作用线荷载集度设计值: qE = 0.179kN/m 荷载组合线荷载集度标准值: qK = 0.869kN/m 荷载组合线荷载集度设计值: q = 1.21kN/m 3.立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值: 风荷载作用下的弯矩设计值: Mw = 1715000 N.mm 地震荷载作用下的弯矩设计值: Me = 274093.75 N.mm 荷载组合为:1Sw + 0.5Se 弯矩组合设计值为: M = 1Mw + 0.5Me = 1852812.5 N.mm 自重荷载作用标准值: Nk = 1208.48 N 自重荷载作用的设计值: N = 1450.176 N 塑性发展系数为: = 1.05 剪力组合设计值为: V = qL/2 = 2117.5N 三、确定材料的初选截面: 1.所选铝材牌号为: 6061-T4 铝材的弹性模量为:E = 70000 MPa 铝材的抗拉,抗压强度值为: fa = 85.5 MPa 铝材的剪强度值为: 鬭= 49.6 MPa 2.立柱抵抗矩预选值为: Wnx = Mx/鉬a = 20638.402 mm^3 3.立柱惯性矩预选值为: Ix = 1148437.5 mm^4 四、选用立柱型材的截面特性: 铝型材净截面面积:A = 954.0 mm^2 绕X轴的惯性矩:Ix = 1532970 mm^4 绕Y轴的惯性矩:Iy = 598440 mm^4 绕X轴净截面矩:Wx1 = 29510 mm^3 绕X轴净截面矩:Wx2 = 32000 mm^3 型材截面面积矩:Sx = 19000 mm^3 抗剪总厚度:t = 3 mm 五、立柱截面验算: 1.立柱的抗弯强度计算: = N/An +Mx/鉝nx = 61.101 MPa < fa = 85.5 MPa ************************* 立柱抗弯强度满足要求! ************************* 2.立柱的挠度计算: df = 14.567 mm < df,lim = min[L/180,20(30)] = 19.444 mm ******************* 立柱挠度满足要求! ******************* 3.立柱的抗剪计算: = VSx/Ixt = 8.748 MPa < 鬭= 49.6 MPa ************************* 立柱抗剪强度满足要求! 横梁计算书 一、基本参数: 1.计算点标高:8m 2.横梁跨度:B = 800mm 3.横梁的上分格高度 h1:900mm 横梁的下分格高度 h2:900mm 4.力学模型:简支梁(双向受弯) 5.玻璃总厚度: h = 11mm 二、横梁荷载: a.垂直于幕墙平面的水平方向荷载: (上部为三角形分布,下部为三角形分布): 1.风荷载标准值:Wk = 1 kN/m^2 2.风荷载设计值:W = 1.4kN/m^2 3.地震荷载作用标准值: qEAK = 0.173kN/m^2 4.地震荷载作用设计值: qEB = 0.224kN/m^2 5.横梁上部荷载线荷载集度(按三角分布): (1)上部风荷载线集度标准值: qWks = Wk × B/2 =0.4kN/m (2)上部风荷载线集度设计值: qWs = W × B/2 =0.56kN/m (3)上部地震荷载线集度标准值: qEKs = qEAK × B/2 =0.069kN/m (4)上部地震荷载线集度设计值: qEs = qE1 × B/2 =0.09kN/m 6.横梁下部荷载线荷载集度(按三角分布): (1)下部风荷载线集度标准值: qWkx = Wk × B/2 =0.4kN/m (2)下部风荷载线集度设计值: qWx = W × B/2 =0.56kN/m (3)下部地震荷载线集度标准值: qEKx = qEAK × B/2 = 0.069kN/m (4)下部地震荷载线集度设计值: qEx = qE2 × B/2 =0.09kN/m 7.横梁上部荷载的弯矩设计值: 荷载组合: Sw1 + 0.5Se1 上部荷载作用下的弯矩设计值: My1 = 32266.667 N.mm 8.横梁下部荷载的弯矩设计值: 荷载组合: Sw2 + 0.5Se2 下部荷载作用下的弯矩设计值: My2 = 32266.667 N.mm 9.垂直于幕墙平面的水平方向弯矩设计值: My = 64533.334 N.mm 10.横梁上部荷载的剪力设计值: 荷载组合: Sw1 + 0.5Se1 上部荷载作用下的水平剪力设计值: Vx1 = 121N 11.横梁下部荷载的剪力设计值: 荷载组合: Sw2 + 0.5Se2 下部荷载作用下的水平剪力设计值: Vx2 = 121N 12.垂直于幕墙平面的水平总剪力设计值: Vx = Vx1 + Vx2 = 242N b.横梁在自重荷载作用下的荷载 1.横梁在自重荷载作用下的弯矩值: (1)横梁自重线荷载标准值: Gk = 0.388 kN/m (2)横梁自重线荷载设计值: G = Gk × 1.2 = 0.466 kN/m (3)自重荷载下的弯矩设计值: Mx = G×B^2/8 = 37280 N.mm 2.横梁在竖直方向的剪力设计值: Vy = G×B/2 = 186.4 N 三、确定初选截面的参数: 所选铝材牌号为:6061-T4 铝材的抗弯强度设计值:fa = 85.5 MPa 铝材的抗剪强度设计值:鬭= 49.6 MPa 铝材弹性模量:E = 70000 MPa 1.横梁抵抗矩预选为: Wnx = Mx /鉬a = 415.3 mm^3 ; Wny = My /鉬a = 718.8 mm^3 ; 2.横梁惯性矩预选为: 横梁挠度的限值: df,lim = B/180 = 4.4 mm 则由水平方向的挠度公式: df,lim = Wk×B^4/120EI 知:Ix = 6651.4 mm^4 ; 由水平方向的挠度公式: df,lim= 5×Gk×B^4/384EI 知:Iy = 8777.1 mm^4 ; 四、选用横梁型材的截面特性: 所选铝材截面截面特性为: 型材净截面面积:A = 574.7 mm^2 绕X轴的惯性矩:Ix = 136230 mm^4 绕Y轴的惯性矩:Iy = 326950 mm^4 绕X轴净截面矩:Wx1 = 5339 mm^3 绕X轴净截面矩:Wx2 = 3935 mm^3 绕Y轴净截面矩:Wy1 = 11757 mm^3 绕Y轴净截面矩:Wy2 = 10136 mm^3 型材截面绕X轴面积矩:Sx = 3672 mm^3 型材截面绕Y轴面积矩:Sy = 6379 mm^3 垂直于X轴腹板的总厚度:tx = 3 mm 垂直于Y轴腹板的总厚度:ty = 3 mm 五、横梁截面验算 1. 按横梁抗弯强度计算公式,应满足: Mx/鉝nx + My/鉝ny ≤ fa 则: = Mx/鉝nx + My/鉝ny = 15.086 MPa≤ fa = 85.5 MPa **************************** 横梁抗弯强度满足要求! **************************** 2.横梁的挠度验算: 横梁水平方向的挠度为: df1=0.119mm ≤ df,lim = min[B/180,20(30)]=4.444mm 横梁水平挠度满足要求! ******************** 横梁竖直方向的挠度为: df2=0.217mm ≤ df,lim = min[B/500,3]=1.6mm 横梁竖直方向挠度满足要求! **************************** 故此,横梁的挠度满足要求! **************************** 3.横梁的抗剪强度验算: 横梁水平方向的剪应力为: 魓= 1.574 N/mm ≤鬭= 49.6 N/mm 横梁水平剪力满足要求! ******************** 横梁竖直方向的剪应力为: 魕= 1.675 N/mm ≤鬭= 49.6 N/mm 横梁竖直剪力满足要求! ***************************** 故此,横梁的抗剪强度满足要求 ***************************** 玻璃计算书 一、基本参数: 1.所在城市:新疆XX 2.地区类型:C 类 3.计算点标高:8 m 4.力学模型:四边简支板 5.玻璃配置为:中空玻璃 6.第一片(外片)玻璃种类为:钢化玻璃 7.第一片(外片)玻璃厚度为:t1 = 6 mm 8.第二片(内片)玻璃种类为:钢化玻璃 9.第二片(内片)玻璃厚度为:t2 = 6 mm 二、玻璃板风荷载计算 1.体型系数: 靤= 1.2 2.风压高度变化系数:靭= 0.736 3.阵风系数:鈍z = 1.991 4.风荷载标准值:Wk = 1 kN/m^2 5.风荷载设计值:W = 1.4 kN/m^2 三、玻璃验算 1.第一片玻璃(外片)的验算: a.第一片玻璃(外片)强度验算: (1)第一片(外片)分配的风荷载标准值: Wk1 = 0.697 kN/m^2 (2)第一片(外片)分配的风荷载设计值: W1 = 0.975 kN/m^2 (3)第一片(外片)分配的荷载组合标准值: qk1 = 0.727 kN/m^2 (4)第一片(外片)荷载组合设计值: q1 = 1.015 kN/m^2 (5)弯矩系数:m = 0.053867 (6)玻璃计算参数:1 = 3.191221 (7)强度折减系数:1 = 1 (8)第一片玻璃板设计最大应力值: 1 = (6 m q1 a ^ 2 / t1 ^ 2 ) 1 = 5.832 MPa < 84 MPa *************************** 第一片玻璃抗弯强度满足要求 *************************** b.第一片(外片)的挠度计算: (1)挠度系数为: = 0.005073 (2)计算参数为:鑔1 = 2.931752 (3)挠度折减系数为:鏳1 = 1 (4)第一片(外片)的挠度计算值为: df1 = 1 譝k1 譨^ 4 / D1 = 1.07 mm < dflim = a/60 = 13.333 mm *************************** 第一片玻璃挠度满足要求 *************************** 2.第二片(内片)玻璃的验算: a.第二片(内片)玻璃强度验算: (1)第二片(内片)分配的风荷载标准值: Wk2 = 0.367 kN/m^2 (2)第二片(内片)分配的风荷载设计值: W2 = 0.513 kMPa (3)第二片(内片)分配的荷载组合标准值: qk2 = 0.392 kN/m^2 (4)第一片(内片)荷载组合设计值: q2 = 0.546 kN/m^2 (5)弯矩系数:m = 0.053867 (6)玻璃计算参数:2 = 3.568071 (7)强度折减系数:2 = 1 (8)第二片玻璃板设计最大应力值: 2 = (6 m q2 a ^ 2 / t2 ^ 2 ) 2 = 4.518 MPa < 84 MPa *************************** 第二片玻璃抗弯强度满足要求 *************************** b.第二片(内片)的挠度计算: (1)挠度系数为: = 0.005073 (2)计算参数为:鑔2 = 2.931752 (3)挠度折减系数为:鏳2 = 1 (4)第二片(内片)的挠度计算值为: df2 = 2 譝k1 譨^ 4 / D2 = 0.98 mm < dflim = a/60 = 13.333 mm **************************** 第二片玻璃挠度满足要求 **************************** 连接计算书 一、角码与立柱连接 1.螺栓抗剪计算: (1)竖向荷载:Ny =186.4 N (2)水平荷载:Nx =242 N (3)总荷载: N = 305.465 N (4)螺栓型号为:M6(C级) (5)螺栓有效直径: d = 5.062 mm (6)螺栓抗剪强度值:fv = 140 MPa (7)螺栓抗剪承载力设计值: Nv = 3.14×d^2×fv /4 = 2817.489 N (8)所需螺栓个数:n = 0.11 ***************************** 选取螺栓数为2个,满足要求! ***************************** 2.角码壁抗承压能力计算: (1)所选角码材质为:6061-T4 (2)角码壁厚为:t = 4 mm (3)螺栓直径:d = 6 mm (4)角码局部承压设计值为: fc = 133MPa (5)角码壁抗承压设计值: Nc = n×d×t×fc = 6384 N > 305.465 N ***************************** 角码壁抗压强度满足要求! ***************************** 二、立柱与横梁连接 1.螺栓抗剪计算: (1)竖向荷载:Ny =1450.176 N (2)水平向荷载:Nx =4235 N (3)总荷载: N = 4476.409 N (4)螺栓型号为:M6(C级) (5)螺栓有效直径: d = 5.062 mm (6)螺栓抗剪强度值:fv = 140 MPa (7)螺栓抗剪承载力设计值: Nv = 2×3.14×d^2×fv /4 = 5634.978 N (8)所需螺栓个数:n = 0.79 ***************************** 选取螺栓数为2个,满足要求! ***************************** 2.钢角码壁抗承压能力计算: (1)钢角码壁厚为:t = 6 mm (2)螺栓直径: d = 6 mm (3)钢角码局部承压设计值为: fc = 305MPa (4)钢角码壁抗承压设计值: Nc =2× n×d×t×fc = 43920 N > 4476.409 N ***************************** 钢角码壁抗压强度满足要求! ***************************** 3.柱子截面抗承压能力计算: (1)柱子铝材型号为:6061-T4 (2)柱子截面壁厚为:t = 3 mm (3)柱子截面局部承压设计值为: fc = 133MPa (4)柱子截面抗承压设计值: Nc = n×d×t×fc = 4788 N > 4476.409 N ***************************** 柱子截面抗压强度满足要求! ***************************** 后置埋件计算书 一、校核处埋件受力分析: 剪力为: V = 1450.18 N 法向力为: N = 4235 N 剪力作用点到埋件的距离: e1 = 60 mm 锚筋中心距: z = 100 mm M1 =V×e1=87010.56 N.mm M2 =0.4×N×z=169400 N.mm 所受弯矩取值为:M = 169400 N.mm ********************************* 考虑风险系数故,化学螺栓抗拉拔试验值=7.3KN 二、埋件计算: 1.钢筋层数影响系数:ar = 1 2.锚筋受剪力承载力系数:av = 0.7 3.锚板弯曲变形折减系数:ab = 0.85 4.锚筋中心距为:z = 100 mm 5.混凝土抗压强度设计值为: fc = 14.3MPa 6.钢筋抗拉强度设计值: fy = 210MPa 7.埋件校核: 埋件受剪力、法向拉力和弯矩作用 则锚筋总面积为: a. As1=V/(ar×av×fy) + N/(0.8×ab×fy) + M/(1.3×ar×ab×fy×z) = 46.82 mm^2< As = 452.39 mm^2 b. As2 = N/(0.8×ab×fy) + M/(0.4×ar×ab×fy×z) = 53.38 mm^2< As = 452.39 mm^2 ********************************* 故,埋件锚筋总面积满足承载力要求! ********************************* 三、化学螺栓计算(按抗震设计): 锚筋直径:d = 12mm 锚筋外形系数: = 0.16 混凝土抗拉强度值:ft = 1.43MPa La = 1.1×嶙fy譫/ft = 310.15mm > L =200mm 锚筋的长度 L > 15×d = 180mm *************************** 锚筋长度满足要求! *************************** 四、焊缝的校核计算: 1.焊缝的高度:hf = 6mm 2.焊缝的有效厚度:he = 4.242mm 3.竖向焊缝的长度:Lv = 100mm 4.水平焊缝的长度:Lh = 50mm 5.焊缝总面积: A = 797.5mm^2 6.焊缝截面惯性矩:I = 1289208.1mm^4 7.焊缝截面抵抗矩:W = 24734.91mm^3 8.沿焊缝长度方向的应力为:骹= 6.08 MPa 9.沿焊缝长度方向的剪应力为:鬴= 0.91 MPa 10.焊缝的最不利应力值为: =[(骹/1.22)^2 + 鬪2]^(1/2) = 5.07 MPa< fw = 160 MPa **************************** 焊缝强度满足要求! **************************** 五、立柱连接伸缩缝计算: 1.立柱材料的线膨胀系数:= 0.0000235 2.温度变化:△T = 80摄氏度 3.立柱跨度为: L = 3500mm 4.施工误差: a1 = 3 mm 5.轴向拉伸变形: a2 = 3 mm 6.伸缩缝计算值: d = 嶙△T×L+a1+a2 = 12.58mm 实际伸缩缝取值为:20mm ********************************* 伸缩缝满足要求! 结构胶计算文件 一、结构胶粘结宽度计算 a.在风荷载和水平地震作用下的粘结宽度 1.水平荷载组合设计值:q = 1.473kN/m^2 2.玻璃板短边长为:a = 800mm 3.硅酮胶的强度设计值:f1 = 0.2N/mm^2 4.结构胶的粘结宽度为: Cs =q×a/2000×f1 =1.473×800/2000×0.2 = 2.946mm 粘结宽度的实际取值为:15mm ***************************** 故,粘结宽度满足要求 ***************************** b.永久荷载作用下的粘结宽度 1.重力荷载设计值:qG = 0.338kN/m^2 2.玻璃板短边长为:a = 800mm 3.玻璃板长边长为:b = 900mm 4.硅酮胶的强度设计值:f2 = 0.01N/mm^2 5.结构胶的粘结宽度为: Cs = qG×a×b/2000(a+b)×f2 = 7.156mm 粘结宽度的实际取值为:15mm ***************************** 故,粘结宽度满足要求 ***************************** 二、结构胶粘结厚度计算: a.由主体结构产生的位移: 1.层间位移角限值为:=1/550 2.玻璃面板高度:hg = 900mm 3.变位承受能力:= 0.4 4.密封胶的粘结厚度:ts = 8mm 5.计算粘结厚度为: ts = 枳L /( ( + 2))^(1/2) = 1.67 mm 实际选用粘结厚度为:8mm > 1.67mm ***************************** 结构胶粘结厚度满足要求! ***************************** b.由温度差产生的位移: 1.年温差为:△T = 80 2.玻璃长边长为:b = 900mm 3.铝材的线膨胀系数为:1 = 2.35E-5 4.玻璃的线膨胀系数为:2 = 0.8E-5 5.温度作用下的变位承受能力:1 = 0.1 6.温度作用下计算粘结厚度: Ts = b△T(1- 2) / ( + 2)) ^(1/2) = 2.4mm 实际选用粘结厚度为:8mm > 2.4mm ***************************** 结构胶粘结厚度满足要求! ***************************** 三、密封胶胶缝计算: 1.年温差为:△T = 80 2.计算方向玻璃面板的边长为:b = 900mm 3.玻璃的线膨胀系数为: = 0.8E-5 4.变位承受能力: = 0.4 5.施工偏差:dc = 3 mm 6.其他影响预留量:dE = 2mm 7.计算粘结宽度: Ws = b△T1 / + dc + dE = 6.4mm 实际选用粘结宽度为:15mm > 6.4mm ***************************** 密封胶粘结宽度满足要求!