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湖北羿天建筑装饰设计有限公司
HUBEI YITIAN ARCHITECTURE & DECORATION DESIGN LTD.
注： 1. 夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采用的玻璃类型确定； 2. 当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的3倍时，表中数值 应根据实测结果予于调整； 3. 半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的2倍。当半钢化玻璃 的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的2倍时，其设计值应根据实 16＜d≤35 35＜d≤50 295 265 170 155 注：表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度. (4).冷成型薄壁型钢的钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50018-2002的规定，可按表测结果予于调整； 4. 侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。 (2).JGJ102-2003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f2
a（N/mm）
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 不区分 85.5 49.6 6061 133.0 T6 不区分 190.5 110.5 199.0 T5 不区分 85.5 49.6 6063 120.0 T6 不区分 140.0 81.2 161.0 ≦10 124.4 72.2 T5 150.0 〉10 116.6 67.6 6063A 141.5 ≦10 147.7 85.7 T6 172.0 〉10 140.0 81.2 163.0 (3).热轧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5.2.3a采用。
表5.2.3a 热轧钢材的强度设计值f2
s（N/mm）
钢材牌号 厚度或直径d（mm） 抗拉、抗压、抗弯 抗剪 端面承压 d≤16 215 125 Q235 16＜d≤40 205 120 325 40＜d≤60 200 115 Q345 d≤16 310 180 400 5.2.3b采用。 表5.2.3 b 冷成型薄壁型钢的强度设计值 钢材牌号 抗拉、抗压、抗弯 f ts 抗剪 f vs 端面承压（磨平顶紧） f cs Q235 205 120 310 Q345 300 175 400
(5).不锈钢型材和棒材的强度设计值可按表5.2.3c采用。
表5.2.3c 不锈钢型材和棒材的强度设计值 牌号 σ0.2 抗拉强度f ts1 抗剪强度 f vs1 端面承压强度 f cs1 06Cr19Ni10 S30408 205 178 104 246 06Cr19Ni10N S30458 275 239 139 330 022Cr19Ni10 S30403 175 152 88 210 022Cr19Ni10N S30453 245 213 124 294 06Cr17Ni12Mo2 S31608 205 178 104 246 06Cr17Ni12Mo2N S31658 275 239 139 330 022Cr17Ni12Mo2 S31603 175 152 88 210 022Cr17Ni12Mo2N S31653 245 213 124 294 (6).玻璃幕墙材料的弹性模量可按表5.2.8的规定采用。
表5.2.8 材料的弹性模量 E（N/mm2
）
材 料 E 玻 璃 0.72ｘ105 铝合金 0.70ｘ105 钢、不锈钢 2.06ｘ105 消除应力的高强钢丝 2.05ｘ105 不锈钢绞线 1.20ｘ105～1.50ｘ105 高强钢绞线 1.95ｘ105 钢丝绳 0.80ｘ105～1.00ｘ105 注：钢绞线弹性模量可按实测值采用。 6
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(7).玻璃幕墙材料的泊松比可按表5.2.9的规定采用。
表5.2.9 材料的泊松比υ
材 料 υ 材 料 υ 玻璃 0.20 钢、不锈钢 0.30 铝合金 0.33 高强钢丝、钢绞线 0.30 (8).玻璃幕墙材料的线膨胀系数可按表5.2.10的规定采用。
表5.2.10 材料的线膨胀系数α(1/℃)
材料 α 材料 α 玻璃 0.80×10-5～1.00×10-5 不锈钢板 1.80×10-5 钢材 1.20×10-5 混凝土 1.00×10-5 铝材 2.35×10-5 砌砖体 0.50×10-5
(9).玻璃幕墙材料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采用。
表5.3.1 材料的重力密度γg（kN/m3) 材料 γg 材料 γg 普通玻璃、夹层玻璃、 钢化玻璃、半钢化玻璃 25.6 矿棉 1.2~1.5 玻璃棉 0.5~1.0 钢材 78.5 岩棉 0.5~2.5 铝合金 28.0
(10).GB50429-2007铝合金型材的强度设计值应按表5.3.2的规定采用。
表5.3.2 铝合金型材的强度设计值f2
a（N/mm）
强度设计值fa 铝合金牌号 状 规定非比例态 壁厚（mm） 抗拉、抗压 抗剪 局部承压 伸长应力 f0.2 T4 不区分 90.0 55.0 6061 140.0 110 T6 不区分 200.0 115.0 205.0 240 T5 不区分 90.0 55.0 6063 125.0 110 T6 不区分 150.0 85.0 160.0 180 T5 ≦10 135.0 75.0 150.0 150 6063A 〉10 125.0 70.0 145.0 ≦10 160.0 90.0 175.0 T6 〉10 150.0 85.0 180 170.0
(11).GB50429-2007计算系数α1,α2 可按表5.3.3的规定采用。
表5.3.3 计算系数?1，?2的取值
加劲板件、中间加劲板件 系数 硬化强度 非加劲板件、边缘加劲板件 非焊接 焊接 非焊接 焊接 ?弱硬化 1.0 0.9 0.96 0.9 1 强硬化 0.9 0.8 0.9 0.77 ?弱硬化 1.0 0.9 1.0 0.9 2 强硬化 0.9 0.7 0.9 0.68
二、计算书
Ⅰ、建筑标高5.1米处150明框幕墙计算（墙面区）
基本参数:武汉地区基本风压0.35kN/m2
B类 计算部位首层：标高5.050米 跨度为4.270米
立柱左分格1.8米 立柱右分格1.0米 横梁上分格0.9米 横梁下分格2.37米 面板尺寸1.8米*0.9米
根据 GB 50011-2001 2008年版《建筑抗震设计规范》规定,武汉市抗震设防烈度为6度，本建筑属于标准设防类因此抗震设防烈度按6度设防来设计 设计基本地震加速度0.05g
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一、风荷载计算
标高为5.1m处风荷载计算
W0:基本风压
W2
0=0.35 kN/m
βgz: 5.1m高处阵风系数(按B类区计算)
β=0.89×[1+(Z/10)-0.16
gz]=1.883
μz: 5.1m高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001)(2006年版)
μ0.32
z=(Z/10) (B类区，在10米以下按10米计算)
=(10.0/10)0.32
=1.000 μsl:局部风压体型系数(墙面区) 板块（第1处）
900.00mm×1800.00mm=1.62m2
该处从属面积为：1.62m2
μsl (A)=μsl (1)+[μsl (10)-μsl (1)]×log(A) =-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×0.210} =-0.958
μsl=-0.958+(-0.2)=-1.158
该处局部风压体型系数μsl=1.158 风荷载标准值:
Wk=βgz×μz×μsl×W0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.883×1.000×1.158×0.350
=0.763 kN/m2
因为Wk≤1.0kN/m2
，取W2
k=1.0 kN/m，按JGJ102-2003第5.3.2条采用。 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 W=γ2
w×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m
支承结构（第1处）
4270mm×1400mm=5.98m2
该处从属面积为：5.98m2
μsl (A)=μsl (1)+[μsl (10)-μsl (1)]×log(A) =-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×0.777} =-0.845
μsl=-0.845+(-0.2)=-1.045
该处局部风压体型系数μsl=1.045 风荷载标准值:
Wk=βgz×μz×μsl×W0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.883×1.000×1.045×0.350
=0.688 kN/m2
因为W2
2k≤1.0kN/m，取Wk=1.0 kN/m，按JGJ102-2003第5.3.2条采用。 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 W=γw×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m2
二、玻璃的选用与校核
本处选用玻璃种类为: 钢化玻璃 1. 本处采用中空玻璃
GAK: 玻璃板块自重(不包括框): GAK1: 外侧玻璃板块自重: GAK2: 内侧玻璃板块自重:
玻璃的重力密度为: 25.6(KN/m3
) BT_L 中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6.0(mm) BT_w 中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6.0(mm) GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000
=25.6×(6.000+6.000)/1000
=0.307kN/m2
GAK1=25.6×Bt_w/1000 =25.6×6.000/1000
=0.154KN/m2
GAK2=25.6×Bt_L/1000
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=25.6×6.000/1000
2
=0.154KN/m
2. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用: αmax: 水平地震影响系数最大值: 0.040
2
qEAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m)
2
qEk1 中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m)
2
qEk2 中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m) qEAk=5×αmax×GAK
表6.1.2-1得: 0.1000
表6.1.2-1 四边支承玻璃板的弯矩系数m a/b m a/b m Wk1 中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值 (KN/m)
2
0.00 0.70 0.25 0.75 0.33 0.80 0.40 0.85 0.50 0.1000 0.90 0.0528 0.55 0.0934 0.95 0.0483 0.60 1.00 0.0442 0.65 0.1250 0.1230 0.1180 0.1115 0.0742 0.0683 0.0628 0.0576 0.0868 0.0804 =5×0.040×0.307
=0.061kN/m2
qEk1=5×αmax×GAK1
=5×0.040×0.154
=0.031kN/m2
qEk2=5×αmax×GAK2
=5×0.040×0.154
=0.031kN/m2
γE: 地震作用分项系数: 1.3
q2
EA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m) qEA=rE×qEAk =1.3×qEAK =1.3×0.061
=0.080kN/m2
3. 玻璃的强度计算:
内侧玻璃校核依据: σ≤ｆ2
g=84.000 N/mm
外侧玻璃校核依据: σ≤ｆ2
g=84.000 N/mm
W2
k: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值(KN/m)
q2
EAk: 垂直于玻璃平面的地震作用标准值(KN/m)
σ2
Wk: 在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm)
σ(N/mm2
Ek: 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值) θ: 参数
η: 折减系数，可由参数θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用
表 6.1.2-2 折减系数η θ ≤5.0 10.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 η 1.00 0.96 0.92 0.84 0.78 0.73 0.68 θ 120.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 ≥400.0 η 0.65 0.61 0.57 0.54 0.52 0.51 0.50
a: 玻璃短边边长: 900.0mm b: 玻璃长边边长: 1800.0mm
BT_L 中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6.000(mm) BT_w 中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6.000(mm) m: 玻璃板的弯矩系数, 按边长比a/b查
中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值 (KN/m2
k2)
中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2
Ek1)
中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2
Ek2)
×W33+B32
k1=1.1k×BT_w/(BT_wT_L)=0.550 (kN/m)
33+B32
k2=Wk×BT_L/(BT_wT_L)=0.500 (kN/m)
=0.031 (kN/m2
Ek1)
=0.031 (kN/m2
Ek2)
在垂直于玻璃平面的风荷载和地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2
) 在风荷载作用下外侧玻璃参数θ=(W4
4
k1+0.5×qEK1)×a/(E×t) η: 折减系数，按θ=3.98
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=1.00
在风荷载作用下外侧玻璃最大应力标准值σ2
2
Wk=6×m×Wk1×a×η/t
2
在地震作用下外侧玻璃参数θ=(W4
4
k1+0.5×qEK1)×a/(E×t) η: 折减系数，按θ=3.98 查6.1.2-2表得:1.00
在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值σ2
2
Ek=6×m×qEk1×a×η/t
2
σ: 外侧玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合:
σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK ×7.425+0.5×1.3×0.415
2
在风荷载作用下内侧玻璃参数θ=(W4
k2+0.5×qEK2)×a/(E×t4) η: 折减系数，按θ=3.62
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=1.00
在风荷载作用下内侧玻璃最大应力标准值σ2
2
Wk=6×m×Wk2×a×η/t
2
在地震作用下内侧玻璃参数θ=(W4
4
k2+0.5×qEK2)×a/(E×t) η: 折减系数，按θ=3.62
9
W q q W W q q =3.98 =7.425N/mm =3.98 =0.415N/mm =1.4 =10.665N/mm =3.62 =6.750N/mm =3.62 湖北羿天建筑装饰设计有限公司
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查6.1.2-2表得:η=1.00
在地震作用下内侧玻璃最大应力标准值σ2
2
Ek=6×m×qEk2×a×η/t
=0.415N/mm2
σ: 内侧玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合:
σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK =1.4×6.750+0.5×1.3×0.415
=9.720N/mm2
外侧玻璃最大应力设计值σ=10.665N/mm2
< ｆ2g=84.000N/mm
内侧玻璃最大应力设计值σ=9.720N/mm2 < ｆ2
g=84.000N/mm 中空玻璃强度满足要求!
4. 玻璃的挠度计算:
df: 在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm) D: 玻璃的刚度(N.mm)
t3
31/3
e: 玻璃等效厚度 0.95×(Bt_L+Bt_w)=7.2mm
ν: 泊松比，按JGJ 102-2003 5.2.9条采用，取值为 0.20
表5.2.9 材料的泊松比υ
材 料 υ 材 料 υ 玻璃 0.20 钢、不锈钢 0.30 铝合金 0.33 高强钢丝、钢绞线 0.30 μ: 挠度系数:按JGJ102-2003表6.1.3采用 μ=0.01013
表6.1.3 四边支承板的挠度系数μ a/b 0.00 0.20 0.25 0.33 0.50 μ 0.01302 0.01297 0.01282 0.01223 0.01013 a/b 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 μ 0.00940 0.00867 0.00796 0.00727 0.00663 a/b 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 μ 0.00603 0.00547 0.00496 0.00449 0.00406
θ=W4
4
k×a/(E×te) =3.43
η: 折减系数，按θ=3.43
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=1.00 D=(E×t3
2
e)/12(1-ν) =2314912.42 (N.mm) d4
f=μ×Wk×a×η/D =2.9 (mm)
df/a < 1/60
玻璃的挠度满足!
三、幕墙立柱计算
幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算：
1. 荷载计算:
(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算 qw: 风荷载均布线荷载设计值(kN/m)
W: 风荷载设计值: 1.400kN/m2
B: 幕墙分格宽: 1.400m qw=W×B
=1.400×1.400 =1.960 kN/m (2)地震荷载计算
q2
EA: 地震作用设计值(KN/m):
G2
Ak: 玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 500N/m 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:
q2
EAk: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 (kN/m) qEAk=5×αmax×GAk
=5×0.040×500.000/1000
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