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            鋁幕墻計算方法(第九部分)

            發布時間:2014/8/9 6:15:30    點擊率:5635   

                 =5×0.160×0.154
                   =0.123kN/m2
               γE: 地震作用分項系數: 1.3
               qEA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用設計值(kN/m2)
               qEA=rE×qEAk
                  =1.3×qEAK
                  =1.3×0.246
                  =0.319kN/m2
            3. 玻璃的強度計算:
               內側玻璃校核依據: σ≤fg=84.000 N/mm2
               外側玻璃校核依據: σ≤fg=84.000 N/mm2
               Wk: 垂直于玻璃平面的風荷載標準值(KN/m2)
               qEAk: 垂直于玻璃平面的地震作用標準值(KN/m2)
               σWk: 在垂直于玻璃平面的風荷載作用下玻璃截面的最大應力標準值(N/mm2)
               σEk: 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大應力標準值(N/mm2)
               θ: 參數
               η: 折減系數,可由參數θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用
            表   6.1.2-2    折減系數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: 玻璃短邊邊長: 1100.0mm
               b: 玻璃長邊邊長: 2400.0mm
               BT_L  中空玻璃內側玻璃厚度為: 6.000(mm)
               BT_w  中空玻璃外側玻璃厚度為: 6.000(mm)
               m: 玻璃板的彎矩系數, 按邊長比a/b查
                   表6.1.2-1得: 0.1048
            表6.1.2-1   四邊支承玻璃板的彎矩系數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 

               Wk1  中空玻璃分配到外側玻璃的風荷載標準值 (KN/m2)
               Wk2  中空玻璃分配到內側玻璃的風荷載標準值 (KN/m2)
               qEk1  中空玻璃外側玻璃的地震作用標準值 (KN/m2)
               qEk2  中空玻璃內側玻璃的地震作用標準值 (KN/m2)
               Wk1=1.1×Wk×BT_w3/(BT_w3+BT_L3)=1.040 (kN/m2)
               Wk2=Wk×BT_L3/(BT_w3+BT_L3)=0.946 (kN/m2)
               qEk1=0.123 (kN/m2)
               qEk2=0.123 (kN/m2)
               在垂直于玻璃平面的風荷載和地震作用下玻璃截面的最大應力標準值計算(N/mm2)
               在風荷載作用下外側玻璃參數θ=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4)
                                           =17.28
               η: 折減系數,按θ=17.28
                   查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.93
               在風荷載作用下外側玻璃最大應力標準值σWk=6×m×Wk1×a2×η/t2
                                                      =20.462N/mm2
               在地震作用下外側玻璃參數θ=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4)
                                         =17.28
               η: 折減系數,按θ=17.28
                   查6.1.2-2表得:0.93
               在地震作用下外側玻璃最大應力標準值σEk=6×m×qEk1×a2×η/t2
                                                    =2.417N/mm2
               σ: 外側玻璃所受應力:
               采用SW+0.5SE組合:
               σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK
                 =1.4×20.462+0.5×1.3×2.417
                 =30.218N/mm2
               在風荷載作用下內側玻璃參數θ=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4)
                                           =15.80
               η: 折減系數,按θ=15.80
                   查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.94
               在風荷載作用下內側玻璃最大應力標準值σWk=6×m×Wk2×a2×η/t2
                                                      =18.720N/mm2
               在地震作用下內側玻璃參數θ=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4)
                                         =15.80
               η: 折減系數,按θ=15.80
                   查6.1.2-2表得:η=0.94
               在地震作用下內側玻璃最大應力標準值σEk=6×m×qEk2×a2×η/t2
                                                    =2.433N/mm2
               σ: 內側玻璃所受應力:
               采用SW+0.5SE組合:
               σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK
                 =1.4×18.720+0.5×1.3×2.433
                 =27.789N/mm2
               外側玻璃最大應力設計值σ=30.218N/mm2 < fg=84.000N/mm2
               內側玻璃最大應力設計值σ=27.789N/mm2 < fg=84.000N/mm2
               中空玻璃強度滿足要求!   
            4. 玻璃的撓度計算:
               df: 在風荷載標準值作用下撓度最大值(mm)
               D: 玻璃的剛度(N.mm)
               te: 玻璃等效厚度 0.95×(Bt_L3+Bt_w3)1/3=7.2mm
               ν: 泊松比,按JGJ 102-2003 5.2.9條采用,取值為 0.20
            表5.2.9  材料的泊松比υ
            材       料 υ 材      料 υ
            玻璃 0.20 鋼、不銹鋼 0.30
            鋁合金 0.33 高強鋼絲、鋼絞線 0.30

               μ: 撓度系數:按JGJ102-2003表6.1.3采用 μ=0.01064
            表6.1.3 四邊支承板的撓度系數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=Wk×a4/(E×te4)
                 =14.46
               η: 折減系數,按θ=14.46
                   查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.94
               D=(E×te3)/12(1-ν2)
                =2314912.42 (N.mm)
               df=μ×Wk×a4×η/D
                =12.0 (mm)
               df/a < 1/60
               玻璃的撓度滿足!   

            三、硅酮結構密封膠計算   
               該處選用結構膠類型為: SS621
            1. 按風荷載、水平地震作用和自重效應, 計算硅酮結構密封膠的寬度:
            (1)在風載荷和水平地震作用下,結構膠粘結寬度的計算(抗震設計):
               Cs1: 風載荷作用下結構膠粘結寬度 (mm)
               W: 風荷載設計值: 2.647kN/m2
               a: 矩形玻璃板的短邊長度: 1100.000mm
               f1: 硅酮結構密封膠在風荷載或地震作用下的強度設計值,取0.2N/mm2。
               qE: 作用在計算單元上的地震作用設計值:0.319(kN/m2)
               按5.6.3條規定采用
               Cs1=(W+0.5×qE)×a/(2000×f1)
                  =(2.647+0.5×0.319)×1100.000/(2000×0.2)
                  =7.72mm    取8mm
            (2)在玻璃永久荷載作用下,結構膠粘結寬度的計算:
               Cs2: 自重效應結構膠粘結寬度 (mm)
               a: 矩形玻璃板的短邊長度: 1100.0mm
               b: 矩形玻璃板的長邊長度: 2400.0mm
               f2: 結構膠在永久荷載作用下的強度設計值,取0.01N/mm2
                   按JGJ102-2003的5.6.3條規定采用
               Bt_l:中空或夾層玻璃(雙層)內側玻璃厚度6.0mm
               Bt_w:中空或夾層玻璃(雙層)外側玻璃厚度6.0mm
               Cs2=1.35×25.6×(Bt_l+Bt_w)×(a×b)/(2000×(a+b)×f2)
                  =15.64mm    取16mm
            (3)硅酮結構密封膠的最大計算寬度: 16mm
            2. 硅酮結構密封膠粘接厚度的計算:
               水平風荷載作用下膠縫厚度的計算:
               ts: 風荷載作用下結構膠的粘結厚度
               hg: 玻璃面板高度: 2400.0mm
               θ:風荷載標準值作用下主體結構的樓層彈性層間位移角限值(rad): 0.0010
               ψ:膠縫變位折減系數1.000
               δ: 硅酮結構密封膠的變位承受能力,取對應于其受拉應力為0.14N/mm2時的伸長率: 15.0%
               ts=θ×hg×ψ/(δ2×(2+δ2))0.5
                  =0.0010×2400.0×1.000/(0.150×(2+0.150))0.5
                  =4.2mm    取5mm
            3. 選取的膠縫寬度和厚度為:
                膠縫選定寬度為:16 mm
                膠縫選定厚度為:8 mm

            四、固定片(壓板)計算   
                Wfg_x: 計算單元總寬為1100.0mm
                Hfg_y: 計算單元總高為2400.0mm
                Hyb1: 壓板上部分高為350.0mm
                Hyb2: 壓板下部分高為350.0mm
                Wyb: 壓板長為20.0mm
                Hyb: 壓板寬為35.0mm
                Byb: 壓板厚為5.0mm
                Dyb: 壓板孔直徑為5.0mm
                Wk: 作用在幕墻上的風荷載標準值為1.891(kN/m2)
                qEAk: 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用為0.246(kN/m2)(不包括立柱與橫梁傳來的地震作用)
                A: 每個壓板承受作用面積(m2)
                A=(Wfg_x/1000/2)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2
                 =(1.1000/2)×(0.3500+0.3500)/2
                 =0.1925 (m2)
                Pwk: 每個壓板承受風荷載標準值(KN)
                Pwk=Wk×A=1.891×0.1925=0.364(KN)
                Pw: 每個壓板承受風荷載設計值(KN)
                Pw=1.4×Pwk=1.4×0.364=0.510(KN)
                Mw: 每個壓板承受風荷載產生的最大彎矩(KN.m)
                Mw=1.5×Pw×(Wyb/2)=1.5×0.510×(0.0200/2)=0.008 (KN.m)
                Pek: 每個壓板承受地震作用標準值(KN)
                Pek=qEAK×A=0.246×0.1925=0.047(KN)
                Pe: 每個壓板承受地震作用設計值(KN)
                Pe=1.3×Pek=1.3×0.047=0.062(KN)
                Me: 每個壓板承受地震作用產生的最大彎矩(KN.m)
                Me=1.5×Pe×(Wyb/2)=1.5×0.062×(0.0200/2)=0.001 (KN.m)
                采用Sw+0.5Se組合
                M: 每個壓板承受的最大彎矩(KN.m)
                M=Mw+0.5×Me=0.008+0.5×0.001=0.008(KN.m)
                W: 壓板截面抵抗矩(mm3)
                W=((Hyh-Dyb)×Byb2)/6
                 =((35.0-5.0)×5.02)/6
                 =125.0 (mm3)
                I: 壓板截面慣性矩(mm4)
                I=((Hyh-Dyb)×Byb3)/12
                 =((35.0-5.0)×5.03)/12
                 =312.5 (mm4)
               σ=106×M/W=106×0.008/125.0=64.8 (N/mm2)
               σ=64.8(N/mm2) ≤ 84.2(N/mm2)強度滿足要求   
               U: 壓板變形(mm)
               U=1.5×1000×2×(Pwk+0.5×Pek)×Wyb3/(48×E×I)
                =1.5×1000×(0.364+0.5×0.047)×20.03/(24×0.7×105×312.5)
                =0.004mm
               Du: 壓板相對變形(mm)
               Du=U/L=U/(Wyb/2)=0.004/10.0=0.0004
               Du=0.0004≤1/180 符合要求   
               Nvbh: 壓板螺栓(受拉)承載能力計算(N):
               D: 壓板螺栓有效直徑為4.250(mm)
               Nvbh=(π×D2×170)/4=(3.1416×4.2502×170)/4
                   =2411.7 (N)
               Nvbh=2411.7≥2×(Pw+0.5×Pe)=1080.8(N)滿足要求   

            五、幕墻立柱計算   
            幕墻立柱按簡支梁力學模型進行設計計算:

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