远东新村幼儿园办公楼玻璃幕墙设计计算书一. 幕墙承受荷载计算1. 风荷载标准值计算W k=zzs W oW k : 作用在幕墙上的风荷载标准值kN/m2 z : 瞬时风压的阵风系数取 2.25 z : 风压高度变化系数取 1.14 s : 风荷载体型系数取 1.5W o : 基本风压, 当地取值为0.55kN/m2W k=2.25X1.14X1.5X0.55=2.12kN/m 22. 风荷载设计值W=w W k=1.4x2.12=2.9kN/m2W : 风荷载设计值w : 风荷载作用效应的分项系数值为1.43. 玻璃幕墙构件重力荷载标准值G K=G AK BH=0.4x1.047x1.65=1.73kNG K : 幕墙构件包括玻璃和铝框重力荷载标准值G AK : 幕墙构件包括玻璃和铝框的平均自重0.4kN/m2B : 幕墙分格宽1.047mH : 幕墙分格高1.65m 4A二BH=1.65x1.047=1.72m24 地震作用1 垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用q E=Emax G k/Aq E : 垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用kN/m2 E :动力放大系数取 3.0max : 水平地震影响系数最大值为0.04G k : 玻璃幕墙构件重量为0.74kNA : 玻璃幕墙构件的面积m2q E=3x0.04x0.74/1.72=0.18kN/m22平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用：p E=Emax G kP E :平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用kNE :动力放大系数取3.0max :水平地震影响系数最大值为0.04G k :玻璃幕墙构件重量为0.74kN/mP E=3x0.04x0.74=0.088kN二.玻璃的计算玻璃选用中空玻璃1. 计算玻璃在垂直于玻璃平面的风荷载作用下的最大应力w=6eWa2/t2w :风荷载作用下玻璃的最大应力N/mm2W :风荷载设计值为0.00135N/mm2a :玻璃短边边长1047mmt :玻璃厚度取10mme:弯曲系数0.0775w=6x0.0775X0.00189X10472/102=13N/mm2I2. 计算玻璃在垂直于玻璃平面的地震作用下的最大应力G AK =t/1000=25.67.2/1025=0.1798kN/m2G AK :玻璃自重I:玻璃重力体积密度kN/m3t:玻璃厚度q EA=EEmax G AKq EA :地震作用设计值E :地震作用分项系数1.3E :动力放大系数取3.0max :水平地震影响系数最大值为0.04q EA=1.3X3X0.040.1798=0.028kN/m22EA=6q EA a /t2EA : 地震作用下玻璃的最大应力N/mm2q EA : 地震作用设计值为0.000028N/mm2a : 玻璃短边边长1047mmt : 玻璃厚度10mm: 弯曲系数0.0775EA =6X0.0775X0.000028X10472/102=0.337N/mm23. 计算在温度影响下, 玻璃边缘与边框之间的挤压应力t1=ET-2c-d c/bt1 : 在温度影响下玻璃的挤压应力c : 玻璃边缘与边框间和空隙取5mmd c : 施工误差取3mmb : 玻璃的长边尺寸1650mmT : 玻璃幕墙年温度变化80 度: 玻璃的线膨胀系数0.00001E : 玻璃的弹性模量72000N/mm2 t1=72000X0.00001X80-25-3/1500=-278.4N/mm2 计算值为负, 挤压应力为零, 满足要求44 计算玻璃中央与边缘温度差产生的温差应力t2=0.74E1234T c-T s t2 : 温差应力: 玻璃的线膨胀系数0.00001E : 玻璃的弹性模量72000N/mm21 : 阴影系数取1.6 （邻边）2 : 窗帘系数取1.33 : 玻璃面积系数取1.044 : 嵌缝材料系数取0.38T c : 玻璃中央温度取50度T s : 玻璃边缘温度取35 度t1=0.74720000.000011.61.31.040.38 50-35=6.57N/mm2t=tt2=1.26.57=7.884N/mm2<19.5N/mm2 满足要求t : 温度作用分项系数1.25. 计算组合应力=w +0.6EA =20.1+0.60.264=20.2584N/mm22<f g =28N/mm 2 玻璃强度满足 !三. 横梁的设计计算2. 计算横梁由于风荷载作用产生的弯矩及变形q w =HW k =1.6X1.35=2.16kN/m q w : 风荷载线密度标准值 H : 幕墙分格高 W k : 幕墙承受风荷载标准值 M yw =q w B 2/8=2.16X1.1592/8=0.36kN.m M yw : 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值 B : 幕墙分格宽 w =5q w B4/384/E/I y =5x2.16x1.159x4/384 /70000/658300=2.83mm w : 横梁由于风荷载作用产生的变形q w : 风荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽E : 铝合金的弹性模量I y : 横梁绕竖向轴惯性矩3. 计算横梁由于重力荷载作用产生的弯矩及变形G b =HG bk =1.6X0.4=0.64kN/mG b : 横梁承受重力荷载线密度标准值H : 幕墙分格高G bk : 幕墙构件不包括立柱平均自重 0.4kN/m22 M xG =G b B2/8=0.64x1.652/8=0.11kN.mM xG : 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值B : 幕墙分格宽G =5G b B4/384/E/I y =5x0.64X1047x4/384/70000/658300=0.1871mmG : 横梁由于重力荷载作用产生的变形G b : 横梁承受重力荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽1. 横梁基本参数横梁采用 120 型系列配套型材X 向惯性矩 :658300mm 4 Y 向惯性矩 :658300mm 4 面积:830mm 2 X 向截面抵抗矩 :18300mm 3 Y 向截面抵抗矩 :18300mm 3E : 铝合金的弹性模量I x : 横梁绕水平轴惯性矩4. 计算横梁由于地震作用产生的弯矩及变形q e=Emax G b=30.040.6=0.072kN/m q e : 地震作用线密度标准值E : 动力放大系数取3.0max : 水平地震影响系数最大值为0.04G b : 横梁承受重力荷载线密度标准值M ye=q e B2/8=0.0721.1592/8=0.0095kN.mM ye : 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值B : 幕墙分格宽e=5q e B4/384/E/I y=50.07210254/384 /70000/658300=0.0225mme : 横梁由于地震作用产生的变形q e : 地震作用线密度标准值B : 幕墙分格宽E : 铝合金的弹性模量I y : 横梁绕竖向轴惯性矩5w : 风荷载作用效应的分项系数1.4M yw : 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值 e : 地震作用效应的组合系数0.6 e : 地震作用效应的分项系数 1.3M ye : 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值y=G=0.1871mm y : 横梁竖向最大挠度G : 横梁由于重力荷载作用产生的变形=ww+ee=11.165+0.60.0225=1.1785mmx: 横梁水平最大挠度5 荷载效应组合M x=G M xG=1.20.0788=0.09456kN.mM x : 横梁绕X 轴的弯矩设计值G : 重力荷载作用效应的分项系数1.2M xG : 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值M y=ww Myw+ee M ye=11.40.49+0.61.30.0095=0.6934kN.mM y : 横梁绕Y 轴的弯矩设计值w : 风荷载作用效应的组合系数1.0w : 风荷载作用效应的组合系数1.0 w : 横梁由于风荷载作用产生的变形 e : 地震作用效应的组合系数0.6 e : 横梁由于地震作用产生的变形6. 横梁强度和刚度的验算=M x//W x+M y//W y=658300/1.05/18300+658300/1.05/18300=68.52N/mm2: 横梁产生最大应力: 塑性发展系数取1.05M x : 横梁绕X 轴的弯矩设计值W x : 横梁绕X 轴的截面抵抗矩M y : 横梁绕Y 轴的弯矩设计值W y : 横梁绕Y 轴的截面抵抗矩<f a=84.2N/mm2横梁强度满足要求=x2+y20.5=1.1651.165+0.18710.18710.5=1.18mm : 横梁最大挠度x : 横梁水平最大挠度y : 横梁竖向最大挠度<B/180=5.69mm 且<20mm 横梁刚度满足要求四.立柱的设计计算1. 立柱基本参数立柱采用120 系列面积:1800mm2惯性矩:5850000mm4 截面抵抗矩：73000mm32. 计算立柱由于风荷载作用产生的弯矩及变形q w=BWk=1.159x1.35=1.56kN/m q w : 风荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽W k : 幕墙承受风荷载标准值M w=q w L2/8=1.56x3.72/8=2.67kN.m M w : 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值L : 立柱计算长度w=5q w L4/384/E/I=5x1.56x37006/384 /70000/5850000=0.93mm w : 立柱6 计算立柱由于地震作用产生的弯矩及变形q e=Emax G a=3x0.04x0.46=0.0552kN/mq e : 地震作用线密度标准值E : 动力放大系数取3.0max : 水平地震影响系数最大值为0.04由于风荷载作用产生的变形q w : 风荷载线密度标准值L : 立柱计算长度E : 铝合金的弹性模量I : 立柱惯性矩3. 计算立柱由于重力荷载作用产生的拉力G a=BG ak=1.159x0.4=0.46kN/mG a : 立柱承受重力荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽G ak : 幕墙构件平均自重0.4kN/m2N G=G a L=0.46x3.7=1.7kNN G : 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值L : 立柱计算长度G a : 立柱承受重力荷载线密度标准值M e=q e L2/8=0.0552x3.72/8=0.0945kN.mM e : 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值L : 立柱计算长度e=5q e L4/384/E/I=5x0.0552x37004/384 /70000/5850000=0.33mme : 立柱由于地震作用产生的变形q e : 地震作用线密度标准值L : 立柱计算长度E : 铝合金的弹性模量I : 立柱惯性矩5. 荷载效应组合N=G N G=1.21.517=1.82kNN : 立柱拉力设计值G : 重力荷载作用效应的分项系数1.2N G : 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值M= ww M w+ee M e=11.44.369+0.61.30.0842=6.182kN.mM : 立柱弯矩设计值w : 风荷载作用效应的组合系数1.0w : 风荷载作用效应的分项系数1.4M w : 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值e : 地震作用效应的组合系数0.6e : 地震作用效应的分项系数1.3M e : 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值=ww +ee=115.216+0.60.293=15.392mm: 立柱的最大挠度w : 风荷载作用效应的组合系数1.0w : 立柱由于风荷载作用产生的变形e : 地震作用效应的组合系数0.6e : 立柱由于地震作用产生的变形7: 立柱产生最大应力: 塑性发展系数取1.05N : 立柱拉力设计值A : 立柱的净截面面积M : 立柱弯矩设计值W : 立柱截面抵抗矩<f a=84.2N/mm2 立柱强度满足要求=15.392<L/180=20.56mm 且<20mm立柱刚度满足要求五. 结构硅酮密封胶的计算1. 计算胶缝的宽度1 风荷载作用下计算胶缝的宽度c s=W k a/2000/f1c s : 结构硅酮密封胶粘结宽度mmW k : 风荷载标准值为1.924kN/m2a : 玻璃的短边长度为1159mmf1 : 胶的短期强度允许值为0.14N/mm2c s=1.924X1159/2000/0.14=7.968mm2 玻璃自重作用下计算胶缝的宽度c s=q Gk ab/2000/a+b/f2c s : 结构硅酮密封胶粘结宽度mmq Gk : 玻璃单位面积重量为0.1798kN/m27 立柱强度和刚度的验算=N/A+M//W=1820/1800+5850000/1.05/73000=77.33N/mm2a,b : 玻璃的短边和长边长度分别为1600mm,1159mm f2 : 胶的长期强度允许值为0.007N/mm2c s=0.179X8900X1600/2000/1025+1500/0.007=7.82mm 取结构硅酮密封胶粘结宽度12mm3. 计算结构硅酮密封胶粘结厚度t s>s/2+0.5t s : 结构硅酮密封胶粘结厚度mm: 结构硅酮密封胶的变形承受能力取12.5%s : 幕墙玻璃的相对位移量取3mmt s>3/0.1252+0.1250.5=5.82mm结构硅酮密封胶粘结厚度取6mm曲阜远东装饰有限公司2007年7月14日。