05 隐框玻璃幕墙解析.docx
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1、第五部分、隐框玻璃幕墙结构计算(转角)第一章、何载计算一、基本参数计算高度:95.3 m计算位置:副楼北立面隐框玻璃幕墙幕墙最大分格:BXH=1.250X0.95 mB:玻璃宽度H:玻璃高度设计地震烈度:7度地面粗糙度类别:C类作用荷载 石材面板 支撑龙骨 连接件 预埋件 主体结构。二、荷载计算1、水平风荷载标准值计算P gz:阵风系数,取8 gz=1.62按建筑结构荷载规范GB50009-2001 (2006年版)表7.5.1M S:风荷载体型系数,取|J s=-1.97M z:风压高度变化系数,取M z=1.64按建筑结构荷载规范GB50009-2001 (2006年版)表7.2.1W :
2、作用在幕墙上的风荷载基本值0.75 KN/m2 0按建筑结构荷载规范GB50009-2001 (2006年版)附表D.4 (按50年一遇)wk:作用在幕墙上的风荷载标准值Wk=P gz M S M Z W0=1.62X(-1.97)X 1.64X0.75=-3.925 KN/m2 (表示负风压)2、水平风荷载设计值计算rw:风荷载分项系数,取rw=1.4按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.2条W:作用在幕墙上的风荷载设计值W=rw Wk=1.4X3.925=5.495 KN/m23、幕墙构件重量荷载玻璃采用6(low-e)+12A+6钢化中空玻璃Gak:幕墙构件自重标准值,取
3、0.45 KN/m2GA:幕墙构件自重设计值Ga=1.2XGak=1.2X 0.45=0.54 KN/m24、地震作用qEK :垂直于幕墙平面的水平地震作用标准值(KN/m2)qE:垂直于幕墙平面的水平地震作用设计值(KN/m2)P E:动力放大系数,可取5.0a max:水平地震影响系数最大值,取0.08Gak:幕墙构件(包括玻璃和龙骨)的重量标准值,取0.45 KN/m2qEK邛e X a哑X。心=5.0 X0.08X0.45=0.18 KN/m2qE=Y EXqEK=1.3X0.18=0.234 KN/m25、风荷载和水平地震作用组合计算W W:风荷载的组合值系数,取W W=1.0按玻璃
4、幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条W E:地震作用的组合值系数,取W e=0.5按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条qK:风荷载和水平地震作用组合标准值qK=W w WJW E qEK=1.0X3.925+0.5X0.18=4.015 KN/m2q:风荷载和水平地震作用组合设计值q=W W W+W E qE=1.OX5.495+0.5X0.234=5.612 KN/m2第二章、玻璃面板计算一、计算说明玻璃面板选用6(low-e)+12A+6钢化中空玻璃,玻璃面板的最大分格尺寸为,a=950 mm, b=1250 mm。该玻璃幕墙的玻璃属于框支承体系,面板
5、四边固定,可将其简化为四边简支的面板计算 模型。二、外片玻璃面板强度校核校核依据:。=仞詈2n Wfg按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.1.2条1、计算说明根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.1.4条和第6.1.5条的规定,钢化中空玻璃的内外片玻璃承受的荷载分别为q =i.iq4、q =q4。玻璃内外片均为钢化, 夕卜13 +t 3内 13 +t 31212所以根据以上的公式,可以看出在相同的条件下,内外片的玻璃承受的荷载不同,所以需要 分别验算内外片的玻璃是否满足强度条件要求。2、外片玻璃承受的水平风荷载t七、:钢化中空玻璃内外片玻璃的厚度,取t6 mmwk1
6、 :外片玻璃承受的水平风荷载标准值W =1.1W=1.1x3.925x-6 =2.159 KN/m2K1Kt; +1263 + 63w1:外片玻璃承受的水平风荷载设计值W =1.1W- =1.1x 5.495X 63 =3.022 KN/m2113 +t 363 + 63123、外片玻璃承受的水平地震荷载t七、钢化中空玻璃内外片玻璃的厚度,取t6mmgak :钢化玻璃面板自重面荷载标准值Gak=6X 10-3X25.6=0.154 KN/m2a max:水平地震影响系数最大值,取a max=0.08按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.3.4条P e:动力放大系数,取8 e=5.0
7、按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.3.4条qEKi :作用在钢化玻璃上的地震荷载标准值qEKi=a max 8 E Ggk=0.08X5.0X0.154=0.062 KN/m2rE:地震作用分项系数,取rE=1.3按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.2条qEi :作用在外片玻璃上的地震荷载设计值qEi=rE qEKi=1.3X0.062=0.081 KN/m24、外片玻璃风荷载和水平地震作用组合计算甲W:风荷载的组合值系数,取甲w=1.0按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条甲E:地震作用的组合值系数,取甲e=0.5按玻璃幕墙工程技术规范J
8、GJ102-2003第5.4.3条qKi:外片玻璃风荷载和水平地震作用组合标准值qKi=甲 w WKi+W e qEKi=1.0X2.159+0.5XO. 062=2.190 KN/m2% :外片玻璃风荷载和水平地震作用组合设计值q甲 w W+甲 e qEi=1.OX3.022+0.5X0.081=3.063 KN/m25、外片玻璃的强度折减系数0 :参数t:外片玻璃厚度,取t=6 mme =只=2.190 x IS X 954 =19.12Et 40.72 X105 X 64n :折减系数,取n =0.9235由0 =19.12,查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.2-2得
9、6、外片玻璃强度校核m:弯矩系数,取m=0.0672由?=整 =0.76,查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.2-1得 b 1250O :外片玻璃产生的最大应力 _ 6mq a 212_6 x 0.0672 x 3.063 x 10-3 x 9502=x 0.923562=28.6 N/mm2f =84.0N/mm2外片玻璃面板强度符合规范要求。三、内片玻璃面板强度校核校核依据:。=6mqa2 n Wf 12g按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.1.2条1、计算说明根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.1.4条和第6.1.5条的规定,钢化中空玻璃的
10、内外片玻璃承受的荷载分别为q =i.iq、q =q4。玻璃内外片均为钢化, 夕卜13 +t 3内13 +t 31212所以根据以上的公式,可以看出在相同的条件下,内外片的玻璃承受的荷载不同,所以需要分别验算内外片的玻璃是否满足强度条件要求。2、内片玻璃承受的水平风荷载t七、:钢化中空玻璃内片玻璃的厚度,取t6mmwk2:内片玻璃承受的水平风荷载标准值.2 = %-t1L- = 3.925x-6=1.963 KN/m2 12W:内片玻璃承受的水平风荷载设计值W =W = 5.495x63 =2.748 KN/m2 213 +t 363 + 63123、内片玻璃承受的水平地震荷载tt2、钢化中空玻
11、璃内片玻璃的厚度,取t6mmgak :钢化玻璃面板自重面荷载标准值Gak=6X 10-3X25.6=0.154 KN/m2a max:水平地震影响系数最大值,取a皿=0.08按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.3.4条P e:动力放大系数,取8 e=5.0按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.3.4条qEK2 :作用在钢化玻璃上的地震荷载标准值qEK2=a 咐 P e Ggk=0.08X5.OX0.154=0.062 KN/m2rE:地震作用分项系数,取rE=1.3按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.2条qE2 :作用在内片玻璃上的地震荷载设计值qE
12、2=rE-qEK2=1.3X 0.062=0.081 KN/m24、内片玻璃风荷载和水平地震作用组合计算甲W:风荷载的组合值系数,取甲W=1.0按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条甲E:地震作用的组合值系数,取甲e=0.5按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.3条qK2 :内片玻璃风荷载和水平地震作用组合标准值qK2=W W * WK2+W E qEK2=1.0X 1.936+0.5X0. 02=1.946 KN/m2q2 :内片玻璃风荷载和水平地震作用组合设计值q甲 w W2+甲 e qE2=1.0X 2.748+0.5X0. 081=2.789 KN/
13、m25、内片玻璃的强度折减系数0 :参数t:内片玻璃厚度,取t=6mm八 q a 41.946 x 10-3 x 95040 = =17.0Et 40.72 x 105 x 64n :折减系数,取n =0.932由0 =17.0,查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.2-2得6、内片玻璃强度校核m:弯矩系数,取m=0.0672由?= 黑 =0.76,查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.2-1得 b 1250O :内片玻璃产生的最大应力6mq a212_6 x 0.0672 x 2.789 x10-3 x 9502 八八“=x 0.93262=26.3 N/mm
14、2f =84.0 N/mm2内片玻璃面板强度符合规范要求。四、玻璃面板挠度校核校核依据:df=,号nf ;按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.1.4条1、计算说明根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第5.4.4条的规定,玻璃幕墙的玻璃面板的挠度,可不考虑组合效应,所以我们只需验算玻璃面板在风荷载作用下的挠度即可。2、玻璃刚度计算t:钢化中空玻璃的两片玻璃的等效厚度按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003第6.1.5条t=0.95 313 +13 =0.95 X 363 + 63 =7.18 mm12D:玻璃刚度nEt30.72 x105 x 7.183D=2.3X1
15、06 Nmm12(1- v 2)12(1-02)3、玻璃的挠度折减系数0 :参数t:玻璃厚度,取t=7.18 mm9 =虹=3物 x 10-3 x 9504 =16.7Et40.72 x 105 x 7.184n :折减系数,取 n =0.9332由 0 =6.65,查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.2-2得4、玻璃挠度校核M :挠度系数,取 p =0.00651由a = 黑=0.76,查玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003表6.1.3得 b 1250df:玻璃产生的最大挠度W a43.925 x10-3 x95042.3 x 106df= k n = 0.00651
16、 xx 0.9332 =8.4 mma 950 df=8.4 mmdfii房=950=15.8 mm玻璃面板挠度符合规范要求。五、结构胶强度计算1、基本参数胶的短期强度允许值f1=0.2 N/mm2胶的长期强度允许值f2=0.01 N/mm2风荷载设计值W=5.495 KN/m2q=5.612 KN/m2 qG=0.185 KN/m2 a=950 mm水平风荷载和地震作用组合设计值幕墙玻璃的重力荷载设计值玻璃的短边长度玻璃的长边长度b=1250 mm2、结构胶在风荷载与地震作用组合下的粘结宽度q aCS1 = 2000f15.612 x 950=2000 x 0.20=13.33 mm3、硅酮
17、结构密封胶的粘结厚度tsts:结构胶的粘结厚度(mm)us:幕墙玻璃的相对于铝合金框的位移(mm)0:结构硅酮密封胶在地震作用下的变位承受能力,取0.25(厂家提供)。:最大弹性层间位移角限值,取1/550hg:玻璃分格高度,取950 mmUs=0-hg=1/550x950=1.727 mmUsts= v8(2 + 8)1.727=0.25 x (2 + 0萄=3.08 mm结构胶实际宽度16 mm,厚度8 mm。综上,结构胶设计满足要求,可以正常使用。第三章、半隐框玻璃幕墙立柱计算一、计算说明根据建筑结构特点,每根幕墙立柱简支在主体结构上,立柱高度H=3.0 m,最大横向计 算分格宽度B=1
18、.25 m。二、力学模型采用简支梁力学模型,荷载按均布线荷载计算。水平方向和竖直方向均承受矩形荷载。计算简图如下图:三、荷载作用值1、立柱所受的风荷载计算P gz:阵风系数,取8 gz=1.61按建筑结构荷载规范GB50009-2003表7.5.1p s:风荷载体型系数,A=BXH=1.25X 3.00=3.75 m2取p s=-1.59+(-0.2)=-1.79按建筑结构荷载规范GB50009-2003第7.3.3条该体形系数分别为一个垂直于幕墙方向向外的荷载值和一个垂直于幕墙方向相 里的荷载值,计算时,我们选择最不利的一种荷载进行组合,所以我们在计算时,选-1.79作为我们的计算风荷载体形
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