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铝板幕墙设计计算书
Ⅰ.设计依据: 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001 《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001 《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001 《建筑幕墙》 JG 3035-1996 《铝合金建筑型材 基材》 GB/T 5237.1-2004 《铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材》 GB 5237.2-2004 《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000 《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000 《紧固件机械性能 自攻螺钉》 GB 3098.5-2000 《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.6-2000 《建筑结构静力计算手册 (第二版) 》
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m1: 弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733) 查表得: 0.059
mx: 弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733) 查表得: 0.077
my: 弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733) 查表得: 0.057
厚度.
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一、风荷载计算
标高为 42.0m 处风荷载计算
(1). 风荷载标准值计算:
W0:基本风压
W0=0.55 kN/m2
βgz: 42.0m 高处阵风系数(按 B 类区计算)
βgz=0.89×[1+(Z/10)-0.16]=1.597
μz: 42.0m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算): (GB50009-2001)
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荷载标准值为：
qK=Wk+0.5×qEAk
=1.701 D: 板弯曲刚度:
D=E×t3/12/(1-v2)/100000
=1.767 板挠度:
U=104×f1×qk×L4×η/D
=0.632mm 板挠度与边长比值:
Du=U/L/1000 =0.002
Ⅱ.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。 本工程按 B 类地区计算风压 (2).风荷载计算:
W=γw×Wk=1.4×1.669=2.336kN/m2
二、D 板强度校核: 校核依据：σ=M/W=6×m×q×L2×η/t2≤fa=129.500N/mm2 Lx: 宽度: 0.367m Ly: 高度: 0.500m L: D 板短边边长度: 0.367m t: 金属板厚度: 3.0mm m1: 弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733) 查表得: 0.064
0.002≤1/100
板挠度可以满足要求
三、E 板强度校核: 校核依据：σ=M/W=6×m×q×L2×η/t2≤fa=129.500N/mm2 Lx: E 板宽度: 0.367m Ly: E 板高度: 0.500m L: E 板短边长:0.367m t: 金属板厚度: 3.0mm Wk: 风荷载标准值: 1.669kN/m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5×αmax×GAK =5×0.160×81.000/1000 =0.065kN/m2 荷载设计值为： q=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk =2.379kN/m2
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=1.767 板挠度:
U=104×f1×qK×L4×η/D
=0.399mm 板挠度与边长比值:
Du=U/L/1000 =0.001
0.001≤1/100
E 板挠度可以满足要求
四、支座强度校核: 1.支座校核依据：根据一根肋两侧相邻两板格的支承情况，先求肋两侧的支座 弯矩，平均后为计算支座弯矩：
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表 5.3.4 水平地震影响系数最大值αmax
抗震设防烈度
6度
7度
αmax
0.04
0.08(0.12)
8度 0.16(0.24)
注:7、8 度时括号内数值分别用于设计基本地震速度为 0.15g 和 0.30g 的地区。
设计基本地震加速度为 0.05g，抗震设防烈度 6 度： αmax=0.04 设计基本地震加速度为 0.10g，抗震设防烈度 7 度： αmax=0.08 设计基本地震加速度为 0.15g，抗震设防烈度 7 度： αmax=0.12 设计基本地震加速度为 0.20g，抗震设防烈度 8 度： αmax=0.16 设计基本地震加速度为 0.30g，抗震设防烈度 8 度： αmax=0.24 设计基本地震加速度为 0.40g，抗震设防烈度 9 度： αmax=0.32 抗震设防烈度按 8 度考虑，设计基本地震加速度按 0.20g 考虑，故取α max=0.16 (4).荷载组合: 结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作 用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用： γGSG+γwφwSw+γEφESE+γTφTST 各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载： 地震 水平荷载标准值: qk=Wk+0.5qEAk 水平荷载设计值: q=1.4Wk+0.5×1.3qEAk 荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用: ①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足： a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取 1.2；对有 永久荷载效应控制的组合，取 1.35 b.当其效应对结构有利时：一般情况取 1.0；对结构倾覆、滑移或是漂浮 验算，取 0.9 ②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取 1.4
μz=(Z/10)0.32
=(42.0/10)0.32=1.583
μs:风荷载体型系数
μs=-1.20
Wk=βgz×μz×μs×W0
(GB50009-2001)
=1.597×1.583×1.2×0.550
=1.669 kN/m2
(2). 风荷载设计值:
W: 风荷载设计值(kN/m2)
γw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.2.5 规定采用
θ=Wk×L4×109/Et4 =5.32
η: 折减系数，按θ=5.32 查表得:1.00
E 板所受的最大弯矩应力值为: σ=6×m1×q×L2×103×η/t2
=12.502N/mm2 12.502N/mm2≤129.500N/mm2 强度可以满足要求
E 板挠度校核: 校核依据: ｆ/L≤1/100 f1: 挠度系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733)
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mx: 弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733) 查表得: 0.099
my: 弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733) 查表得: 0.077
Wk: 风荷载标准值: 1.669kN/m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5×αmax×GAK
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Ⅲ.材料力学性能: (1).铝合金型材的强度设计值应按表 5.2.2 的规定采用。
表 5.2.2 铝合金型材的强度设计值 fa（N/mm2）
铝合金牌号 状
态 壁厚（mm）
强度设计值 fa
抗拉、抗压 抗剪 局部承压
T4 6061
T6
T5 6063
T6
T5
6063A
T6

不区分 不区分 不区分 不区分
=5×0.160×81.000/1000 =0.065kN/m2 荷载设计值为： q=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk =2.379kN/m2 θ=Wk×L4×109/Et4 =5.32 η: 折减系数，按θ=5.32 查表得:1.00 板所受最大弯矩应力值为: σ=6×m1×q×L2×103×η/t2 =13.616N/mm2 13.616N/mm2≤129.500N/mm2 强度可以满足要求 板挠度校核: 校核依据: ｆ/L≤1/100 f1: 挠度系数, 按短边与长边的边长比(0.367/0.500=0.733) 查表得: 0.004 L: 短边边长: 0.367m t: 板厚度: 3.0mm E: 弹性模量: 70000.000N/mm2 v: 泊松比: 0.330
10 〉10
10 〉10
85.5 190.5 85.5 140.0 124.4 116.6 147.7 140.0
49.6 110.5 49.6 81.2 72.2 67.6 85.7 81.2
133.0 199.0 120.0 161.0 150.0 141.5 172.0 163.0
(2).钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017-2003 的 规定采用，也可按表 5.2.3 采用。
表 5.2.3 钢材的强度设计值 fs（N/mm2）
钢材牌 号
抗 厚度或直径 d（mm） 抗拉、抗压、抗弯
剪
端面承压
d≤16