玻璃的挠度可以满足
σw:
玻璃所受应力:
采用SW+0.6SE组合:
q=W+0.6×qEA
=1.965+0.6×0.192
=4.850kN/m^2
σwk=6×m×q×a^2×1000/(1.2×t)^2(JGJ102-965.4.1)
=6×0.086×4.850×1.102^2×1000/(1.2×6.0)^2
=58.279N/mm^2
58.279N/mm^2≤fg=84.000N/mm^2
玻璃的强度满足
6.玻璃温度应力计算:
校核依据:
σmax≤[σ]=58.800N/mm^2(JGJ102-965.3.1)
(1)在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的
挤压温度应力为:
E:
玻璃的弹性模量:
0.72×10^5N/mm^2
α^t:
玻璃的线膨胀系数:
1.0×10^-5
△T:
年温度变化差:
80.000℃
c:
玻璃边缘至边框距离,取5mm
dc:
施工偏差,可取:
3mm,按5.4.3选用
b:
玻璃长边边长:
1.800m
在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的
温度应力为:
σt1=E(a^t×△T-(2c-dc)/b/1000)(JGJ102-965.4.3)
=0.72×△T-72×(2×5-3)/b
=0.72×80.000-72×(2×5-3)/1.800
=-222.400N/mm^2
计算值为负,挤压应力取为零.
0.000N/mm^2<58.800N/mm^2
玻璃边缘与边框间挤压温度应力可以满足要求
(2)玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:
μ1:
阴影系数:
按《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ102-96表5.4.4-1得1.000
μ2:
窗帘系数:
按《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ102-96表5.4.4-2得1.000
μ3:
玻璃面积系数:
按《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ102-96表5.4.4-3得1.064
μ4:
边缘温度系数:
按《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ102-96表5.4.4-4得0.400
a:
玻璃线胀系数:
1.0×10^-5
I0:
日照量:
3027.600(KJ/M^2h)
t0:
室外温度-10.000℃
t1:
室内温度40.000℃
Tc0:
室外侧玻璃中部温度(依据JGJ113-97附录B计算);
Tc1:
室内侧玻璃中部温度(依据JGJ113-97附录B计算);
A0:
室外侧玻璃总吸收率;
A1:
室内侧玻璃总吸收率;
α0:
室外侧玻璃的吸收率为0.142
α1:
室内侧玻璃的吸收率为0.142
τ0:
室外侧玻璃的透过率为0.075
τ1:
室内侧玻璃的透过率为0.075
γ0:
室外侧玻璃反射率为0.783
γ1:
室内侧玻璃反射率为0.783
A0=α0×[1+τ0×γ1/(1-γ0×γ1)](JGJ113-97B.0.3-7)
=0.164
A1=α1×τ0/(1-γ0×γ1)(JGJ113-97B.0.3-8)
=0.028
当中空玻璃空气层厚为:
9mm时
Tc0=I0×(0.0147×A0+0.00679×A1)+0.801×t0+0.199×t1(JGJ113-97B.0.3-3)
=7.795℃
Tc1=I0×(0.00679×A0+0.0215×A1)+0.370×t0+0.630×t1(JGJ113-97B.0.3-4)
=26.654℃
因此,中空玻璃中部温度最大值为max(Tc0,Tc1)=26.654℃
Ts:
玻璃边缘部分温度(依据JGJ113-97附录B计算):
Ts=(0.65×t0+0.35×t1)(JGJ113-97B.0.4)
=(0.65×-10.000+0.35×40.000)
=7.500℃
△t:
玻璃中央部分与边缘部分温度差:
△t=Tc-Ts
=19.154℃
玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:
σt2=0.74×E×a×μ1×μ2×μ3×μ4×(Tc-Ts)(JGJ102-965.4.4)
=0.74×0.72×10^5×1.0×10^-5×μ1×μ2×μ3×μ4×△t
=4.343N/mm^2
玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求
7.玻璃最大面积校核:
Azd:
玻璃的允许最大面积(m^2)
Wk:
风荷载标准值:
3.423kN/m^2
t1:
中空玻璃中较薄玻璃的厚度:
6.0mm
t2:
中空玻璃中较厚玻璃的厚度:
6.0mm
α2:
玻璃种类调整系数:
0.660
A:
计算校核处玻璃板块面积:
1.984m^2
Azd=α2×(t2+t2^2/4)×(1+(t1/t2)^3)/Wk=5.784m^2(JGJ102-966.2.7-2)
A=1.984m^2≤Azd=5.784m^2
可以满足使用要求
三、幕墙玻璃板块结构胶计算:
幕墙玻璃板块结构胶计算:
(第1处)
该处选用结构胶类型为:
DC995
1.按风荷载和自重效应,计算结构硅酮密封胶的宽度:
(1)风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算:
Cs1:
风载荷作用下结构胶粘结宽度(mm)
Wk:
风荷载标准值:
3.423kN/m^2
a:
矩形分格短边长度:
1.102m
f1:
结构胶的短期强度允许值:
0.14N/mm^2
按5.6.3条规定采用
Cs1=Wk×a/2/0.14(JGJ102-965.6.4-1)
=3.423×1.102/2/0.14
=13.47mm取14mm
(2)自重效应胶缝宽度的计算:
Cs2:
自重效应胶缝宽度(mm)
B:
幕墙分格宽:
1.102m
H:
幕墙分格高:
1.800m
t:
玻璃厚度:
6.0mm
f2:
结构胶的长期强度允许值:
0.007N/mm^2
按5.6.3条规定采用
Cs2=H×B×(Bt_l+Bt_w)×25.6/(H+B)/2/7(JGJ102-965.6.4-2)
=15.00mm取15mm
(3)结构硅酮密封胶的最大计算宽度:
15mm
2.结构硅酮密封胶粘接厚度的计算:
(1)温度变化效应胶缝厚度的计算:
Ts3:
温度变化效应结构胶的粘结厚度:
mm
δ1:
结构硅酮密封胶的温差变位承受能力:
12.5%
△T:
年温差:
80.0℃
Us:
玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量:
mm
铝型材线膨胀系数:
a1=2.35×10^-5
玻璃线膨胀系数:
a2=1×10^-5
Us=b×△T×(2.35-1)/100
=1.800×80.000×(2.35-1)/100
=1.944mm
Ts3=Us/(δ1×(2+δ1))^0.5(JGJ102-965.6.5)
=1.944/(0.125×(2+0.125))^0.5
=3.8mm
(2)地震作用下胶缝厚度的计算:
Ts4:
地震作用下结构胶的粘结厚度:
mm
H:
幕墙分格高:
1.800m
θ:
幕墙层间变位设计变位角0.0077
ψ:
胶缝变位折减系数0.600
δ2:
结构硅酮密封胶的地震变位承受能力:
100.0%
Ts4=θ×H×ψ×1000/(δ2×(2+δ2))^0.5
=0.0077×1.800×0.600×1000/(1.000×(2+1.000))^0.5
=4.8mm
3.胶缝推荐宽度为:
15mm
4.胶缝推荐厚度为:
8mm
5.胶缝强度验算
胶缝选定宽度为:
15mm
胶缝选定厚度为:
6mm
(1)短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:
Wk:
风荷载标准值:
3.423kN/m^2
a:
矩形分格短边长度:
1.102m
Cs:
结构胶粘结宽度:
15.000mm
σ1=Wk×a×0.5/Cs
=3.423×1.102×0.5/15.000
=0.126N/mm^2
(2)短期荷载和作用在结构胶中产生的剪应力:
H:
幕墙分格高:
1.800m
t:
玻璃厚度:
6.0mm
σ2=12.8×H×B×t/Cs/(B+H)/1000
=0.004N/mm^2
(3)短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:
σ=(σ1^2+σ2^2)^0.5
=(0.126^2+0.004^2)^0.5
=0.126N/mm^2≤0.14N/mm^2
结构胶强度可以满足要求
四、固定片(压板)计算:
固定片(压板)计算:
(第1处)
Wfg_x:
计算单元总宽为1102.0mm
Hfg_y:
计算单元总高为1800.0mm
Hyb1:
压板上部分高为350.0mm
Hyb2:
压板下部分高为350.0mm
Wyb:
压板长为50.0mm
Hyb:
压板宽为50.0mm
Byb:
压板厚为7.0mm
Dyb:
压板孔直径为6.0mm
Wk:
作用在玻璃幕墙上的风荷载标准值为3.423(kN/m^2)
qEAk:
垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用为0.120(kN/m^2)
A:
每个压板承受作用面积(m^2)
A=(Wfg_x/1000/2)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2
=(1.1020/2)×(0.3500+0.3500)/2
=0.1929(m^2)
Pwk:
每个压板承受风荷载标准值(KN)
Pwk=Wk×A=3.423×0.1929=0.660(KN)
Pw:
每个压板承受风荷载设计值(KN)
Pw=1.4×Pwk=1.4×0.660=0.924(KN)
Mw:
每个压板承受风荷载产生的最大弯矩(KN.M)
Mw=1.5×Pw×(Wyb/2)=1.5×0.924×(0.0500/2)=0.035(KN.M)
Pek:
每个压板承受地震作用标准值(KN)
Pek=qEAK×A=0.120×0.1929=0.023(KN)
Pe:
每个压板承受地震作用设计值(KN)
Pe=1.3×Pek=1.3×0.023=0.030(KN)
Me:
每个压板承受地震作用产生的最大弯矩(KN.M)
Me=1.5×Pe×(Wyb/2)=1.5×0.030×(0.0500/2)=0.001(KN.M)
采用Sw+0.6Se组合
M:
每个压板承受的最大弯矩(KN.M)
M=Mw+0.6×Me=0.035+0.6×0.001=0.035(KN.M)
W:
压板截面抵抗矩(MM^3)
W=((Hyh-Dyb)×Byb^2)/6
=((50.0-6.0)×7.0^2)/6
=359.3(MM^3)
I:
压板截面惯性矩(MM^4)
I=((Hyh-Dyb)×Byb^3)/12
=((50.0-6.0)×7.0^3)/12
=1257.7(MM^4)
σ=10^6×M/W=10^6×0.035/359.3=98.3(N/mm^2)
σ=98.3(N/mm^2)>84.2(N/mm^2)强度不满足要求
U:
压板变形(MM)
U=1.5×1000×2×(Pwk+0.6×Pek)×Wyb^3/(48×E×I)
=1.5×1000×(0.660+0.6×0.023)×50.0^3)/(24×0.7×10^5×1257.7)
=0.030MM
Du:
压板相对变形(MM)
Du=U/L=U/(Wyb/2)=0.030/25.0=0.0012
Du=0.0012≤1/150符合要求
Nvbh:
压板螺栓(受拉)承载能力计算(N):
D:
压板螺栓有效直径为5.060(MM)
Nvbh=(π×D^2×170)/4=(3.1416×5.060^2×170)/4(GBJ17-887.2.1-5)
=3418.5(N)
Nvbh=3418.5≥2×(Pw+0.6×Pe)=1884.5(N)满足要求
五、幕墙立柱计算:
幕墙立柱计算:
(第1处)
幕墙立柱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(矩形分布)
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:
3.423kN/m^2
B:
幕墙分格宽:
1.102m
qw=1.4×Wk×B
=1.4×3.423×1.102
=5.281kN/m
(2)立柱弯矩:
Mw:
风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)
qw:
风荷载线分布最大荷载集度设计值:
5.281(kN/m)
Hsjcg:
立柱计算跨度:
1.800m
Mw=qw×Hsjcg^2/8
=5.281×1.800^2/8
=2.139kN·m
qEA:
地震作用设计值(KN/M^2):
GAk:
玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重:
500N/m^2
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/m^2)
qEAk=3×αmax×GAk(JGJ102-965.2.4)
=3×0.080×500.000/1000
=0.120kN/m^2
γE:
幕墙地震作用分项系数:
1.3
qEA=1.3×qEAk
=1.3×0.120
=0.156kN/m^2
qE:
水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)
qE=qEA×B
=0.156×1.102
=