某工程幕墙计算书(玻璃石材铝板)

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南京XX项目幕墙设计计算书第一章概述一.设计依据1.“XX项目”建施图纸及招标文件和答疑。2.南京地区气象资料及该工程的基本状况：1）外墙结构设计使用年限为50年；2）工程地面粗糙度为类，南京地区50年一遇基本风压为0.400kN/m^2；3）抗震设防烈度为7度，地面加速度为0.10g。3.技术规范和标准：幕墙设计规范：《铝合金结构设计规范》GB50429-2007《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138-2001《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS101：98《建筑幕墙》GB/T21086-2007《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003《地震震级的规定》GB/T17740-1999《钢结构防火涂料》GB14907-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ99-98《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)《高处作业吊蓝》GB19155-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001建筑设计规范：《工程抗震术语标准》JGJ/T97-95《工程网络计划技术规程》JGJ/T121-99《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004《既有居住建筑节能改造技术规程》JGJ129-2004《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2001《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154：2003《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《建筑隔声评价标准》GB/T50121-2005《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)《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)《建筑设计防火规范》GB50016-2006《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《民用建筑设计通则》GB50352-2005《膜结构技术规程》CECS158：2004《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001 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b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：S(#1E)≤R/γ(#2RE)式中S---荷载效应按基本组合的设计值；S(#1E)---地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值；R---构件抗力设计值；γ(#10)----结构构件重要性系数，应取不小于1.0；γ(#2RE)----结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0；c.挠度应符合下式要求：d(#1f)≤d(#5f,lim)d(#1f)---构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值；d(#5f,lim)---构件挠度限值；d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合d(#1f)≤d(#5f,lim)的规定。幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定：1有地震作用效应组合时，应按下式进行：S=γ(#1G)S(#2GK)+γ(#1w)ψ(#1w)S(#2WK)+γ(#1E)ψ(#1E)S(#2EK)2无地震作用效应组合时，应按下式进行：S=γ(#1G)S(#2GK)+ψ(#1w)γ(#1w)S(#2WK)S---作用效应组合的设计值；S(#2Gk)---永久荷载效应标准值；S(#2Wk)---风荷载效应标准值；S(#2Ek)---地震作用效应标准值；γ(#1G)---永久荷载分项系数；γ(#1W)---风荷载分项系数；γ(#1E)---地震作用分项系数；ψ(#1W)---风荷载的组合值系数；ψ(#1E)---地震作用的组合值系数；进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：①一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数γ(#1G)、γ(#1W)、γ(#1E)应分别取1.2、1.4和1.3；②当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γ(#1G)应取1.35；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；③当永久荷载的效应对构件有利时，其分项系数γ(#1G)的取值不应大于1.0。可变作用的组合系数应按下列规定采用：①一般情况下，风荷载的组合系数ψ(#1W)应取1.0，地震作用于的组合系数ψ(#1E)应取0.5。②对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数ψ(#1W)应取1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6(永久荷载的效应起控制作用时)。幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γ(#1W)和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应的组合。二．材料力学参数1.材料强度1）玻璃强度设计值（）表1.1玻璃强度设计值种类厚度（）大面强度侧面强度普通玻璃528.019.5浮法玻璃5-1228.019.515-1924.017.02020.014.0钢化玻璃5-1284.058.815-1972.050.42059.041.3单片防火玻璃6-19126.088.22）钢材强度设计值（）表1.2钢材强度设计值钢材抗拉、抗压和抗弯抗剪端面承压 （刨平顶紧）牌号厚度或直径（）1621512532516-402051201631018040016-352951703）铝合金强度设计值（）表1.3铝合金强度设计值铝合金牌号状态壁厚（）强度设计值抗拉、抗压抗剪局部承压6061T4不区分85.549.6133.0T6不区分190.5110.5199.06063T5不区分85.549.6120.0T6不区分140.081.2161.06063AT510124.472.2150.010116.667.6141.5T610147.785.7172.010140.081.2163.02.材料的弹性模量（）表1.4材料的弹性模量材料材料玻璃钢材铝合金3.材料的泊松比表1.5材料的泊松比材料材料玻璃0.20钢材0.30铝合金0.334.材料的重力密度（）表1.6材料的重力密度材料材料玻璃25.6钢材78.5铝合金28.05.材料的线膨胀系数（）表1.7材料的线膨胀系数材料线膨胀系数材料线膨胀系数钢材玻璃铝合金 第二章幕墙结构计算§1裙楼玻璃肋点式幕墙计算书一、风荷载计算标高为10.0m处风荷载计算W(#10):基本风压W(#10)=0.40kN/m^2β(#2gz):10.0m高处阵风系数(按B类区计算)β(#2gz)=0.89×[1+(Z/10)^(-0.16)]=1.780μ(#1z):10.0m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2001)(2006年版)μ(#1z)=(Z/10)^0.32(B类区，在10米以下按10米计算)=(10.0/10)^0.32=1.000μ(#2sl):局部风压体型系数(墙面区)该处从属面积为：2.92m^2μ(#2sl)(A)=μ(#2sl)(1)+[μ(#2sl)(10)-μ(#2sl)(1)]×log(A)=-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×0.465}=-0.907μ(#2sl)=-0.907+(-0.2)=-1.107该处局部风压体型系数μ(#2sl)=1.107风荷载标准值:W(#1k)=β(#2gz)×μ(#1z)×μ(#2sl)×W(#10)(GB50009-2001)（2006年版）=1.780×1.000×1.107×0.400=0.788kN/m^2因为W(#1k)≤1.0kN/m^2，取W(#1k)=1.0kN/m^2，按JGJ102-2003第5.3.2条采用。风荷载设计值:W:风荷载设计值(kN/m^2)γ(#1w):风荷载作用效应的分项系数：1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用W=γ(#1w)×W(#1k)=1.4×1.000=1.400kN/m^2二、玻璃的选用与校核本处选用玻璃种类为:外片为钢化玻璃，内片为钢化玻璃1.本处采用中空玻璃玻璃的重力密度为:25.6(KN/m^3)B(#3T_L)中空玻璃内侧玻璃厚度为:10.0(mm)B(#3T_w)中空玻璃外侧玻璃厚度为:10.0(mm)G(#2AK)=25.6×(B(#3t_L)+B(#3t_w))/1000=25.6×(10.000+10.000)/1000=0.512kN/m^22.该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:α(#3max):水平地震影响系数最大值:0.080q(#3EAk):垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2)q(#3EAk)=5×α(#3max)×G(#2AK)=5×0.080×0.512=0.205kN/m^2γ(#1E):地震作用分项系数:1.3q(#2EA):垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m^2)q(#2EA)=r(#1E)×q(#3EAk)=1.3×q(#3EAK)=1.3×0.205=0.266kN/m^23.玻璃的强度计算:内侧玻璃校核依据:σ≤ｆ(#1g)=84.000N/mm^2外侧玻璃校核依据:σ≤ｆ(#1g)=84.000N/mm^2W(#1k):垂直于玻璃平面的风荷载标准值(N/mm^2) q(#3EAk):垂直于玻璃平面的地震作用标准值(N/mm^2)σ(#2Wk):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^2)σ(#2Ek):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^2)θ:参数η:折减系数，可由参数θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用a:支承点间玻璃面板短边边长:1380.0mmb:支承点间玻璃面板长边边长:1605.0mmB(#3T_L)中空玻璃内侧玻璃厚度为:10.000(mm)B(#3T_w)中空玻璃外侧玻璃厚度为:10.000(mm)m:玻璃板的弯矩系数,按边长比a/b查表8.1.5-1得:0.1456W(#2k1)中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值(N/mm^2)W(#2k2)中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值(N/mm^2)q(#3Ek1)中空玻璃分配到外侧玻璃的地震作用标准值(N/mm^2)q(#3Ek2)中空玻璃分配到内侧玻璃的地震作用标准值(N/mm^2)W(#2k1)=1.1×W(#1k)×B(#3T_w)^3/(B(#3T_w)^3+B(#3T_L)^3)=0.550(kN/m^2)W(#2k2)=W(#1k)×B(#3T_L)^3/(B(#3T_w)^3+B(#3T_L)^3)=0.500(kN/m^2)q(#3Ek1)=0.102(kN/m^2)q(#3Ek2)=0.102(kN/m^2)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/mm^2)在风荷载作用下外侧玻璃参数θ=(W(#2k1)+0.5×q(#3EK1))×b^4/(E×t^4)=5.54η:折减系数，按θ=5.54查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=1.00在风荷载作用下外侧玻璃最大应力标准值σ(#2Wk)=6×m×W(#2k1)×b^2×η/t^2=12.323N/mm^2在地震作用下外侧玻璃参数θ=(W(#2k1)+0.5×q(#3EK1))×b^4/(E×t^4)=5.54η:折减系数，按θ=5.54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σ(#2Ek)=6×m×q(#3Ek1)×b^2×η/t^2=2.294N/mm^2σ:外侧玻璃所受应力:采用S(#1W)+0.5S(#1E)组合:σ=1.4×σ(#2WK)+0.5×1.3×σ(#2EK)=1.4×12.323+0.5×1.3×2.294=18.743N/mm^2在风荷载作用下内侧玻璃参数θ=(W(#2k2)+0.5×q(#3EK2))×b^4/(E×t^4)=5.08η:折减系数，按θ=5.08查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=1.00在风荷载作用下内侧玻璃最大应力标准值σ(#2Wk)=6×m×W(#2k2)×b^2×η/t^2=11.244N/mm^2在地震作用下内侧玻璃参数θ=(W(#2k2)+0.5×q(#3EK2))×b^4/(E×t^4)=5.08η:折减系数，按θ=5.08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σ(#2Ek)=6×m×q(#3Ek2)×b^2×η/t^2=2.303N/mm^2σ:内侧玻璃所受应力:采用S(#1W)+0.5S(#1E)组合:σ=1.4×σ(#2WK)+0.5×1.3×σ(#2EK)=1.4×11.244+0.5×1.3×2.303=17.238N/mm^2外侧玻璃最大应力设计值σ=18.743N/mm^2<ｆ(#1g)=84.000N/mm^2内侧玻璃最大应力设计值σ=17.238N/mm^2<ｆ(#1g)=84.000N/mm^2 中空玻璃强度满足要求!4.玻璃的挠度计算:d(#1f):在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm)D:玻璃的刚度(N.mm)t(#1e):玻璃等效厚度0.95×(B(#3t_L)^3+B(#3t_w)^3)^(1/3)=12.0mmν:泊松比，按JGJ102-20035.2.9条采用，取值为0.20μ:挠度系数:按JGJ102-2003表8.1.5-2采用μ=0.02018θ=W(#1k)×b^4/(E×t(#1e)^4)=4.49η:折减系数，按θ=4.49查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=1.00D=(E×t(#1e)^3)/12(1-ν^2)=10717187.3(N.mm)d(#1f)=μ×W(#1k)×b^4×η/D=12.5(mm)d(#1f)/b<1/60玻璃的挠度满足!5.钢爪孔部位的玻璃局部强度设计计算:这部分理论计算，仅供参考。其主要依据是《建筑结构静力计算手册》。更重要的是要以实验为依据。按弹性薄板小挠度理论外缘简支的开孔圆板，在内缘施加均布荷载的力学模型计算。此模型假设环形玻璃面(钢爪孔的半径小于钢爪孔垫圈的半径,形成受荷环形玻璃面)上受到的荷载均匀分布。采用浮头式螺栓铰接头连接：校核依据:σ(#3max)≤f(#2gk)=58.800N/mm^2W(#11):钢爪孔边缘环形玻璃线荷载设计值(N/mm)n:一块玻璃连接点数4个r:钢爪孔的半径12.0mmR:钢爪孔垫圈半径32.0mmt:取较薄的玻璃厚度10.0mmq:组合荷载值1.533kN/m^2μ:玻璃的泊松比，应取0.20β:比值(钢爪孔的半径与钢爪孔垫圈的半径之比)0.375ρ:比值(距离钢爪孔中心的距离与钢爪孔垫圈的半径之比)W(#11)=L(#1x)×L(#1y)×q/n/(2πr)=1600.0×1825.0×1.533/4/(2π×12.0)/1000=14.851N/mmk:环形玻璃板的径向弯矩系数，根据弹性薄板小挠度理论环形板计算公式:k=((3+μ)×(1-ρ^2)+β^2×(3+μ+4×(1+μ)×β^2/(1-β^2)×lnβ)×(1-1/ρ^2)+4×(1+μ)×β^2×lnρ)/16x:最大径向弯矩处距钢爪孔中心的距离(mm)求K的最大值，需对上式求导，令dk/dρ=0，可得：通过精确计算得，当x=19.822mm时，径向弯矩最大！在最大径向弯矩处，ρ=0.619径向最大弯矩系数k=0.123σ:应力设计值(N/mm^2)σ=6k×W(#11)×r/t^2=6×0.123×14.851×12.0/10.0^2=1.32N/mm^2σ≤f(#2gk)=58.8N/mm^2,强度满足要求三、玻璃肋宽度选用本工程选用玻璃肋种类为:外片为钢化玻璃，内片为钢化玻璃1.玻璃肋宽度初选计算值:L(#1b):玻璃肋预选截面高度:(mm)q:玻璃幕墙所受组合荷载设计值:1.533kN/m^2 b:两肋间距:1600.0mmh:玻璃肋上、下两支承点之间距离:7350.0mmf(#1g):玻璃边缘强度设计值:58.800N/mm^2t1:夹层玻璃肋一侧玻璃的厚度:8.0mmt2:夹层玻璃肋另一侧玻璃的厚度:8.0mmL(#1b)=(3×q×B×h^2/4000/f(#1g)/(t(#11)+t(#12)))^0.5=325.025mm玻璃肋宽度选取值:330mm四、玻璃肋强度及刚度校核1.玻璃肋强度校核:校核依据:σ≤f(#1g)=58.800N/mm^2L(#3bxz):所选玻璃肋宽度:330.0mmσ=3×q×b×h^2/4000/L(#3bxz)^2/(t(#11)+t(#12))=57.041N/mm^257.041N/mm^2≤58.800N/mm^2玻璃肋的强度可以满足要求2.玻璃肋刚度校核:校核依据:U(#3max)≤h/200U(#3max):玻璃肋最大挠度Wk:玻璃幕墙所受风荷载标准值:1.000(kN/m^2)U(#3max)=5×Wk×b×h^4/32/0.72/(t(#11)+t(#12))/L(#3bxz)^3/10^8=17.624mmD(#1u)=U(#3max)/h/1000=17.624/7350.000/1000=0.002≤1/200刚度可以满足要求五、胶缝强度校核校核依据:σ≤[σ]=0.2N/mm^2Glasst：胶缝宽：15.0mmb:两玻璃肋间距:1600.0mmq:玻璃幕墙所受组合荷载标准值:1.533(kN/m^2)σ=q×b/2/Glasst=1.533×1600.0/2/15.0=0.082N/mm^20.082N/mm^2≤0.2N/mm^2胶缝强度可以满足要求 §2主楼墙角部位横隐竖明框架玻璃幕墙计算书一、风荷载计算标高为56.1m处风荷载计算W(#10):基本风压W(#10)=0.40kN/m^2β(#2gz):56.1m高处阵风系数(按B类区计算)β(#2gz)=0.89×[1+(Z/10)^(-0.16)]=1.565μ(#1z):56.1m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2001)(2006年版)μ(#1z)=(Z/10)^0.32=(56.1/10)^0.32=1.736μ(#2sl):局部风压体型系数(墙角区)板块（第1处）970.00mm×1800.00mm=1.75m^2该处从属面积为：1.75m^2μ(#2sl)(A)=μ(#2sl)(1)+[μ(#2sl)(10)-μ(#2sl)(1)]×log(A)=-{1.8+[0.8×1.8-1.8]×0.242}=-1.713μ(#2sl)=-1.713+(-0.2)=-1.913该处局部风压体型系数μ(#2sl)=1.913风荷载标准值:W(#1k)=β(#2gz)×μ(#1z)×μ(#2sl)×W(#10)(GB50009-2001)（2006年版）=1.565×1.736×1.913×0.400=2.079kN/m^2风荷载设计值:W:风荷载设计值(kN/m^2)γ(#1w):风荷载作用效应的分项系数：1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用W=γ(#1w)×W(#1k)=1.4×2.079=2.911kN/m^2支承结构（第1处）3600mm×970mm=3.49m^2该处从属面积为：3.49m^2μ(#2sl)(A)=μ(#2sl)(1)+[μ(#2sl)(10)-μ(#2sl)(1)]×log(A)=-{1.8+[0.8×1.8-1.8]×0.543}=-1.604μ(#2sl)=-1.604+(-0.2)=-1.804该处局部风压体型系数μ(#2sl)=1.804风荷载标准值:W(#1k)=β(#2gz)×μ(#1z)×μ(#2sl)×W(#10)(GB50009-2001)（2006年版）=1.565×1.736×1.804×0.400=1.962kN/m^2风荷载设计值:W:风荷载设计值(kN/m^2)γ(#1w):风荷载作用效应的分项系数：1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用W=γ(#1w)×W(#1k)=1.4×1.962=2.746kN/m^2二、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G(#2AK):玻璃板块自重(不包括框):G(#3AK1):外侧玻璃板块自重:G(#3AK2):内侧玻璃板块自重:玻璃的重力密度为:25.6(KN/m^3) B(#3T_L)中空玻璃内侧玻璃厚度为:6.0(mm)B(#3T_w)中空玻璃外侧玻璃厚度为:6.0(mm)G(#2AK)=25.6×(B(#3t_L)+B(#3t_w))/1000=25.6×(6.000+6.000)/1000=0.307kN/m^2G(#3AK1)=25.6×B(#3t_w)/1000=25.6×6.000/1000=0.154KN/m^2G(#3AK2)=25.6×B(#3t_L)/1000=25.6×6.000/1000=0.154KN/m^22.该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:α(#3max):水平地震影响系数最大值:0.080q(#3EAk):垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2)q(#3Ek1)中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值(KN/m^2)q(#3Ek2)中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值(KN/m^2)q(#3EAk)=5×α(#3max)×G(#2AK)=5×0.080×0.307=0.123kN/m^2q(#3Ek1)=5×α(#3max)×G(#3AK1)=5×0.080×0.154=0.061kN/m^2q(#3Ek2)=5×α(#3max)×G(#3AK2)=5×0.080×0.154=0.061kN/m^2γ(#1E):地震作用分项系数:1.3q(#2EA):垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m^2)q(#2EA)=r(#1E)×q(#3EAk)=1.3×q(#3EAK)=1.3×0.123=0.160kN/m^23.玻璃的强度计算:内侧玻璃校核依据:σ≤ｆ(#1g)=84.000N/mm^2外侧玻璃校核依据:σ≤ｆ(#1g)=84.000N/mm^2W(#1k):垂直于玻璃平面的风荷载标准值(KN/m^2)q(#3EAk):垂直于玻璃平面的地震作用标准值(KN/m^2)σ(#2Wk):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^2)σ(#2Ek):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^2)θ:参数η:折减系数，可由参数θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用a:玻璃短边边长:970.0mmb:玻璃长边边长:1800.0mmB(#3T_L)中空玻璃内侧玻璃厚度为:6.000(mm)B(#3T_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:0.0948W(#2k1)中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值(KN/m^2)W(#2k2)中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值(KN/m^2)q(#3Ek1)中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值(KN/m^2)q(#3Ek2)中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值(KN/m^2)W(#2k1)=1.1×W(#1k)×B(#3T_w)^3/(B(#3T_w)^3+B(#3T_L)^3)=1.143(kN/m^2)W(#2k2)=W(#1k)×B(#3T_L)^3/(B(#3T_w)^3+B(#3T_L)^3)=1.040(kN/m^2)q(#3Ek1)=0.061(kN/m^2)q(#3Ek2)=0.061(kN/m^2)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/mm^2) 在风荷载作用下外侧玻璃参数θ=(W(#2k1)+0.5×q(#3EK1))×a^4/(E×t^4)=11.14η:折减系数，按θ=11.14查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=0.96在风荷载作用下外侧玻璃最大应力标准值σ(#2Wk)=6×m×W(#2k1)×a^2×η/t^2=16.249N/mm^2在地震作用下外侧玻璃参数θ=(W(#2k1)+0.5×q(#3EK1))×a^4/(E×t^4)=11.14η:折减系数，按θ=11.14查6.1.2-2表得:0.96在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值σ(#2Ek)=6×m×q(#3Ek1)×a^2×η/t^2=0.873N/mm^2σ:外侧玻璃所受应力:采用S(#1W)+0.5S(#1E)组合:σ=1.4×σ(#2WK)+0.5×1.3×σ(#2EK)=1.4×16.249+0.5×1.3×0.873=23.316N/mm^2在风荷载作用下内侧玻璃参数θ=(W(#2k2)+0.5×q(#3EK2))×a^4/(E×t^4)=10.15η:折减系数，按θ=10.15查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=0.96在风荷载作用下内侧玻璃最大应力标准值σ(#2Wk)=6×m×W(#2k2)×a^2×η/t^2=14.833N/mm^2在地震作用下内侧玻璃参数θ=(W(#2k2)+0.5×q(#3EK2))×a^4/(E×t^4)=10.15η:折减系数，按θ=10.15查6.1.2-2表得:η=0.96在地震作用下内侧玻璃最大应力标准值σ(#2Ek)=6×m×q(#3Ek2)×a^2×η/t^2=0.877N/mm^2σ:内侧玻璃所受应力:采用S(#1W)+0.5S(#1E)组合:σ=1.4×σ(#2WK)+0.5×1.3×σ(#2EK)=1.4×14.833+0.5×1.3×0.877=21.336N/mm^2外侧玻璃最大应力设计值σ=23.316N/mm^2<ｆ(#1g)=84.000N/mm^2内侧玻璃最大应力设计值σ=21.336N/mm^2<ｆ(#1g)=84.000N/mm^2中空玻璃强度满足要求!4.玻璃的挠度计算:d(#1f):在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm)D:玻璃的刚度(N.mm)t(#1e):玻璃等效厚度0.95×(B(#3t_L)^3+B(#3t_w)^3)^(1/3)=7.2mmν:泊松比，按JGJ102-20035.2.9条采用，取值为0.20μ:挠度系数:按JGJ102-2003表6.1.3采用μ=0.00957θ=W(#1k)×a^4/(E×t(#1e)^4)=9.61η:折减系数，按θ=9.61查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=0.96D=(E×t(#1e)^3)/12(1-ν^2)=2314912.42(N.mm)d(#1f)=μ×W(#1k)×a^4×η/D=7.3(mm)d(#1f)/a<1/60玻璃的挠度满足!三、硅酮结构密封胶计算该处选用结构胶类型为:SS621 1.按风荷载、水平地震作用和自重效应,计算硅酮结构密封胶的宽度:(1)在风载荷和水平地震作用下，结构胶粘结宽度的计算(抗震设计):C(#2s1):风载荷作用下结构胶粘结宽度(mm)W:风荷载设计值:2.911kN/m^2a:矩形玻璃板的短边长度:970.000mmf(#11):硅酮结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值，取0.2N/mm^2。q(#1E):作用在计算单元上的地震作用设计值:0.160(kN/m^2)按5.6.3条规定采用C(#2s1)=(W+0.5×q(#1E))×a/(2000×f(#11))=(2.911+0.5×0.160)×970.000/(2000×0.2)=7.25mm取8mm(2)在玻璃永久荷载作用下，结构胶粘结宽度的计算:因在玻璃下缘采用玻璃托条将玻璃直接托在横梁上，因此结构胶不承受玻璃重量！(3)硅酮结构密封胶的最大计算宽度:12mm2.硅酮结构密封胶粘接厚度的计算:水平风荷载作用下胶缝厚度的计算:t(#1s):风荷载作用下结构胶的粘结厚度h(#1g):玻璃面板高度:1800.0mmθ:风荷载标准值作用下主体结构的楼层弹性层间位移角限值(rad):0.0018ψ:胶缝变位折减系数1.000δ:硅酮结构密封胶的变位承受能力，取对应于其受拉应力为0.14N/mm^2时的伸长率:15.0%t(#1s)=θ×h(#1g)×ψ/(δ(#12)×(2+δ(#12)))^0.5=0.0018×1800.0×1.000/(0.150×(2+0.150))^0.5=5.76mm取6mm3.选取的胶缝宽度和厚度为：胶缝选定宽度为:12mm胶缝选定厚度为:6mm四、幕墙立柱计算幕墙立柱按多跨铰接静定梁模型进行设计计算：力学简图如下：1.荷载计算:(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算q(#1w):风荷载均布线荷载设计值(kN/m)W:风荷载设计值:2.746kN/m^2B:幕墙分格宽:0.970mq(#1w)=W×B=2.746×0.970=2.664kN/m(2)地震荷载计算q(#2EA):地震作用设计值(KN/m^2):G(#2Ak):玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重:500N/m^2垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值: q(#3EAk):垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值(kN/m^2)q(#3EAk)=5×α(#3max)×G(#2Ak)=5×0.080×500.000/1000=0.200kN/m^2γ(#1E):幕墙地震作用分项系数:1.3q(#2EA)=1.3×q(#3EAk)=1.3×0.200=0.260kN/m^2q(#1E)：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)q(#1E)=q(#2EA)×B=0.260×0.970=0.252kN/m2.选用立柱型材的截面特性:立柱型材号:GK821选用的立柱材料牌号:6063AT5<=10型材强度设计值:抗拉、抗压135.000N/mm^2抗剪75.0N/mm^2型材弹性模量:E=0.70×10^5N/mm^2X轴惯性矩:I(#1x)=307.500cm^4Y轴惯性矩:I(#1y)=68.500cm^4立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩:W(#1n)=40.250cm^3立柱型材净截面积:A(#1n)=12.740cm^2立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:LT_x=5.000mm立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩:S(#1s)=28.060cm^3塑性发展系数:γ=1.00型材截面如下:3.逐跨内力分析：立柱按多跨铰接连续静定梁进行设计计算：第1跨内力：R(#2B1)=2.790×3500×[1-(100/3500)^2]/2-0×(100/3500)=4879NP(#12)=4879NM(#11)=2.790×3500^2×[1-(100/3500)^2]^2/8-0×100×[1-(1+100/3500)^2/2+100/3500]=4265974N·mm第2跨内力：R(#2B2)=2.790×3500×[1-(100/3500)^2]/2-4879×(100/3500)=4740NP(#13)=4740NM(#2A2)=-(4879×100+2.790×100^2/2)=-501891N·mmM(#12)=2.790×3500^2×[1-(100/3500)^2]^2/8-4879×100×[1-(1+100/3500)^2/2+100/3500]=4022204N·mm第3跨内力：R(#2B3)=2.790×3500×[1-(100/3500)^2]/2-4740×(100/3500)=4744NP(#14)=4744NM(#2A3)=-(4740×100+2.790×100^2/2)=-487950N·mmM(#13)=2.790×3500^2×[1-(100/3500)^2]^2/8-4740×100×[1-(1+100/3500)^2/2+100/3500] =4029169N·mm第4跨内力：R(#2B4)=2.790×3500×[1-(100/3500)^2]/2-4744×(100/3500)=4744NP(#15)=4744NM(#2A4)=-(4744×100+2.790×100^2/2)=-488348N·mmM(#14)=2.790×3500^2×[1-(100/3500)^2]^2/8-4744×100×[1-(1+100/3500)^2/2+100/3500]=4028970N·mm4.幕墙立柱的强度验算：强度计算校核依据：校核依据:N/A+M/γ/w≤[σ]=135.0N/mm^2(拉弯构件)抗剪计算校核依据：τ(#3max)≤[τ]=75.0N/mm^2(1).第1跨立柱跨中强度验算：N(#11)=1.2×500.000×0.970×(100+3500)/1000=2095Nσ(#11)=4265974/(40.250×1.00×1000)+2095/(12.740×100)=107.63N/mm^2σ(#11)≤[σ]=135.0N/mm^2第1跨立柱抗压强度满足设计要求！V(#2B1)=R(#2B1)=4879Nτ(#11)=4879×28.060/(307.500×5.000×10)=8.91N/mm^2τ(#11)≤[τ]=75.0N/mm^2第1跨立柱抗剪强度满足设计要求！(2).支座弯矩最大处的强度验算：从以上分析可以看到，支座弯矩最大值为：501891N·mm,M(#2A2)为一控制截面N(#12)=1.2×500.000×0.970×(100+3500)/1000=2095Nσ(#2A2)=501891/(40.250×1.00×1000)+2095/(12.740×100)=14.11N/mm^2σ(#2A2)≤[σ]=135.0N/mm^2V(#3AZ2)=-(4879+2.790×100×(2+100/3500)/2)=-5162NV(#3AY2)=4879×100/3500+2.790×3500/2=5023Nτ(#2A2)=5162×28.060/(307.500×5.000×10)=9.42N/mm^2τ(#2A2)≤[τ]=75.0N/mm^2此处立柱抗剪强度满足设计要求！σ(#3ZS2)=((14.11)^2+3×9.42^2)^0.5=21.58N/mm^2此处立柱抗压强度满足设计要求！(3).第2跨后跨中弯矩最大处的强度验算：从以上分析可以看到，第2跨后跨中弯矩最大值为：4029169N·mm,M(#2A3)为一控制截面N(#13)=1.2×500.000×0.970×(100+3500)/1000=2095Nσ(#13)=4029169/(40.250×1.00×1000)+2095/(12.740×100)=101.75N/mm^2σ(#2A3)≤[σ]=135.0N/mm^2V(#13)=4740×100/3500=135Nτ(#13)=135×28.060/(307.500×5.000×10)=0.25N/mm^2τ(#13)≤[τ]=75.0N/mm^2此处立柱抗剪强度满足设计要求！σ(#3zs3)=(101.75^2+3×0.25^2)^0.5=101.75N/mm^2σ(#3zs3)≤1.1[σ]=148.5N/mm^2此处立柱抗压强度满足设计要求！此处立柱抗压强度满足设计要求！5.幕墙立柱的刚度计算：刚度计算校核依据：U(#3max)≤L/180(1).第1跨立柱跨中刚度验算：U(#11)=5×qwk×L(#11)^4×[1-2.4×(a(#11)/L(#11))^2]/(384×E×I(#1x)×10^9)=17.2mmU(#2B2)=qwk×a(#12)×L(#12)^3×[-1+4×(a(#12)/L(#12))^2+3×(a(#12)/L(#12))^3]/(24×E×I(#1x)×10^9)+P(#12)×a(#12)^2×L(#12)×(1+a(#12)/L(#12))/(3×E×I(#1x)×10^9)=-1.4mmU=U(#11)+U(#2B2)/2=17.2+(-1.4)/2=16.5mm U/(a(#11)+L(#11))=0.005第1跨立柱挠度可以满足要求！(2).第2跨后跨中弯矩最大处的刚度验算：从以上分析可以看到，第3跨立柱跨中弯矩最大,因此,第3跨跨中为刚度控制截面U(#13)=5×qwk×L(#13)^4/(384×E×I(#1x)×10^9)-qk×a(#13)^2×L(#13)^2/32/LTE/Ix/10^9-P(#13)×a(#13)×L(#13)^2/16/LTE/Ix/10^9=16.1mmU=16.1mm第3跨立柱挠度可以满足要求！五、立柱与主结构连接L(#3ct2):连接处热轧钢角码壁厚:6.0mmJ(#1y):连接处热轧钢角码承压强度:305.0N/mm^2D(#12):连接螺栓公称直径:12.0mmD(#10):连接螺栓有效直径:10.4mm选择的立柱与主体结构连接螺栓为:不锈钢螺栓A1,A2组50级L_L:连接螺栓抗拉强度:230N/mm^2L_J:连接螺栓抗剪强度:175N/mm^2采用S(#1G)+S(#1W)+0.5S(#1E)组合N(#31wk):连接处风荷载总值(N):N(#31wk)=W(#1k)×B×H(#4sjcg)×1000=1.962×0.970×3.600×1000=6851.3N连接处风荷载设计值(N):N(#21w)=1.4×N(#31wk)=1.4×6851.3=9591.8NN(#31Ek):连接处地震作用(N):N(#31Ek)=q(#3EAk)×B×H(#4sjcg)×1000=0.200×0.970×3.600×1000=698.4NN(#21E):连接处地震作用设计值(N):N(#21E)=1.3×N(#31Ek)=1.3×698.4=907.9NN(#11):连接处水平总力(N):N(#11)=N(#21w)+0.5×N(#21E)=9591.8+0.5×907.9=10045.8NN(#12):连接处自重总值设计值(N):N(#22k)=500×B×H(#4sjcg)=500×0.970×3.600=1746.0NN(#12):连接处自重总值设计值(N):N(#12)=1.2×N(#22k)=1.2×1746.0=2095.2NN:连接处总合力(N):N=(N(#11)^2+N(#12)^2)^0.5=(10045.786^2+2095.200^2)^0.5=10262.0NN(#2vb):螺栓的受剪承载能力:N(#1v):螺栓受剪面数目:2N(#2vb)=2×π×D(#10)^2×L_J/4=2×3.14×10.360^2×175/4=29488.8N 立柱型材种类:6063AT5<=10N(#3cbl):用一颗螺栓时，立柱型材壁抗承压能力(N):D(#12):连接螺栓直径:12.000mmN(#1v):连接处立柱承压面数目:2t:立柱壁厚:2.5mmXC_y:立柱局部承压强度:150.0N/mm^2N(#3cbl)=D(#12)×t×2×XC_y=12.000×2.5×2×150.0=9000.0NN(#3um1):立柱与建筑物主结构连接的螺栓个数:计算时应取螺栓受剪承载力和立柱型材承压承载力设计值中的较小者计算螺栓个数。螺栓的受剪承载能力N(#2vb)=29488.8N大于立柱型材承压承载力N(#3cbl)=9000.0NN(#3um1)=N/N(#3cbl)=10261.953/9000.000=2个取2个根据选择的螺栓数目，计算螺栓的受剪承载能力N(#2vb)=58977.6N根据选择的螺栓数目，计算立柱型材承压承载能力N(#3cbl)=18000.0NN(#2vb)=58977.6N>10262.0NN(#3cbl)=18000.0N>10262.0N强度可以满足角码抗承压能力计算:角码材料牌号:Q235钢(C级螺栓)L(#3ct2):角码壁厚:6.0mmJ(#1y):热轧钢角码承压强度:305.000N/mm^2N(#3cbg):钢角码型材壁抗承压能力(N):N(#3cbg)=D(#12)×2×J(#1y)×L(#3ct2)×N(#3um1)=12.000×2×305×6.000×2.000=87840.0N87840.0N>10262.0N强度可以满足六、幕墙后锚固连接设计计算幕墙与主体结构连接采用后锚固技术。本设计采用化学植筋作为后锚固连接件。本计算主要依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004。后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。本设计只考虑锚栓钢材抗剪复合破坏类型和混凝土破坏类型。并认为锚栓是群锚锚栓。本工程锚栓受拉力和剪力V^g(#2sd):总剪力设计值:V^g(#2sd)=N(#12)=2.095KNN^g(#2sd):总拉力设计值:N^g(#2sd)=N(#11)=10.046KNM:弯矩设计值(N·mm):e(#12):螺孔中心与锚板边缘距离:450.0mmM=V×e(#12)/1000=2.1×450.0/1000=0.94284KN·mγ(#4Rs,N)----锚栓钢材受拉破坏，锚固承载力分项系数=1.87；γ(#4Rs,V)----锚栓钢材受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.87；γ(#4Rc,N)----混凝土锥体受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15；γ(#4Rc,V)----混凝土楔形体受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80；γ(#3Rcp)----混凝土剪撬受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80；γ(#3Rsp)----混凝土劈裂受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15； 锚栓的分布如下图所示：锚板：　　　X=150.0mm　　　Y=300.0mm锚栓设置：　　　s11=220.0mm锚基边距：　　　c21=75.0mm　　　c22=75.0mmA.锚栓钢材受拉破坏承载力h----混凝土基材厚度=400.0mm；混凝土基材等级：强度等级C30；d----锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径=12.0mm；d(#1o)----钻孔直径=14.0mm；d(#1f)----锚板钻孔直径=14.0mm；h(#11)----钻孔深度=110.00mm；h(#2ef)----锚栓有效锚固深度=110.00mm；T(#4inst)----安装扭矩=40.00N.m；f(#3stk)----锚栓极限抗拉强度标准值=700.00Mpa；A(#1s)----锚栓应力截面面积=84.622mm^2；n----群锚锚栓个数=2；[table:S2.DOC]则N^h(#2sd)=9.309KN；N(#4Rk,s)=A(#1s)×f(#3stk)=59.236KN；N(#4Rd,s)=N(#4Rk,s)/γ(#4Rs,N)=31.733KN；N(#4Rd,s)>=N^h(#2sd)锚栓钢材受拉破坏承载力满足要求！B.混凝土锥体受拉破坏承载力[table:S3.DOC]f(#4cu,k)----混凝土立方体抗压强度标准值=30.00；s(#4cr,N)----混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距=330.00；c(#4cr,N)----混凝土锥体破坏，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距=165.00；由于是非开裂混凝土N^o(#4Rk,c)=7.3×(f(#4cu,k))^0.5×(h(#2ef)-30)^1.5=28.6100KN；A^o(#3c,N)=(s(#4cr,N))^2=108900.00mm^2；A(#3c,N)=82500.00mm^2；Ms(#3s,N)=0.84；Ms(#4re,N)=1.00；Ms(#4ec,N)=1.00；Ms(#5ucr,N)=1.40；N(#4Rk,c)=25.379KN；N(#4Rd,c)=N(#4Rk,c)/γ(#4Rc,N)=11.804KN； N(#4Rd,c)>=N^g(#2sd)混凝土锥体受拉破坏承载力满足要求！C.锚栓钢材受剪破坏承载力本设计考虑纯剪无杠杆臂状态，锚栓受剪承载力标准值V(#4Rk,s)按下式计算：则V^h(#2sd)=1.048KN；V(#4Rk,s)=0.5×A(#1s)×f(#3stk)=29.618KN；V(#4Rd,s)=V(#4Rk,s)/γ(#4Rs,V)=15.867KN；则V^h(#2sd)=1.048KN；V(#4Rd,s)>=V^h(#2sd)锚栓钢材受剪破坏承载力满足要求！D.混凝土楔形体受剪破坏承载力混凝土楔形体受剪破坏承载力满足要求！E.混凝土剪撬破坏承载力V(#5Rd,cp)----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值V(#5Rk,cp)----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值K----锚固深度h_ef对V_rk_cp影响系数当h(#2ef)>=60mm时，取K＝2.0V(#5Rk,cp)=k×N(#4Rk,c)=50.757KN；V(#5Rd,cp)=V(#5Rk,cp)/γ(#3Rcp)=28.198KN；V(#5Rd,cp)>=V^g(#2sd)混凝土剪撬破坏承载力满足要求！F.拉剪复合受力承载力拉剪复合受力下，混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：(N^h(#2sd)/N(#4Rd,s))^2+(V^h(#2sd)/V(#4Rd,s))^2=0.09<1锚栓钢材能够满足要求！(N^g(#2sd)/N(#4Rd,c))^1.5+(V^g(#2sd)/V(#4Rd,c))^1.5=0.986<1混凝土能够满足要求！七、幕墙预埋件焊缝计算法向力设设计值N:10045.8N剪力设计值V:2095.2N弯矩M:942840.0N·mm焊缝参数：焊接形式：L型围焊水平焊缝长度L(#1x):100.0mm竖直焊缝长度L(#1y):30.0mm焊角高度h(#1f):6.0mm角焊缝的计算厚度:h(#1e)=0.707×h(#1f)=4.2mm焊缝特性参数计算:有效面积:A=h(#1e)×(L(#1x)-2×h(#1f))+h(#1e)×(L(#1y)-2×h(#1f))=4.2×(100.0-2×6.0)+4.2×(30.0-2×6.0)=449.7mm^2形心到竖直焊缝轴线距离:d(#1x)=(L(#1x)-2×h(#1f))×(L(#1x)-h(#1e))/(2×(L(#1x)-2×h(#1f)+L(#1y)-2×h(#1f)))=(100.0-2×6.0)×(100.0-4.2)/(2×(100.0-2×6.0+30.0-2×6.0))=39.7mm形心到水平焊缝轴线距离:d(#1y)=(L(#1y)-2×h(#1f))×(L(#1y)-h(#1e))/(2×(L(#1x)-2×h(#1f)+L(#1y)-2×h(#1f)))=(30.0-2×6.0)×(30.0-4.2)/(2×(100.0 -2×6.0+30.0-2×6.0))=2.2mmI(#1x)=h(#1e)×[(L(#1x)-2×h(#1f))×d(#1y)^2+h(#1e)^2×(L(#1x)-2×h(#1f))/12+(L(#1y)-2×h(#1f))^3/12+(L(#1y)-2×h(#1f))×((L(#1y)-h(#1e))/2-d(#1y))^2]=4.2×[(100.0-2×6.0)×2.2^2+4.2^2×(100.0-2×6.0)/12+(30.0-2×6.0)^3/12+(30.0-2×6.0)×((30.0-4.2)/2-2.2)^2]=13135.8mm^4I(#1y)=h(#1e)×[(L(#1y)-2×h(#1f))×d(#1x)^2+h(#1e)^2×(L(#1y)-2×h(#1f))/12+(L(#1x)-2×h(#1f))^3/12+(L(#1x)-2×h(#1f))×((L(#1x)-h(#1e))/2-d(#1x))^2]=4.2×[(30.0-2×6.0)×39.7^2+4.2^2×(30.0-2×6.0)/12+(100.0-2×6.0)^3/12+(100.0-2×6.0)×((100.0-4.2)/2-39.7)^2]=386329.7mm^4J=I(#1x)+I(#1y)=13135.8+386329.7=399465.5mm^4根据《钢结构设计规范》GB50017-2003公式7.1.3-1、7.1.3-2和7.1.3-3计算β(#1f):角焊缝的强度设计值增大系数，取值为:1.22σ(#1m):弯矩引起的正应力：σ(#1m)=M×(L(#1X)-(d(#1x)+h(#1e)/2))/J=942840.0×(100.0-(39.7+4.2/2))/399465.5=137.202N/mm^2σ(#1n):正应力σ(#1n)=N/A=10045.8/449.7=22.341N/mm^2τ(#1M):弯矩引起的剪应力:τ(#1M)=M×(L(#1y)-(d(#1y)+h(#1e)/2))/J=942840.0×(30.0-(2.2+4.2/2))/399465.5=60.640N/mm^2τ(#1V):剪力引起的剪应力:τ(#1V)=V/A=2095.200/449.652=4.660N/mm^2总正应力σ(#1f)=σ(#1M)+σ(#1N)=159.544N/mm^2总切应力τ(#1f)=τ(#1M)+τ(#1V)=65.299N/mm^2角焊缝强度设计值f(#1f)^w=160.000N/mm^2强度校核：((σ(#1f)/β(#1f))^2+τ(#1f)^2)^0.5=((159.544/1.22)^2+65.299^2)^0.5=146.170N/mm^2≤160.000N/mm^2焊缝强度可以满足！八、幕墙横梁计算幕墙横梁计算简图如下图所示：1.选用横梁型材的截面特性: 选用型材号:GK803选用的横梁材料牌号:6063AT5横梁型材抗剪强度设计值:72.20N/mm^2横梁型材抗弯强度设计值:124.40N/mm^2横梁型材弹性模量:E=0.70×10^5N/mm^2M(#1x)横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)M(#1y)横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)W(#2nx)横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩:W(#2nx)=7.080cm^3W(#2ny)横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩:W(#2ny)=7.500cm^3型材截面积:A=5.400cm^2γ塑性发展系数，可取1.002.幕墙横梁的强度计算:校核依据:M(#1x)/γW(#2nx)+M(#1y)/γW(#2ny)≤f=90.0横梁上分格高:1.800m横梁下分格高:1.100mH----横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半):1.450ml----横梁跨度,l=970mm(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)G(#2Ak):横梁自重:400N/m^2G(#1k):横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m):横梁自重受荷按上单元高:1.800mG(#1k)=400×H/1000=400×1.800/1000=0.720kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)G=1.2×G(#1k)=1.2×0.720=0.864kN/mM(#1y):横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)M(#1y)=G×B^2/8=0.864×0.970^2/8=0.102kN·m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)风荷载线分布最大集度标准值(三角形分布)q(#2wk)=W(#1k)×B=1.962×0.970=1.903kN/m风荷载线分布最大集度设计值q(#1w)=1.4×q(#2wk)=1.4×1.903=2.664kN/mM(#2xw):横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)M(#2xw)=q(#1w)×B^2/12=2.664×0.970^2/12=0.209kN·m(3)地震作用下横梁弯矩q(#3EAk):横梁平面外地震作用:β(#1E):动力放大系数:5α(#3max):地震影响系数最大值:0.080G(#2Ak):幕墙构件自重:400N/m^2q(#3EAk)=5×α(#3max)×400/1000=5×0.080×400/1000=0.160kN/m^2q(#2ex):水平地震作用最大集度标准值B:幕墙分格宽:0.970m水平地震作用最大集度标准值(三角形分布) q(#2ex)=q(#3EAk)×B=0.160×0.970=0.155KN/mq(#1E):水平地震作用最大集度设计值γ(#1E):地震作用分项系数:1.3q(#1E)=1.3×q(#2ex)=1.3×0.155=0.202kN/mM(#2xE):地震作用下横梁弯矩:M(#2xE)=q(#1E)×B^2/12=0.202×0.970^2/12=0.016kN·m(4)横梁强度:σ:横梁计算强度(N/mm^2):采用S(#1G)+S(#1W)+0.5S(#1E)组合W(#2nx):横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩:7.080cm^3W(#2ny):横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩:7.500cm^3γ:塑性发展系数:1.00σ=10^3×M(#1y)/(1.00×W(#2ny))+10^3×M(#2xw)/(1.00×W(#2nx))+0.5×10^3×M(#2xE)/(1.00×W(#2nx))=44.173N/mm^244.173N/mm^2<ｆ(#1a)=124.40N/mm^2横梁正应力强度可以满足3.幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据:τ(#1x)=V(#1y)×S(#1x)/(I(#1x)×t(#1x))≤55.0N/mm^2校核依据:τ(#1y)=V(#1x)×S(#1y)/(I(#1y)×t(#1y))≤55.0N/mm^2V(#1x)----横梁竖直方向(X轴)的剪力设计值N；V(#1y)----横梁水平方向(Y轴)的剪力设计值N；S(#1x)----横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=11.412cm^3；S(#1y)----横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=20.000cm^3；I(#1x)----横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=19.160cm^4；I(#1y)----横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=20.210cm^4；t(#1x)----横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=4.0mm；t(#1y)----横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=4.0mm；f----型材抗剪强度设计值=55.0N/mm^2；(1)Q(#2wk):风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)W(#1k):风荷载标准值:1.962kN/m^2B:幕墙分格宽:0.970m风荷载呈三角形分布时：Q(#2wk)=W(#1k)×B^2/4=1.962×0.970^2/4=0.462kN(2)Q(#1w):风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Q(#1w)=1.4×Q(#2wk)=1.4×0.462=0.646kN(3)Q(#2Ek):地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用呈三角形分布时：Q(#2Ek)=q(#3EAk)×B^2/4=0.160×0.970^2/4=0.038kN(4)Q(#1E):　地震作用下横梁剪力设计值(kN)γ(#1E):地震作用分项系数:1.3Q(#1E)=1.3×Q(#2Ek)=1.3×0.038=0.049kN (5)V(#1y):横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(kN):采用V(#1y)=Q(#1w)+0.5Q(#1E)组合V(#1y)=Q(#1w)+0.5×Q(#1E)=0.646+0.5×0.049=0.671kN(6)V(#1x):横梁竖直方向(x轴)的剪力设计值(kN):V(#1x)=G×B/2=0.419kN(7)横梁剪应力τ(#1x)=V(#1y)×S(#1x)/(I(#1x)×t(#1x))=0.671×11.412×100/(19.160×4.0)=9.985N/mm^2τ(#1y)=V(#1x)×S(#1y)/(I(#1y)×t(#1y))=0.419×20.000×100/(20.210×4.0)=10.367N/mm^2τ(#1x)=9.985N/mm^210517.7NN(#3cbl)=18000.0N>10517.7N强度可以满足角码抗承压能力计算:角码材料牌号:Q235钢(C级螺栓)L(#3ct2):角码壁厚:6.0mmJ(#1y):热轧钢角码承压强度:305.000N/mm^2N(#3cbg):钢角码型材壁抗承压能力(N):N(#3cbg)=D(#12)×2×J(#1y)×L(#3ct2)×N(#3um1)=12.000×2×305×6.000×2.000=87840.0N87840.0N>10517.7N强度可以满足六、幕墙后锚固连接设计计算幕墙与主体结构连接采用后锚固技术。本设计采用化学植筋作为后锚固连接件。本计算主要依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004。后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。本设计只考虑锚栓钢材抗剪复合破坏类型和混凝土破坏类型。并认为锚栓是群锚锚栓。本工程锚栓受拉力和剪力V^g(#2sd):总剪力设计值:V^g(#2sd)=N(#12)=3.456KNN^g(#2sd):总拉力设计值:N^g(#2sd)=N(#11)=9.934KNM:弯矩设计值(N·mm):e(#12):螺孔中心与锚板边缘距离:170.0mmM=V×e(#12)/1000=3.5×170.0/1000=0.58752KN·m[table:S1.DOC]γ(#4Rs,N)----锚栓钢材受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.86；γ(#4Rs,V)----锚栓钢材受剪破坏，锚固承载力分项系数=2.86；γ(#4Rc,N)----混凝土锥体受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15； γ(#4Rc,V)----混凝土楔形体受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80；γ(#3Rcp)----混凝土剪撬受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80；γ(#3Rsp)----混凝土劈裂受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15；锚栓的分布如下图所示：锚板：　　　X=150.0mm　　　Y=300.0mm锚栓设置：　　　s11=220.0mm锚基边距：　　　c21=75.0mm　　　c22=75.0mmA.锚栓钢材受拉破坏承载力h----混凝土基材厚度=400.0mm；混凝土基材等级：强度等级C30；d----锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径=12.0mm；d(#1o)----钻孔直径=14.0mm；d(#1f)----锚板钻孔直径=14.0mm；h(#11)----钻孔深度=110.00mm；h(#2ef)----锚栓有效锚固深度=110.00mm；T(#4inst)----安装扭矩=40.00N.m；f(#3stk)----锚栓极限抗拉强度标准值=500.00Mpa；A(#1s)----锚栓应力截面面积=84.622mm^2；n----群锚锚栓个数=2；[table:S2.DOC]则N^h(#2sd)=7.637KN；N(#4Rk,s)=A(#1s)×f(#3stk)=42.311KN；N(#4Rd,s)=N(#4Rk,s)/γ(#4Rs,N)=14.809KN；N(#4Rd,s)>=N^h(#2sd)锚栓钢材受拉破坏承载力满足要求！B.混凝土锥体受拉破坏承载力[table:S3.DOC]f(#4cu,k)----混凝土立方体抗压强度标准值=30.00；s(#4cr,N)----混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距=330.00；c(#4cr,N)----混凝土锥体破坏，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距=165.00；由于是非开裂混凝土N^o(#4Rk,c)=7.3×(f(#4cu,k))^0.5×(h(#2ef)-30)^1.5=28.6100KN；A^o(#3c,N)=(s(#4cr,N))^2=108900.00mm^2；A(#3c,N)=82500.00mm^2；Ms(#3s,N)=0.84；Ms(#4re,N)=1.00；Ms(#4ec,N)=1.00；Ms(#5ucr,N)=1.40； N(#4Rk,c)=25.379KN；N(#4Rd,c)=N(#4Rk,c)/γ(#4Rc,N)=11.804KN；N(#4Rd,c)>=N^g(#2sd)混凝土锥体受拉破坏承载力满足要求！C.锚栓钢材受剪破坏承载力本设计考虑纯剪无杠杆臂状态，锚栓受剪承载力标准值V(#4Rk,s)按下式计算：则V^h(#2sd)=1.728KN；V(#4Rk,s)=0.5×A(#1s)×f(#3stk)=21.156KN；V(#4Rd,s)=V(#4Rk,s)/γ(#4Rs,V)=7.404KN；则V^h(#2sd)=1.728KN；V(#4Rd,s)>=V^h(#2sd)锚栓钢材受剪破坏承载力满足要求！D.混凝土楔形体受剪破坏承载力混凝土楔形体受剪破坏承载力满足要求！E.混凝土剪撬破坏承载力V(#5Rd,cp)----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值V(#5Rk,cp)----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值K----锚固深度h_ef对V_rk_cp影响系数当h(#2ef)>=60mm时，取K＝2.0V(#5Rk,cp)=k×N(#4Rk,c)=50.757KN；V(#5Rd,cp)=V(#5Rk,cp)/γ(#3Rcp)=28.198KN；V(#5Rd,cp)>=V^g(#2sd)混凝土剪撬破坏承载力满足要求！F.拉剪复合受力承载力拉剪复合受力下，混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：(N^h(#2sd)/N(#4Rd,s))^2+(V^h(#2sd)/V(#4Rd,s))^2=0.32<1锚栓钢材能够满足要求！(N^g(#2sd)/N(#4Rd,c))^1.5+(V^g(#2sd)/V(#4Rd,c))^1.5=0.974<1混凝土能够满足要求！七、幕墙埋件焊缝计算法向力设设计值N:9933.7N剪力设计值V:3456.0N弯矩M:587520.0N·mm焊缝参数：焊接形式：L型围焊水平焊缝长度L(#1x):100.0mm竖直焊缝长度L(#1y):30.0mm焊角高度h(#1f):6.0mm角焊缝的计算厚度:h(#1e)=0.707×h(#1f)=4.2mm焊缝特性参数计算:有效面积:A=h(#1e)×(L(#1x)-2×h(#1f))+h(#1e)×(L(#1y)-2×h(#1f))=4.2×(100.0-2×6.0)+4.2×(30.0-2×6.0)=449.7mm^2形心到竖直焊缝轴线距离:d(#1x)=(L(#1x)-2×h(#1f))×(L(#1x)-h(#1e))/(2×(L(#1x)-2×h(#1f)+L(#1y)-2×h(#1f)))=(100.0-2×6.0)×(100.0-4.2)/(2×(100.0-2×6.0+30.0-2×6.0))=39.7mm 形心到水平焊缝轴线距离:d(#1y)=(L(#1y)-2×h(#1f))×(L(#1y)-h(#1e))/(2×(L(#1x)-2×h(#1f)+L(#1y)-2×h(#1f)))=(30.0-2×6.0)×(30.0-4.2)/(2×(100.0-2×6.0+30.0-2×6.0))=2.2mmI(#1x)=h(#1e)×[(L(#1x)-2×h(#1f))×d(#1y)^2+h(#1e)^2×(L(#1x)-2×h(#1f))/12+(L(#1y)-2×h(#1f))^3/12+(L(#1y)-2×h(#1f))×((L(#1y)-h(#1e))/2-d(#1y))^2]=4.2×[(100.0-2×6.0)×2.2^2+4.2^2×(100.0-2×6.0)/12+(30.0-2×6.0)^3/12+(30.0-2×6.0)×((30.0-4.2)/2-2.2)^2]=13135.8mm^4I(#1y)=h(#1e)×[(L(#1y)-2×h(#1f))×d(#1x)^2+h(#1e)^2×(L(#1y)-2×h(#1f))/12+(L(#1x)-2×h(#1f))^3/12+(L(#1x)-2×h(#1f))×((L(#1x)-h(#1e))/2-d(#1x))^2]=4.2×[(30.0-2×6.0)×39.7^2+4.2^2×(30.0-2×6.0)/12+(100.0-2×6.0)^3/12+(100.0-2×6.0)×((100.0-4.2)/2-39.7)^2]=386329.7mm^4J=I(#1x)+I(#1y)=13135.8+386329.7=399465.5mm^4根据《钢结构设计规范》GB50017-2003公式7.1.3-1、7.1.3-2和7.1.3-3计算β(#1f):角焊缝的强度设计值增大系数，取值为:1.22σ(#1m):弯矩引起的正应力：σ(#1m)=M×(L(#1X)-(d(#1x)+h(#1e)/2))/J=587520.0×(100.0-(39.7+4.2/2))/399465.5=85.496N/mm^2σ(#1n):正应力σ(#1n)=N/A=9933.7/449.7=22.092N/mm^2τ(#1M):弯矩引起的剪应力:τ(#1M)=M×(L(#1y)-(d(#1y)+h(#1e)/2))/J=587520.0×(30.0-(2.2+4.2/2))/399465.5=37.787N/mm^2τ(#1V):剪力引起的剪应力:τ(#1V)=V/A=3456.000/449.652=7.686N/mm^2总正应力σ(#1f)=σ(#1M)+σ(#1N)=107.588N/mm^2总切应力τ(#1f)=τ(#1M)+τ(#1V)=45.473N/mm^2角焊缝强度设计值f(#1f)^w=160.000N/mm^2强度校核：((σ(#1f)/β(#1f))^2+τ(#1f)^2)^0.5=((107.588/1.22)^2+45.473^2)^0.5=99.221N/mm^2≤160.000N/mm^2焊缝强度可以满足！八、幕墙横梁计算幕墙横梁计算简图如下图所示： 1.选用横梁型材的截面特性:选用型材号:GK823选用的横梁材料牌号:6063AT5横梁型材抗剪强度设计值:72.20N/mm^2横梁型材抗弯强度设计值:124.40N/mm^2横梁型材弹性模量:E=0.70×10^5N/mm^2M(#1x)横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)M(#1y)横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)W(#2nx)横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩:W(#2nx)=8.350cm^3W(#2ny)横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩:W(#2ny)=8.970cm^3型材截面积:A=6.400cm^2γ塑性发展系数，可取1.00型材截面如下：2.幕墙横梁的强度计算:校核依据:M(#1x)/γW(#2nx)+M(#1y)/γW(#2ny)≤f=90.0横梁上分格高:2.900m横梁下分格高:0.700mH----横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半):1.800ml----横梁跨度,l=1600mm(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)G(#2Ak):横梁自重:400N/m^2G(#1k):横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m):横梁自重受荷按上单元高:2.900mG(#1k)=400×H/1000=400×2.900/1000=1.160kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)G=1.2×G(#1k)=1.2×1.160=1.392kN/mM(#1y):横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)M(#1y)=G×B^2/8=1.392×1.600^2/8=0.445kN·m (2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)风荷载线分布最大集度标准值(三角形分布)q(#2wk)=W(#1k)×B=1.139×1.600=1.822kN/m风荷载线分布最大集度设计值q(#1w)=1.4×q(#2wk)=1.4×1.822=2.551kN/mM(#2xw):横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)M(#2xw)=q(#1w)×B^2/12=2.551×1.600^2/12=0.544kN·m(3)地震作用下横梁弯矩q(#3EAk):横梁平面外地震作用:β(#1E):动力放大系数:5α(#3max):地震影响系数最大值:0.080G(#2Ak):幕墙构件自重:400N/m^2q(#3EAk)=5×α(#3max)×400/1000=5×0.080×400/1000=0.160kN/m^2q(#2ex):水平地震作用最大集度标准值B:幕墙分格宽:1.600m水平地震作用最大集度标准值(三角形分布)q(#2ex)=q(#3EAk)×B=0.160×1.600=0.256KN/mq(#1E):水平地震作用最大集度设计值γ(#1E):地震作用分项系数:1.3q(#1E)=1.3×q(#2ex)=1.3×0.256=0.333kN/mM(#2xE):地震作用下横梁弯矩:M(#2xE)=q(#1E)×B^2/12=0.333×1.600^2/12=0.071kN·m(4)横梁强度:σ:横梁计算强度(N/mm^2):采用S(#1G)+S(#1W)+0.5S(#1E)组合W(#2nx):横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩:8.350cm^3W(#2ny):横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩:8.970cm^3γ:塑性发展系数:1.00σ=10^3×M(#1y)/(1.00×W(#2ny))+10^3×M(#2xw)/(1.00×W(#2nx))+0.5×10^3×M(#2xE)/(1.00×W(#2nx))=119.095N/mm^2119.095N/mm^2<ｆ(#1a)=124.40N/mm^2横梁正应力强度可以满足3.幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据:τ(#1x)=V(#1y)×S(#1x)/(I(#1x)×t(#1x))≤55.0N/mm^2校核依据:τ(#1y)=V(#1x)×S(#1y)/(I(#1y)×t(#1y))≤55.0N/mm^2V(#1x)----横梁竖直方向(X轴)的剪力设计值N；V(#1y)----横梁水平方向(Y轴)的剪力设计值N；S(#1x)----横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=11.412cm^3；S(#1y)----横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=20.000cm^3；I(#1x)----横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=22.430cm^4；I(#1y)----横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=23.170cm^4； t(#1x)----横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=5.0mm；t(#1y)----横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=5.0mm；f----型材抗剪强度设计值=55.0N/mm^2；(1)Q(#2wk):风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)W(#1k):风荷载标准值:1.139kN/m^2B:幕墙分格宽:1.600m风荷载呈三角形分布时：Q(#2wk)=W(#1k)×B^2/4=1.139×1.600^2/4=0.729kN(2)Q(#1w):风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Q(#1w)=1.4×Q(#2wk)=1.4×0.729=1.021kN(3)Q(#2Ek):地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用呈三角形分布时：Q(#2Ek)=q(#3EAk)×B^2/4=0.160×1.600^2/4=0.102kN(4)Q(#1E):　地震作用下横梁剪力设计值(kN)γ(#1E):地震作用分项系数:1.3Q(#1E)=1.3×Q(#2Ek)=1.3×0.102=0.133kN(5)V(#1y):横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(kN):采用V(#1y)=Q(#1w)+0.5Q(#1E)组合V(#1y)=Q(#1w)+0.5×Q(#1E)=1.021+0.5×0.133=1.087kN(6)V(#1x):横梁竖直方向(x轴)的剪力设计值(kN):V(#1x)=G×B/2=1.114kN(7)横梁剪应力τ(#1x)=V(#1y)×S(#1x)/(I(#1x)×t(#1x))=1.087×11.412×100/(22.430×5.0)=11.062N/mm^2τ(#1y)=V(#1x)×S(#1y)/(I(#1y)×t(#1y))=1.114×20.000×100/(23.170×5.0)=19.225N/mm^2τ(#1x)=11.062N/mm^211291.8NN(#3cbl)=58560.0N>11291.8N强度可以满足角码抗承压能力计算:角码材料牌号:Q235钢(C级螺栓)L(#3ct2):角码壁厚:6.0mmJ(#1y):热轧钢角码承压强度:305.000N/mm^2N(#3cbg):钢角码型材壁抗承压能力(N):N(#3cbg)=D(#12)×2×J(#1y)×L(#3ct2)×N(#3um1)=12.000×2×305×6.000×2.000=87840.0N87840.0N>11291.8N强度可以满足五、幕墙后锚固连接设计计算幕墙与主体结构连接采用后锚固技术。本设计采用化学植筋作为后锚固连接件。本计算主要依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004。后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。本设计只考虑锚栓钢材抗剪复合破坏类型和混凝土破坏类型。并认为锚栓是群锚锚栓。本工程锚栓受拉力和剪力V^g(#2sd):总剪力设计值:V^g(#2sd)=N(#12)=1.037KNN^g(#2sd):总拉力设计值:N^g(#2sd)=N(#11)=11.244KNM:弯矩设计值(N·mm):e(#12):螺孔中心与锚板边缘距离:450.0mmM=V×e(#12)/1000 =1.0×450.0/1000=0.46656KN·mγ(#4Rs,N)----锚栓钢材受拉破坏，锚固承载力分项系数=1.87；γ(#4Rs,V)----锚栓钢材受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.87；γ(#4Rc,N)----混凝土锥体受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15；γ(#4Rc,V)----混凝土楔形体受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80；γ(#3Rcp)----混凝土剪撬受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80；γ(#3Rsp)----混凝土劈裂受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15；锚栓的分布如下图所示：锚板：　　　X=150.0mm　　　Y=300.0mm锚栓设置：　　　s11=220.0mm锚基边距：　　　c21=75.0mm　　　c22=75.0mmA.锚栓钢材受拉破坏承载力h----混凝土基材厚度=400.0mm；混凝土基材等级：强度等级C30；d----锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径=12.0mm；d(#1o)----钻孔直径=14.0mm；d(#1f)----锚板钻孔直径=14.0mm；h(#11)----钻孔深度=110.00mm；h(#2ef)----锚栓有效锚固深度=110.00mm；T(#4inst)----安装扭矩=40.00N.m；f(#3stk)----锚栓极限抗拉强度标准值=700.00Mpa；A(#1s)----锚栓应力截面面积=84.622mm^2；n----群锚锚栓个数=2；[table:S2.DOC]则N^h(#2sd)=7.743KN；N(#4Rk,s)=A(#1s)×f(#3stk)=59.236KN；N(#4Rd,s)=N(#4Rk,s)/γ(#4Rs,N)=31.733KN；N(#4Rd,s)>=N^h(#2sd)锚栓钢材受拉破坏承载力满足要求！B.混凝土锥体受拉破坏承载力[table:S3.DOC]f(#4cu,k)----混凝土立方体抗压强度标准值=30.00；s(#4cr,N)----混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距=330.00；c(#4cr,N)----混凝土锥体破坏，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距=165.00；由于是非开裂混凝土N^o(#4Rk,c)=7.3×(f(#4cu,k))^0.5×(h(#2ef)-30)^1.5=28.6100KN；A^o(#3c,N)=(s(#4cr,N))^2=108900.00mm^2；A(#3c,N)=82500.00mm^2； Ms(#3s,N)=0.84；Ms(#4re,N)=1.00；Ms(#4ec,N)=1.00；Ms(#5ucr,N)=1.40；N(#4Rk,c)=25.379KN；N(#4Rd,c)=N(#4Rk,c)/γ(#4Rc,N)=11.804KN；N(#4Rd,c)>=N^g(#2sd)混凝土锥体受拉破坏承载力满足要求！C.锚栓钢材受剪破坏承载力本设计考虑纯剪无杠杆臂状态，锚栓受剪承载力标准值V(#4Rk,s)按下式计算：则V^h(#2sd)=0.518KN；V(#4Rk,s)=0.5×A(#1s)×f(#3stk)=29.618KN；V(#4Rd,s)=V(#4Rk,s)/γ(#4Rs,V)=15.867KN；则V^h(#2sd)=0.518KN；V(#4Rd,s)>=V^h(#2sd)锚栓钢材受剪破坏承载力满足要求！D.混凝土楔形体受剪破坏承载力混凝土楔形体受剪破坏承载力满足要求！E.混凝土剪撬破坏承载力V(#5Rd,cp)----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值V(#5Rk,cp)----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值K----锚固深度h_ef对V_rk_cp影响系数当h(#2ef)>=60mm时，取K＝2.0V(#5Rk,cp)=k×N(#4Rk,c)=50.757KN；V(#5Rd,cp)=V(#5Rk,cp)/γ(#3Rcp)=28.198KN；V(#5Rd,cp)>=V^g(#2sd)混凝土剪撬破坏承载力满足要求！F.拉剪复合受力承载力拉剪复合受力下，混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：(N^h(#2sd)/N(#4Rd,s))^2+(V^h(#2sd)/V(#4Rd,s))^2=0.06<1锚栓钢材能够满足要求！(N^g(#2sd)/N(#4Rd,c))^1.5+(V^g(#2sd)/V(#4Rd,c))^1.5=0.996<1混凝土满足要求！六、幕墙预埋件焊缝计算法向力设设计值N:11244.1N剪力设计值V:1036.8N弯矩M:466560.0N·mm焊缝参数：焊接形式：L型围焊水平焊缝长度L(#1x):100.0mm竖直焊缝长度L(#1y):30.0mm焊角高度h(#1f):6.0mm角焊缝的计算厚度:h(#1e)=0.707×h(#1f)=4.2mm焊缝特性参数计算:有效面积:A=h(#1e)×(L(#1x)-2×h(#1f))+h(#1e)×(L(#1y)-2×h(#1f))=4.2×(100.0-2×6.0)+4.2×(30.0-2×6.0)=449.7mm^2形心到竖直焊缝轴线距离: d(#1x)=(L(#1x)-2×h(#1f))×(L(#1x)-h(#1e))/(2×(L(#1x)-2×h(#1f)+L(#1y)-2×h(#1f)))=(100.0-2×6.0)×(100.0-4.2)/(2×(100.0-2×6.0+30.0-2×6.0))=39.7mm形心到水平焊缝轴线距离:d(#1y)=(L(#1y)-2×h(#1f))×(L(#1y)-h(#1e))/(2×(L(#1x)-2×h(#1f)+L(#1y)-2×h(#1f)))=(30.0-2×6.0)×(30.0-4.2)/(2×(100.0-2×6.0+30.0-2×6.0))=2.2mmI(#1x)=h(#1e)×[(L(#1x)-2×h(#1f))×d(#1y)^2+h(#1e)^2×(L(#1x)-2×h(#1f))/12+(L(#1y)-2×h(#1f))^3/12+(L(#1y)-2×h(#1f))×((L(#1y)-h(#1e))/2-d(#1y))^2]=4.2×[(100.0-2×6.0)×2.2^2+4.2^2×(100.0-2×6.0)/12+(30.0-2×6.0)^3/12+(30.0-2×6.0)×((30.0-4.2)/2-2.2)^2]=13135.8mm^4I(#1y)=h(#1e)×[(L(#1y)-2×h(#1f))×d(#1x)^2+h(#1e)^2×(L(#1y)-2×h(#1f))/12+(L(#1x)-2×h(#1f))^3/12+(L(#1x)-2×h(#1f))×((L(#1x)-h(#1e))/2-d(#1x))^2]=4.2×[(30.0-2×6.0)×39.7^2+4.2^2×(30.0-2×6.0)/12+(100.0-2×6.0)^3/12+(100.0-2×6.0)×((100.0-4.2)/2-39.7)^2]=386329.7mm^4J=I(#1x)+I(#1y)=13135.8+386329.7=399465.5mm^4根据《钢结构设计规范》GB50017-2003公式7.1.3-1、7.1.3-2和7.1.3-3计算β(#1f):角焊缝的强度设计值增大系数，取值为:1.22σ(#1m):弯矩引起的正应力：σ(#1m)=M×(L(#1X)-(d(#1x)+h(#1e)/2))/J=466560.0×(100.0-(39.7+4.2/2))/399465.5=67.894N/mm^2σ(#1n):正应力σ(#1n)=N/A=11244.1/449.7=25.006N/mm^2τ(#1M):弯矩引起的剪应力:τ(#1M)=M×(L(#1y)-(d(#1y)+h(#1e)/2))/J=466560.0×(30.0-(2.2+4.2/2))/399465.5=30.007N/mm^2τ(#1V):剪力引起的剪应力:τ(#1V)=V/A=1036.800/449.652=2.306N/mm^2总正应力σ(#1f)=σ(#1M)+σ(#1N)=92.900N/mm^2总切应力τ(#1f)=τ(#1M)+τ(#1V)=32.313N/mm^2角焊缝强度设计值f(#1f)^w=160.000N/mm^2强度校核：((σ(#1f)/β(#1f))^2+τ(#1f)^2)^0.5=((92.900/1.22)^2+32.313^2)^0.5=82.720N/mm^2≤160.000N/mm^2焊缝强度可以满足！七、幕墙横梁计算幕墙横梁计算简图如下图所示： 1.选用横梁型材的截面特性:选用型材号:50x50x4角钢选用的横梁材料牌号:Q235d<=16横梁型材抗剪强度设计值:125.000N/mm^2横梁型材抗弯强度设计值:215.000N/mm^2横梁型材弹性模量:E=2.05×10^5N/mm^2M(#1x)横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)M(#1y)横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)W(#2nx)横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩:W(#2nx)=2.560cm^3W(#2ny)横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩:W(#2ny)=2.560cm^3型材截面积:A=3.900cm^2γ塑性发展系数，可取1.00型材截面如下：2.幕墙横梁的强度计算:校核依据:M(#1x)/γW(#2nx)+M(#1y)/γW(#2ny)≤f=215.0横梁上分格高:1.200m横梁下分格高:1.200mH----横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半):1.200ml----横梁跨度,l=1200mm(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)G(#2Ak):横梁自重:270N/m^2G(#1k):横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m):横梁自重受荷按上单元高:1.200mG(#1k)=270×H/1000=270×1.200/1000=0.324kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)G=1.2×G(#1k)=1.2×0.324=0.389kN/m M(#1y):横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)M(#1y)=G×B^2/8=0.389×1.200^2/8=0.070kN·m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)风荷载线分布最大集度标准值(三角形分布)q(#2wk)=W(#1k)×B=1.822×1.200=2.186kN/m风荷载线分布最大集度设计值q(#1w)=1.4×q(#2wk)=1.4×2.186=3.061kN/mM(#2xw):横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)M(#2xw)=q(#1w)×B^2/12=3.061×1.200^2/12=0.367kN·m(3)地震作用下横梁弯矩q(#3EAk):横梁平面外地震作用:β(#1E):动力放大系数:5α(#3max):地震影响系数最大值:0.080G(#2Ak):幕墙构件自重:270N/m^2q(#3EAk)=5×α(#3max)×270/1000=5×0.080×270/1000=0.108kN/m^2q(#2ex):水平地震作用最大集度标准值B:幕墙分格宽:1.200m水平地震作用最大集度标准值(三角形分布)q(#2ex)=q(#3EAk)×B=0.108×1.200=0.130KN/mq(#1E):水平地震作用最大集度设计值γ(#1E):地震作用分项系数:1.3q(#1E)=1.3×q(#2ex)=1.3×0.130=0.168kN/mM(#2xE):地震作用下横梁弯矩:M(#2xE)=q(#1E)×B^2/12=0.168×1.200^2/12=0.020kN·m(4)横梁强度:σ:横梁计算强度(N/mm^2):采用S(#1G)+S(#1W)+0.5S(#1E)组合W(#2nx):横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩:2.560cm^3W(#2ny):横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩:2.560cm^3γ:塑性发展系数:1.00σ=10^3×M(#1y)/(1.00×W(#2ny))+10^3×M(#2xw)/(1.00×W(#2nx))+0.5×10^3×M(#2xE)/(1.00×W(#2nx))=174.769N/mm^2174.769N/mm^2<ｆ(#1a)=215.0N/mm^2横梁正应力强度可以满足3.幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据:τ(#1x)=V(#1y)×S(#1x)/(I(#1x)×t(#1x))≤125.0N/mm^2校核依据:τ(#1y)=V(#1x)×S(#1y)/(I(#1y)×t(#1y))≤125.0N/mm^2V(#1x)----横梁竖直方向(X轴)的剪力设计值N；V(#1y)----横梁水平方向(Y轴)的剪力设计值N； S(#1x)----横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=11.412cm^3；S(#1y)----横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=20.000cm^3；I(#1x)----横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=9.260cm^4；I(#1y)----横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=9.260cm^4；t(#1x)----横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=4.0mm；t(#1y)----横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=4.0mm；f----型材抗剪强度设计值=125.0N/mm^2；(1)Q(#2wk):风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)W(#1k):风荷载标准值:1.822kN/m^2B:幕墙分格宽:1.200m风荷载呈三角形分布时：Q(#2wk)=W(#1k)×B^2/4=1.822×1.200^2/4=0.656kN(2)Q(#1w):风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Q(#1w)=1.4×Q(#2wk)=1.4×0.656=0.918kN(3)Q(#2Ek):地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用呈三角形分布时：Q(#2Ek)=q(#3EAk)×B^2/4=0.108×1.200^2/4=0.039kN(4)Q(#1E):　地震作用下横梁剪力设计值(kN)γ(#1E):地震作用分项系数:1.3Q(#1E)=1.3×Q(#2Ek)=1.3×0.039=0.051kN(5)V(#1y):横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(kN):采用V(#1y)=Q(#1w)+0.5Q(#1E)组合V(#1y)=Q(#1w)+0.5×Q(#1E)=0.918+0.5×0.051=0.944kN(6)V(#1x):横梁竖直方向(x轴)的剪力设计值(kN):V(#1x)=G×B/2=0.233kN(7)横梁剪应力τ(#1x)=V(#1y)×S(#1x)/(I(#1x)×t(#1x))=0.944×11.412×100/(9.260×4.0)=29.071N/mm^2τ(#1y)=V(#1x)×S(#1y)/(I(#1y)×t(#1y))=0.233×20.000×100/(9.260×4.0)=12.596N/mm^2τ(#1x)=29.071N/mm^2