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湖北羿天建筑装饰设计有限公司
HUBEI YITIAN ARCHITECTURE & DECORATION DESIGN LTD.
挠度可以满足要求！ =930.000N/m
横梁自重线荷载设计值(N/m) G=1.2×Gk
=1.2×930.000 =1116.000N/m N2: 自重荷载(N): N2=G×B/2
=1116.000×1.025/2 六、横梁与立柱连接件计算
1. 横梁与立柱间连结 (1)横向节点(横梁与角码)
N1: 连接部位受总剪力: 采用Sw+0.5SE组合 N1=(Qw+0.5×QE)×1000
=(0.421+0.5×0.041)×1000 =441.893N
选择的横梁与立柱连接螺栓为:普通螺栓 4.6级(用于热轧)
Huos_J:连接螺栓的抗剪强度设计值:140N/mm2
Huos_L:连接螺栓的抗拉强度设计值:170N/mm2
Nv: 剪切面数: 1
D1: 螺栓公称直径: 6.000mm D0: 螺栓有效直径: 5.060mm Nvbh: 螺栓受剪承载能力计算:
N×D2
vbh=1×(π0/4)×Huos_J
=1×(3.14×5.0602
/4)×140 =2813.836N Num1: 螺栓个数: Num1=N1/Nvbh
=441.893/2813.836 =1.000 取 2 个
Ncb: 连接部位幕墙横梁铝型材壁抗承压能力计算: 横梁材料牌号:Q235 d<=16
HL_Y:横梁材料局部抗承压强度设计值:305.0N/mm2
t: 幕墙横梁壁厚:5.000mm Ncb=D1×t×HL_Y ×Num1
=6.000×5.000×305.0×2.000 =18300.000N
18300.000N≥441.893N 强度可以满足
(2)竖向节点(角码与立柱) Gk: 横梁自重线荷载(N/m): Gk=600×H
=600×1.550
连接处组合荷载: 采用SG+SW+0.5SE
220.5
1+N2)
2+571.9502)0.5
um2: 螺栓个数: um2=N/Nvbh 取 2 个
cbj: 连接部位钢角码壁抗承压能力计算:
连接部位角码壁抗承压强度设计值=305N/mm2
连接部位角码材料牌号:Q235钢 ( C级螺栓 ) ct1: 连接热轧钢角码壁厚:5.000mm cbj=D1×Lct1×HLjm_Y×Num2
×5.000×305× 2.000 ≥722.770N 强度可以满足! 31
=571.950N
N: N=(N N=(441.893 =722.770N N N =1.000 N HLjm_Y: L N =6.000 =18300.000N
18300.000N
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Ⅳ、建筑标高21.1米处明框幕墙计算（墙面区）
基本参数:武汉地区基本风压0.35kN/m2
B类 计算部位五层：标高21.1米 跨度为3.0米
立柱左分格1.132米 立柱右分格1.132米 横梁上分格0.95米 横梁下分格1.1米 面板尺寸1.132米*1.1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
一、风荷载计算
标高为21.1m处风荷载计算
W0:基本风压
W2
0=0.35 kN/m
βgz: 21.1m高处阵风系数(按B类区计算)
β=0.89×[1+(Z/10)-0.16
gz]=1.680
μz: 21.1m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)
=(21.1/10)0.32
=1.269 μsl:局部风压体型系数(墙面区) 板块（第1处）
1100.00mm×1132.00mm=1.25m2
该处从属面积为：1.25m2
μsl (A)=μsl (1)+[μsl (10)-μsl (1)]×log(A) =-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×0.095} =-0.981
μsl=-0.981+(-0.2)=-1.181
该处局部风压体型系数μsl=1.181 风荷载标准值:
Wk=βgz×μz×μsl×W0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.680×1.269×1.181×0.350
=0.881 kN/m2
因为W2
2
k≤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=γ2
w×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m
支承结构（第1处）
3000mm×1132mm=3.40m2
该处从属面积为：3.40m2
μsl (A)=μsl (1)+[μsl (10)-μsl (1)]×log(A) =-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×0.531} =-0.894
μsl=-0.894+(-0.2)=-1.094
该处局部风压体型系数μsl=1.094 风荷载标准值:
Wk=βgz×μz×μsl×W0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.680×1.269×1.094×0.350
=0.816 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=γ2
w×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m
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
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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 =25.6×6.000/1000
=0.154KN/m2
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
q2
EAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m)
q2
Ek1 中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m)
q 中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2
Ek2) qEAk=5×αmax×GAK
=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)
σ2
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(N/mm)
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: 1100.0mm b: 玻璃长边边长: 1132.0mm
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 表6.1.2-1得: 0.0457
表6.1.2-1 四边支承玻璃板的弯矩系数m a/b 0.00 0.25 0.33 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 m 0.1250 0.1230 0.1180 0.1115 0.1000 0.0934 0.0868 0.0804 a/b 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 m 0.0742 0.0683 0.0628 0.0576 0.0528 0.0483 0.0442 W2
k1 中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值 (KN/m)
W中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值 (KN/m2
k2 )
q2
Ek1 中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m)
q中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2
Ek2 )
W×W3332
k1=1.1k×BT_w/(BT_w+BT_L)=0.550 (kN/m)
W×B33+B32
k2=WkT_L/(BT_wT_L)=0.500 (kN/m)
q2
Ek1=0.031 (kN/m)
q2
Ek2=0.031 (kN/m)
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) =8.87 η: 折减系数，按θ=8.87
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.97
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
=4.909N/mm2
在地震作用下外侧玻璃参数θ=(Wk1+0.5×qEK1)×a4
/(E×t4
) =8.87 η: 折减系数，按θ=8.87 查6.1.2-2表得:0.97
在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值σEk=6×m×qEk1×a2
×η/t2
=0.274N/mm2
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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 =1.4×4.909+0.5×1.3×0.274 =7.051N/mm2 在风荷载作用下内侧玻璃参数θ=(W44k2+0.5×qEK2)×a/(E×t) =8.09 η: 折减系数，按θ=8.09
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.98
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
=4.492N/mm2
在地震作用下内侧玻璃参数θ=(W4
4
k2+0.5×qEK2)×a/(E×t) =8.09 η: 折减系数，按θ=8.09 查6.1.2-2表得:η=0.98
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
=0.276N/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 =1.4×4.492+0.5×1.3×0.276
=6.468N/mm2
外侧玻璃最大应力设计值σ=7.051N/mm2
< ｆ2g=84.000N/mm
内侧玻璃最大应力设计值σ=6.468N/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=0.00430
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) =7.64
η: 折减系数，按θ=7.64
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.98 D=(E×t3
2
e)/12(1-ν) =2314912.42 (N.mm) df=μ×W4
k×a×η/D =2.7 (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:
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(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: 1.132m qw=W×B
=1.400×1.132 =1.585 kN/m (2)地震荷载计算
q2
EA: 地震作用设计值(KN/m):
G(包括玻璃和框)的平均自重: 500N/m2
Ak: 玻璃幕墙构件 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
=0.100 kN/m2
γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3 qEA=1.3×qEAk =1.3×0.100
=0.130 kN/m2
qE：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布) qE=qEA×B
=0.130×1.132 =0.147 kN/m (3)立柱弯矩:
Mw: 风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)
qw: 风荷载均布线荷载设计值: 1.585(kN/m) Hsjcg: 立柱计算跨度: 3.000m
M=qH2
ww×sjcg/8
=1.585×3.0002
/8 =1.783 kN·m
ME: 地震作用下立柱弯矩(kN·m):
M=q2
EE×Hsjcg/8
=0.147×3.0002
/8 =0.166kN·m
M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m) 采用SW+0.5SE组合 M=Mw+0.5×ME
=1.783+0.5×0.166 =1.866kN·m
2. 选用立柱型材的截面特性:
立柱型材号: XC8\\环达90明框立柱
选用的立柱材料牌号:6063 T5
型材强度设计值: 抗拉、抗压90.000N/mm2 抗剪55.0N/mm2
型材弹性模量: E=0.70×105N/mm2
X轴惯性矩: I4
x=161.490cm
Y轴惯性矩: I4
y=66.395cm
立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: W3
n=26.820cm
立柱型材净截面积: A2
n=11.713cm
立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: LT_x=6.000mm
立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: S3
s=19.952cm 塑性发展系数: γ=1.00 3. 幕墙立柱的强度计算:
校核依据: N/A2
n+M/(γ×Wn)≤ｆa=90.0N/mm(拉弯构件) B: 幕墙分格宽: 1.132m G2
Ak: 幕墙自重: 500N/m 幕墙自重线荷载: Gk=500×B/1000
=500×1.132/1000 =0.566kN/m Nk: 立柱受力: Nk=Gk×L
=0.566×3.000 =1.698kN
N: 立柱受力设计值:
rG: 结构自重分项系数: 1.2 N=1.2×Nk =1.2×1.698 =2.038kN
σ: 立柱计算强度(N/mm2
)(立柱为拉弯构件) N: 立柱受力设计值: 2.038kN A2
n: 立柱型材净截面面积: 11.713cm M: 立柱弯矩: 1.866kN·m
W3
n: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 26.820cm
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