整理过的幕墙计算书文档格式.docx
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22
7幕墙转接件强度计算23
7.1受力分析23
7.2转接件的强度计算23
8幕墙焊缝计算23
8.1受力分析23
8.2焊缝特性参数计算24
8.3焊缝校核计算24
9隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算25
9.1结构硅酮密封胶的宽度计算25
9.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算25
9.3结构胶设计总结26
9.4立柱连接伸缩缝计算26
9.5耐侯胶胶缝计算26
10幕墙板块压板计算27
10.1压板的弯矩设计值计算27
10.2压板的应力计算27
10.3螺栓抗拉强度验算28
116+1.52PVB+6钢化夹胶玻璃的校核28
11.1计算面板材料时的风荷载标准值28
11.2玻璃板块荷载计算29
11.3玻璃的强度计算29
11.4玻璃最大挠度校核30
12隐框玻璃幕墙8x16截面（用于高度<
=1000玻璃）结构胶计算30
12.1计算面板材料时的风荷载标准值31
12.2结构硅酮密封胶的宽度计算31
12.3结构硅酮密封胶粘接厚度的计算31
12.4结构胶设计总结32
第三部分：
100m标高大面区域铝合金立柱LZ1计算33
1幕墙承受荷载计算33
1.1风荷载标准值的计算方法33
1.2计算支撑结构时的风荷载标准值33
2幕墙立柱计算34
2.1立柱型材选材计算34
2.2确定材料的截面参数35
2.3选用立柱型材的截面特性36
2.4立柱的抗弯强度计算36
2.5立柱的挠度计算37
2.6立柱的抗剪计算37
第0部分：
常用材料的力学及其它物理性能39
第一部分：
基本说明
11计算引用的规范、标准及资料
《铝合金结构设计规范》GB50429-2007
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《建筑幕墙》GB/T21086-2007
《地震震级的规定》GB/T17740-1999
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2010
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008
《建筑工程预应力施工规程》CECS180：
2005
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版、局部修订）
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
《民用建筑设计通则》GB50352-2005
《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008
《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880.1～3-2006
《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2009
《建筑用安全玻璃第3部分：
夹层玻璃》GB15763.3-2009
《建筑用安全玻璃第2部分：
钢化玻璃》GB15763.2-2005
《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-2008
《中空玻璃》GB/T11944-2002
《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005
《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001
《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004
《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007
《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1～20-2002
《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005
《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006
《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003
《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001
《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000
《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001
《建筑结构静力计算手册》（第二版）
12基本参数
12.1幕墙所在地区
深圳地区；
12.2地面粗糙度分类等级
幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
A类：
指近海海面和海岛、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；
依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。
12.3抗震设防
按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：
1.特殊设防类：
指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；
2.重点设防类：
指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；
3.标准设防类：
指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；
4.适度设防类：
指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；
在围护结构抗震设计计算中：
1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；
2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；
3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；
4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；
根据国家规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，深圳地区地震基本烈度为：
7度，地震动峰值加速度为0.1g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：
αmax=0.08；
第二部分：
100m标高转角区域处铝合金立柱LZ1隐框幕墙计算
21幕墙承受荷载计算
21.1风荷载标准值的计算方法
幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范（GB50009-20012006年版）计算：
wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]
上式中：
wk：
作用在幕墙上的风荷载标准值（MPa）；
Z：
计算点标高：
100m；
βgz：
瞬时风压的阵风系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算（高度不足5m按5m计算）：
βgz=K（1+2μf）
其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数
A类场地：
βgz=0.92×
（1+2μf）其中：
μf=0.387×
（Z/10）-0.12
B类场地：
βgz=0.89×
μf=0.5（Z/10）-0.16
C类场地：
βgz=0.85×
μf=0.734（Z/10）-0.22
D类场地：
βgz=0.80×
μf=1.2248（Z/10）-0.3
对于B类地形，100m高度处瞬时风压的阵风系数：
（1+2×
（0.5（Z/10）-0.16））=1.5057
μz：
风压高度变化系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算：
μz=1.379×
（Z/10）0.24
当Z>
300m时，取Z=300m，当Z<
5m时，取Z=5m；
μz=（Z/10）0.32
350m时，取Z=350m，当Z<
10m时，取Z=10m；
μz=0.616×
（Z/10）0.44
400m时，取Z=400m，当Z<
15m时，取Z=15m；
μz=0.318×
（Z/10）0.60
450m时，取Z=450m，当Z<
30m时，取Z=30m；
对于B类地形，100m高度处风压高度变化系数：
μz=1.000×
（Z/10）0.32=2.0893
μs1：
局部风压体型系数；
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）第7.3.3条：
验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：
一、外表面
1.正压区按表7.3.1采用；
2.负压区
-对墙面，取-1.0
-对墙角边，取-1.8
二、内表面
对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
本计算点为转角位置。
按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：
风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。
根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。
对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±
（0.2-0.25）的压力系数，现取±
0.2”。
即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。
另注：
上述的局部体型系数μs1
（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即：
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
在上式中：
当A≥10m2时，取A=10m2；
当A≤1m2时，取A=1m2；
μs1（10）=0.8μs1
（1）
w0：
基本风压值（MPa），根据现行<
<
建筑结构荷载规范>
>
GB50009-2001附表D.4（全国基本风压分布图）中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，深圳地区取0.00075MPa；
21.2计算支撑结构时的风荷载标准值
计算支撑结构时的构件从属面积：
A=1.623×
4=6.492m2
LogA=0.812
=1.508
μs1=1.508+0.2
=1.708
wk=βgzμzμs1w0
=1.5057×
2.0893×
1.708×
0.00075
=0.00403MPa
21.3计算面板材料时的风荷载标准值
计算面板材料时的构件从属面积：
1.8=2.9214m2
LogA=0.466
=1.632
μs1=1.632+0.2
=1.832
1.832×
=0.004322MPa
21.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值
qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]
qEAk：
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（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）；
A：
幕墙构件的面积（mm2）；
21.5作用效应组合
荷载和作用效应按下式进行组合：
S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]
S：
作用效应组合的设计值；
SGk：
重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；
Swk、SEk：
分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；
γG、γw、γE：
各效应的分项系数；
ψw、ψE：
分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。
上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：
进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：
重力荷载：
γG：
1.2；
风荷载：
γw：
1.4；
地震作用：
γE：
1.3；
进行挠度计算时；
1.0；
可不做组合考虑；
上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；
地震作用的组合系数ψE为0.5；
22幕墙立柱计算
基本参数：
1：
2：
力学模型：
简支梁；
3：
立柱跨度：
L=4000mm；
4：
立柱左分格宽：
1623mm；
立柱右分格宽：
5：
立柱计算间距：
B=1623mm；
6：
板块配置：
中空玻璃8+6mm；
7：
立柱材质：
6063-T6；
8：
安装方式：
偏心受拉；
本处幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：
22.1立柱型材选材计算
（1）风荷载作用的线荷载集度（按矩形分布）：
qwk：
风荷载线分布最大荷载集度标准值（N/mm）；
风荷载标准值（MPa）；
B：
幕墙立柱计算间距（mm）；
qwk=wkB
=0.00403×
1623
=6.541N/mm
qw：
风荷载线分布最大荷载集度设计值（N/mm）；
qw=1.4qwk
=1.4×
6.541
=9.157N/mm
（2）水平地震作用线荷载集度（按矩形分布）：
动力放大系数，取5.0；
幕墙构件的重力荷载标准值（N），（含面板和框架）；
=5.0×
0.08×
0.0005
=0.0002MPa
qEk：
水平地震作用线荷载集度标准值（N/mm）；
qEk=qEAkB
=0.0002×
=0.325N/mm
qE：
水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm）；
qE=1.3qEk
=1.3×
0.325
=0.423N/mm
（3）幕墙受荷载集度组合：
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
=9.157+0.5×
0.423
=9.368N/mm
用于挠度计算时，采用Sw标准值：
qk=qwk
（4）立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值：
Mx：
弯矩组合设计值（N·
mm）；
Mw：
风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值（N·
ME：
地震作用下立柱产生的弯矩设计值（N·
L：
立柱跨度（mm）；
采用Sw+0.5SE组合：
Mw=qwL2/8
ME=qEL2/8
Mx=Mw+0.5ME
=qL2/8
=9.368×
40002/8
=18736000N·
mm
22.2确定材料的截面参数
（1）立柱抵抗矩预选值计算：
Wnx：
立柱净截面抵抗矩预选值（mm3）；
γ：
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》GB50018-2002，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》GB50429-2007，取1.00；
fa：
型材抗弯强度设计值（MPa），对6063-T6取150MPa；
Wnx=Mx/γfa
=18736000/1.00/150
=124906.667mm3
（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-T6取70000MPa；
Ixmin：
材料需满足的绕X轴最小惯性矩（mm4）；
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（其它形式幕墙或外维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×
6.541×
40004/384/70000/20
=15573809.524mm4
22.3选用立柱型材的截面特性
按上一项计算结果选用型材号：
200×
80×
4.5铝合金立柱（LZ2）
型材的抗弯强度设计值：
fa=150MPa
型材的抗剪强度设计值：
τa=85MPa
型材弹性模量：
E=70000MPa
绕X轴惯性矩：
Ix=16002390mm4
绕Y轴惯性矩：
Iy=2995060mm4
绕X轴净截面抵抗矩：
Wnx1=163056mm3
Wnx2=157102mm3
型材净截面面积：
An=2950.507mm2
型材线密度：
γg=0.079664N/mm
型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：
t=9mm
型材受力面对中性轴的面积矩：
Sx=98471mm3
塑性发展系数：
γ=1.00
22.4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）；
立柱单元的面积（mm2）；
Nk=qGAkA
=qGAkBL
=0.0005×
1623×
4000
=3246N
N：
立柱轴向拉力设计值（N）；
N=1.2Nk
=1.2×
3246
=3895.2N
（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]
立柱轴力设计值（N）；
立柱弯矩设计值（N·
An：
立柱净截面面积（mm2）；
在弯矩作用方向的净截面抵抗矩（mm3）；
γx：
型材的抗弯强度设计值，取150MPa；
则：
N/An+Mx/γWnx=3895.2/2950.507+18736000/1.00/157102
=120.58MPa≤150MPa
立柱抗弯强度满足要求。
22.5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：
预选值为：
Ixmin=15573809.524mm4
实际挠度计算值为：
df=5qkL4/384EIx
40004/384/70000/16002390
=19.464mm
而df,lim=20mm
所以，立柱挠度满足规范要求。
22.6立柱的抗剪计算
校核依据：
τmax≤τa=85MPa（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
4000/2
=13081.38N
（2）Vw：
风荷载作用下剪力设计值（N）：
Vw=1.4Vwk
13081.38
=18313.932N
（3）VEk：
地震作用下剪力标准值（N）：
VEk=qEAkBL/2
=649.2N
（4）VE：
地震作用下剪力设计值（N）：
VE=1.3VEk
649.2
=843.96N
（5）V：
立柱所受剪力设计值组合：
采用Vw+0.5VE组合：
V=Vw+0.5VE
=18313.932+0.5×
843.96
=18735.912N
（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
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