幕墻橫豎框的手算計(jì)算方法

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1、2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 幕 墻 橫 豎 框 的 手 算 計(jì) 算 方 法 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 二 、 幕 墻 所 受 的 力 及 傳 遞 形 式三 、 荷 載 的 計(jì) 算 方 法四 、 荷 載 組 合 方 法五 、 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 校 核六 、 總 結(jié)七 、 計(jì) 算 實(shí) 例一 、 概 述 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 一 、 概 述 在 我 們 的 日 常 工 作 中 ， 使 用 遠(yuǎn) 大 幕 墻 計(jì) 算 書 （ 以 下 簡(jiǎn) 稱 計(jì) 算 書 ） 來(lái) 進(jìn) 行 幕 墻 設(shè) 計(jì) 是 很 方 便 的 ， 所 以 我 們 每 個(gè) 人 都 應(yīng) 該 熟練

2、 掌 握 計(jì) 算 書 的 使 用 方 法 。 但 是 ， 僅 僅 會(huì) 使 用 計(jì) 算 書 還 是 不夠 的 ， 我 們 還 要 掌 握 幕 墻 中 荷 載 的 取 值 、 受 力 方 式 、 計(jì) 算 公 式 以 及 校核 標(biāo) 準(zhǔn) 。 如 果 這 些 東 西 我 們 掌 握 了 ， 一 方 面 提 高 了 我 們 的 工 作 效 率 ，另 一 方 面 也 體 現(xiàn) 了 我 們 的 能 力 。 基 于 上 面 的 考 慮 就 引 出 了 我 今 天 要 講的 內(nèi) 容 - 幕 墻 橫 豎 框 的 手 算 計(jì) 算 方 法 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 二 、 幕 墻 所 受 的 力 及 傳 遞

3、 形 式 （ 一 ） 幕 墻 所 受 的 力 ： 通 常 我 們 所 接 觸 的 幕 墻 主 要 承 受 以 下 荷 載 ： 維 護(hù) 面 材 及 支 撐 龍 骨 的 重 力 荷 載 （ 豎 直 向 下 ） ； 垂 直 于 幕 墻 表 面 的 風(fēng) 荷 載 ； 垂 直 于 幕 墻 表 面 的 水 平 地 震 作 用 ； 平 行 于 幕 墻 表 面 的 地 震 作 用 。 注 ： 一 般 來(lái) 講 ， 當(dāng) 在 兩 豎 框 間 設(shè) 有 橫 框 ， 并 且 豎 框 的 跨 度 不是 很 大 時(shí) ， 我 們 認(rèn) 為 上 面 的 第 項(xiàng) 荷 載 不 予 考 慮 。 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （

4、二 ） 幕 墻 中 荷 載 的 傳 遞 形 式面 板自 重 兩 點(diǎn) 集 中 力明 框 幕 墻 幕 墻橫 框幕 墻橫 框均 布 荷 載 轉(zhuǎn) 為 豎框 軸 力 埋 件通 過(guò) 轉(zhuǎn) 接 件以 彎 矩 和 剪力 形 式 傳 遞 主 體結(jié) 構(gòu)（ 2） 垂 直 于 幕 墻 表 面 的 荷 載 （ 風(fēng) +地 震 ）風(fēng) +地震 維護(hù)面材 三 角 形 荷 載如 圖 橫框梯 形 荷 載 豎框 橫 框 以 集 中 力形 式 傳 給 豎 框 豎框 通 過(guò) 轉(zhuǎn) 接 件以 拉 力 形 式 埋件 主體結(jié)構(gòu)（ 1） 豎 直 荷 載 （ 面 板 及 框 的 自 重 ） 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 三 、 荷 載 的

5、計(jì) 算 方 法 假 設(shè) 北 京 某 地 區(qū) ： 幕 墻 的 分 格 寬 為 B（ m） ， 層 間 高 度 為L(zhǎng)（ m） ， 玻 璃 的 最 大 分 格 高 為 L0（ m） ， 并 且 LB， 玻璃 的 總 厚 度 為 t（ mm） ， 危 險(xiǎn) 標(biāo) 高 為 Z（ m） ， C類 地 區(qū) ，體 型 系 數(shù) 取 1.2。 （ 1） 橫 框 所 受 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算（ 2） 豎 框 所 受 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 1） 橫 框 所 受 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 1.重 力 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 計(jì) 算 （ SGK）qhgk （

6、t/1000 2560 10 1.1） L0/1000-單 位 為 N/mm2.風(fēng) 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 計(jì) 算 （ SWK）qhwk WK B/1000(WK的 算 法 這 里 不 作 說(shuō) 明 )-單 位 為 N/mm3.水 平 地 震 作 用 標(biāo) 準(zhǔn) 值 計(jì) 算 （ SEK）qhek （ t/1000 2560 10 1.1） 0.8 B/1000注 意 如 圖 -單 位 為 N/mm 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 2） 豎 框 所 受 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 1.重 力 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 計(jì) 算 （ SGK）qsgk （ t/1000 2560 10 1.1） B/

7、1000-單 位 為 N/mm2.風(fēng) 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 計(jì) 算 （ SWK）qswk WK B/1000(WK的 算 法 這 里 不 作 說(shuō) 明 )-單 位 為 N/mm3.水 平 地 震 作 用 標(biāo) 準(zhǔn) 值 計(jì) 算 （ SEK）qsek （ t/1000 2560 10 1.1） 0.8 B/1000-單 位 為 N/mm 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 四 、 荷 載 組 合 方 法 一 般 來(lái) 講 ， 當(dāng) 我 們 驗(yàn) 算 橫 豎 框 時(shí) ， 只 采 用 兩 種 組 合 即 可 ： 承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 下 荷 載 組 合 （ 我 們 常 說(shuō) 的 強(qiáng) 度 組 合 ） 正

8、 常 使 用 極 限 狀 態(tài) 下 荷 載 組 合 （ 我 們 常 說(shuō) 的 撓 度 組 合 ）下 面 分 別 介 紹 這 兩 種 組 合 ： 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 1） 承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 下 荷 載 組 合上 式 中 ： 風(fēng) 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ；地 震 作 用 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ；風(fēng) 荷 載 的 組 合 值 系 數(shù) ， 取 1.0； 地 震 荷 載 組 合 值 系 數(shù) ， 玻 璃 幕 墻 取 0.5，金 屬 與 石 材 幕 墻 取 0.6重 力 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ；重 力 荷 載 分 項(xiàng) 系 數(shù) ， 取 1.2；風(fēng) 荷 載 分 項(xiàng) 系 數(shù) ， 取 1.4；地 震

9、 作 用 分 項(xiàng) 系 數(shù) 取 1.3；注 意 ： 上 式 給 出 的 是 矢 量 組 合 ， 實(shí) 際 上 SGK ,SWK和 SEK 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 2） 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) 下 荷 載 組 合風(fēng) 荷 載 的 組 合 值 系 數(shù) ， 取 1.0；重 力 荷 載 分 項(xiàng) 系 數(shù) ， 取 1.0；風(fēng) 荷 載 分 項(xiàng) 系 數(shù) ， 取 1.0；地 震 作 用 分 項(xiàng) 系 數(shù) ， 玻 璃 幕 墻 取 0， 金 屬 與 石 材幕 墻 取 1.0； 注 意 ： 上 式 給 出 的 是 矢 量 組 合 ， 實(shí) 際 上 SGK ,SWK和 SEK上 式 中 ： 地 震 荷

10、 載 組 合 值 系 數(shù) ， 玻 璃 幕 墻 取 0，金 屬 與 石 材 幕 墻 取 0.6。 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 五 、 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 校 核 本 文 給 出 的 計(jì) 算 公 式 為 單 跨 簡(jiǎn) 支 梁 計(jì) 算 公 式 ， 雙 跨 梁 和 連 續(xù) 梁 的 計(jì) 算 相對(duì) 比 較 復(fù) 雜 ， 一 般 需 要 借 助 計(jì) 算 機(jī) 來(lái) 完 成 。（ 一 ） 承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 下 計(jì) 算 公 式 （ 強(qiáng) 度 計(jì) 算 ）（ 1） 豎 框 強(qiáng) 度 計(jì) 算 公 式 （ 吊 掛 式 ）(5-1) XX XWMAN 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 XMNA

11、X XW 豎 框 所 受 重 力 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 （ N） ；豎 框 材 料 的 橫 截 面 面 積 （ mm2） ；豎 框 在 風(fēng) +地 震 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 作 用 下 產(chǎn) 生 的 彎 矩 （ N*mm） ；具 體 算 法 在 下 節(jié) 的 計(jì) 算 實(shí) 例 中 詳 細(xì) 講 解 。豎 框 在 強(qiáng) 軸 方 向 上 的 截 面 抵 抗 矩 （ mm3） ；豎 框 在 強(qiáng) 軸 方 向 上 的 截 面 塑 性 發(fā) 展 系 數(shù) ， 取 1.05；豎 框 材 料 的 抗 彎 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 （ N/mm2） 。具 體 見(jiàn) 玻 璃 幕 墻 工 程 技 術(shù) 規(guī) 范 （ JGJ102-2003） 表5

12、.2.2和 5.2.3 表上 式 中 ： XX XWMAN 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 YY YXX X WMWM (5.2) 重 力 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 在 橫 框 上 產(chǎn) 生 的 彎 矩 （ N*mm） ；風(fēng) +地 震 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 在 橫 框 上 產(chǎn) 生 的 彎 矩 （ N*mm） ；在 抵 抗 風(fēng) +地 震 荷 載 方 向 上 的 截 面 抵 抗 矩 （ mm3） ；截 面 塑 性 發(fā) 展 系 數(shù) ， 取 1.05；橫 框 材 料 的 抗 彎 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 （ N/mm2） 。上 式 中 ： XM（ 2） 橫 框 強(qiáng) 度 計(jì) 算 公 式Y(jié)M Y XW 在 抵 抗

13、 重 力 荷 載 方 向 上 的 截 面 抵 抗 矩 （ mm3） ；X 截 面 塑 性 發(fā) 展 系 數(shù) ， 取 1.05；YM 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 二 ） 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) 下 計(jì) 算 公 式 （ 撓 度 計(jì) 算 ）L Kq（ 1） 豎 框 撓 度 計(jì) 算 公 式 （ 吊 掛 式 ） fIE Lqf X 3845 4K 垂 直 于 幕 墻 表 面 作 用 的 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 （ N/mm） ； 對(duì) 于 玻 璃 幕墻 僅 為 風(fēng) 荷 載 ， 對(duì) 于 金 屬 與 石 材 幕 墻 為 風(fēng) +0.5地 震 荷 載 。(

14、5.3)豎 框 的 跨 度 （ mm） ；EXI 豎 框 材 料 的 彈 性 模 量 （ N/mm2） ； 鋁 合 金 取 0.7 105,鋼 型材 取 2.06 105；豎 框 繞 強(qiáng) 軸 方 向 的 慣 性 矩 （ mm4） ； f 豎 框 的 撓 度 許 用 設(shè) 計(jì) 值 。 玻 璃 幕 墻 依 據(jù) JGJ102中 6.3.10，金 屬 與 石 材 幕 墻 依 據(jù) JGJ133中 5.7.10。 表 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 2） 橫 框 撓 度 計(jì) 算 公 式1.自 重 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 下 橫 框 撓 度 計(jì) 算 公 式a.自 重 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 （ 均 布 荷

15、 載 ） 作 用 下 橫 框 撓 度 計(jì) 算 公 式 fIE Bqf Xg 3845 41 K (5.4)b.自 重 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 （ 集 中 荷 載 ） 下 橫 框 撓 度 計(jì) 算 公 式 fIE BaPf X 221 4324 (5.5) 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 2.風(fēng) 荷 載 （ 或 風(fēng) +地 震 荷 載 ） 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 作 用 下 橫 框 撓 度 計(jì) 算 公 式 fIEBqf yyk 120 42 yI 橫 框 在 抵 抗 風(fēng) 荷 載 方 向 上 的 慣 性 矩 （ mm4） ； f 橫 框 撓 度 許 用 設(shè) 計(jì) 值 。 玻 璃 幕 墻 依 據(jù) JGJ102

16、中 6.2.7， 金 屬與 石 材 幕 墻 依 據(jù) JGJ133中 5.6.5。 表ykq 垂 直 于 橫 框 表 面 作 用 的 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 （ N/mm） ； 對(duì) 于 玻 璃 幕墻 僅 為 風(fēng) 荷 載 ， 對(duì) 于 金 屬 與 石 材 幕 墻 為 風(fēng) +0.5地 震 荷 載 。 橫 框 所 受 的 風(fēng) 荷 載 （ 或 風(fēng) +地 震 荷 載 ） ， 按 照 三 角 形 荷載 分 布 ， 撓 度 計(jì) 算 公 式 如 下 ： (5.6) 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 玻 璃 幕 墻 豎 框 撓 度 設(shè) 計(jì) 值 （ 玻 璃 幕 墻 工 程 技 術(shù) 規(guī) 范 JGJ102-2003）金

17、 屬 與 石 材 幕 墻 豎 框 撓 度 設(shè) 計(jì) 值 （ 金 屬 與 石 材 幕 墻 工 程 技 術(shù) 規(guī) 范 JGJ133-2001） 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 玻 璃 幕 墻 橫 框 撓 度 設(shè) 計(jì) 值 （ 玻 璃 幕 墻 工 程 技 術(shù) 規(guī) 范 JGJ102-2003）金 屬 與 石 材 幕 墻 橫 框 撓 度 設(shè) 計(jì) 值 （ 金 屬 與 石 材 幕 墻 工 程 技 術(shù) 規(guī) 范 JGJ133-2001） 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 地 震 荷 載5.0 0.16 0.8 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 六 、 總 結(jié)綜 上 所 述 ， 我 們 已 經(jīng) 把

18、幕 墻 橫 豎 框 的 手 算 計(jì) 算 方 法 介 紹 完 了 ， 讓 我 們 再回 憶 一 下 幕 墻 橫 豎 框 設(shè) 計(jì) 的 步 驟 ：確定幕墻的類型 是 玻 璃 幕 墻 還 是金 屬 與 石 材 幕 墻第 一 步 確定面材的厚度第 二 步 確定豎框支座單 跨 梁 、 雙 跨 梁還 是 等 跨 鉸 接 梁第 三 步 確定分格尺寸第 四 步 強(qiáng)度與撓度計(jì)算 用相應(yīng)的規(guī)范校核第 五 步 第 六 步 優(yōu)化 ，使材料利用率最高第 七 步 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 七 、 計(jì) 算 實(shí) 例 北 京 某 工 程 ， 層 間 高 為 L 3.3米 ， 風(fēng) 格 寬 度 B 1.2米 。 面 材

19、 為 6+12A+6mm的 中 空 鋼 化 玻 璃 。 危 險(xiǎn) 點(diǎn) 標(biāo) 高 為 He 100米 ， C類 ， 50年 一 遇 。 玻 璃 采 用 兩 墊塊 作 用 到 橫 框 上 ， 墊 塊 到 橫 框 邊 緣 的 距 離 為 B/4。 橫 豎 框 選 用 6063-T5鋁 合 金 型材 。 試 驗(yàn) 算 圖 中 給 出 的 橫 豎 框 是 否 合 理 ？ 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 1） 豎 框 計(jì) 算 ：步 驟 一 ： 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 ： 重 力 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 ：Btqgk 1.1)1025601000( gkgg qq 0.012 2560

20、 10 1.1 1.2 406N/m 0.406N/mm 風(fēng) 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 ：Bwkqwk 1.468 1.2 1.7616N/mm 水 平 地 震 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 ：8.0 gkEk qq 0.406 0.8 0.325N/mm步 驟 二 ： 荷 載 組 合 ：承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 組 合 （ 強(qiáng) 度 組 合 ） ： 1.2 0.406 0.4872N/mmEkEEwkwwEw qqq 1.4 1.0 1.7616+1.3 0.5 0.325 2.68N/mmgkggk qq 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) 組 合 （ 撓 度 組 合 ） ： 1.0 0.

21、406 0.406N/mmwkwwwk qq 1.0 1.0 1.7616 1.7616N/mm 0.8的 解 釋 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 步 驟 三 ： 強(qiáng) 度 計(jì) 算 及 校 核 ：281 LqM EwX XX XWMAN LqN g 步 驟 四 ： 撓 度 計(jì) 算 及 校 核 ： 1/8 2.68 33002 3648150N*mm 0.4872 3300 1608N 1608/1082.86+3648150/（ 1.05 27.4 103） 126.8N/mm2 140N/mm2。 強(qiáng) 度 滿 足 要 求 ！ Xw IE Lqf 3845 41 5 1.7616 330

22、04/(384 70000 215.96 104) 17.99f 3300/180 18.3mm 撓 度 滿 足 要 求 ！步 驟 五 ： 信 息 反 饋 ：從 步 驟 四 及 步 驟 五 的 結(jié) 果 可 知 ， 豎 框 材 料 的 利 用 率 比較 高 ， 因 此 斷 面 無(wú) 需 調(diào) 整 ！ 設(shè) 計(jì) 比 較 合 理 ！ 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 （ 2） 橫 框 計(jì) 算 ：步 驟 一 ： 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 ： 重 力 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 ：21.1)1025601000( Ltqgk gkg PP 0.012 2560 10 1.1 2.3 777N/

23、m 0.777N/mm 風(fēng) 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 ： (三 角 形 荷 載 分 布 )Bwkqwk 水 平 地 震 標(biāo) 準(zhǔn) 值 的 計(jì) 算 :(三 角 形 荷 載 分 布 )步 驟 二 ： 荷 載 組 合 ：承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 組 合 （ 強(qiáng) 度 組 合 ） ： EkEEwkwwEw qqq 1.4 1.0 1.7616+1.3 0.5 0.325 2.68N/mmgkggk PP 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) 組 合 （ 撓 度 組 合 ） ： 1.0 466 466Nwkwwwk qq 0.8的 解 釋 2/BqP gkgk 0.777 1200/2 466N 如

24、圖8.01.1)1025601000( BtqEk 0.012 2560 10 1.1 1.2 0.8 0.325N/mm 466 1.2 560N 1.0 1.0 1.7616 1.7616N/mm 1.468 1.2 1.7616N/mm 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 步 驟 三 ： 強(qiáng) 度 計(jì) 算 及 校 核 :aPMX yy yXX X WMWM 步 驟 四 ： 撓 度 計(jì) 算 及 校 核 ： 560 1200/4 168000N*mm 2.68 33002/12 2432100N*mm 168000/(1.05 15.31 103)+2432100/(1.05 19.98

25、103) 126.4N/mm2 140N/mm2。 強(qiáng) 度 滿 足 要 求 ！ yw IELqf 120 42 1.7616 12004/(120 70000 112.63 104) 0.39f 1200/180 6.6mm 撓 度 滿 足 要 求 ！步 驟 五 ： 信 息 反 饋 ：從 步 驟 四 及 步 驟 五 的 結(jié) 果 可 知 ， 橫 框 的 撓 度 有 很 大 余量 ， 因 此 建 議 縮 小 截 面 的 高 度 ， 使 設(shè) 計(jì) 更 加 合 理 ！ 12 2LqM Ewy 重 力 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 作 用 下 撓 度 計(jì) 算 及 校 核 ：)43(24 221 XIE BaPf 466 300 12002 （ 3-4 （ 1/4） 2） /(24 70000 46.02 104) 0.716mmf 1200/180=6.6mm。 撓 度 滿 足 要 求 ！ 風(fēng) 荷 載 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 作 用 下 撓 度 計(jì) 算 及 校 核 ： （ 三 角 形 荷 載 ） 2021年 4月 23日 1時(shí) 43分 謝 謝 收 看 ！