明框玻璃幕墙计算书
工程名玻璃幕墙
设
计
计
算
书
江苏苏鑫装饰有限公司
1998年11月10日
工程名
玻璃幕墙设计计算书
一.计算依据：
1.玻璃幕墙分格图
2.国标《建筑结构荷载规范》GBJ9-87
3.《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96
4.《建筑幕墙》JG3035-1996
二.验算项目：
5.验算主杆
6.横梁验算
7.连接验算
8.玻璃验算
9.胶缝计算
10.固定片计算
江苏苏鑫装饰有限公司
工程技术部
1998年11月10日
苏州市一建筑高100m，框架砌体充填墙结构，抗震8度设防，层高3300mm,隐框幕墙。最大分格（BxH）
=1.2m x0.9m.
进行结构设计。
苏州市基本风压：W0=400N/m2
风压高度变化系数取B类地区：
μZ=（Z/10）0.32=（100/10）0.32 =2.089
风荷载体型系数：μs=±1.5
瞬时风压阵风系数：β D = 2.25
风荷载标准值：W k =βD·μZ·μs·W0
=2.25x2.089x1.5x400=2820Pa
幕墙单位面积自重标准值：G AK=400N/m2
一个幕墙组件自重标准值：
G K = G AK·H·B =400x1.2x0.9=432N
地震作用标准值：q EAK=βE·αmax·G K/A
=（3x0.16x432）/（1.2x0.9）=192N/m2
一.立梃验算：
A.选用
风荷载设计值：W=1.4 W k=1.4x2820=3948N/m2
风荷载线荷载设计值：
q w= W·B =3948x1.2=4737.6N/m =4.738KN/m
风荷载产生的弯矩：
M w = q w L2/8 =4.738x33002/8=6449602.5N·mm
地震作用设计值：q EA =1.3 q EAK=1.3x192=249.6N/m2
地震作用线荷载设计值：
q E =B·q EA =1.2x249.6=299.5N/m=0.3N/mm
地震作用产生的弯矩：
M E = q E L2/8 =0.3x33002/8=408375N·m
采用S w +0.6S E组合，验算用总弯矩：
M=M w+0.6M E=6449602.5+0.6x408375=6694627.5N·m m
选用的立梃需要最小截面抵抗矩：
W=M/1.05f a=6694627.5/（1.05x84.2）=75722.5mm3
风荷载线荷载标准值：
q WK=B·W K=1.2x2820=3384N/m =3.384N/mm
地震作用线荷载标准值：
q EK=B·q EAK=1.2x192=230.4N/m=0.2304N/mm
选用的立梃需要最小惯性矩：
I= 5qL3/（384E·1/180）（用于≤3600层高）；
=5x（3.384+0.6x0.23）x33003/384x0.7x105x1/180
=4237839mm4
选用150A系列：A=1791mm2；A0=1641mm2；
t=6mm；
I x=5243068mm4；W x=789640mm3
S S=87636mm3；I y=959779mm4W y=274222mm3 B.抗弯强度验算
幕墙自重线荷载标准值：G K =G AK·B=1.2x400=480N/m 幕墙每层（一个分格宽）自重标准值：
N K=G K·L=480x3.3=1584N
幕墙每层（一个分格宽）自重设计值:
=1.2N K=1.2x1584=1901N
采用S G+S W+0.6S E组合：
σ=（N K/A0）+（M/1.05W X）
=（1584/1641）+[6694627.5/（1.05x78964）]=80.8＜84.2N/mm2 C.挠度计算
u =5qL4/384EI
=5x（3.384+0.6x0.23）x33004/384x0.7x105x5243068
=14.8＜20
u/L =14.8/3300=1/223＜1/180
D.抗剪强度验算
风荷载产生的剪力标准值：
V WK =W K·L·B/2=2820x3.3x1.2/2=5583.6N
风荷载产生的剪力设计值：
V W=1.4V WK=1.4x5583.6=7817.4N
地震作用产生的剪力标准值：
V EK=q EAK·L·B/2=192x1.2x3.3/2=380.2N
地震作用产生的剪力设计值：
V E =1.3V EK=1.3x380.2=494N
采用S W+0.6S E组合
V=V W +0.6V E=7817+0.6x494=8113N
τ=VS S/It=8113x88614/5243068x6=22.8N/mm2
＜48.9N/mm2
二.横梁验算
I X=68mm4；W X1=24500mm3 ；W X2
=22000mm3；
I y=850000mm4；W y1=23000mm3；W y2
=21000mm3；
S S =24000mm3；t =3
A.强度验算
幕墙组件单位面积自重标准值：G AK =300N/m2
幕墙组件自重线荷载标准值：
G K=H·G AK =0.9x300=270N/m
幕墙组件自重线荷载设计值：
G =1.2G K=1.2x270=324N/m=0.32N/mm
由幕墙自重产生的竖向弯矩：
M X=GB2/8 =0.324x12002/8 =32805N·mm
风荷载线分布荷载最大荷载集度标准值：
q WK =1.2W K =1.2x2820=3384N
其设计值：q W =1.4q WK=1.4x3384=4738N
由风荷载产生的水平方向弯矩：
M Yw=q W B2/12=4738x1.22/12=6822.7N·m=6822700N·m m
单位面积水平地震作用标准值：
q EAK =βE·αmax·G AK=3x0.16x300 =144N/m2
水平地震作用线分布最大集度标准值：
q EK =1.2q EAK =1.2x144=172.8N
其设计值：q E =1.3q EK=1.3x172.8=224.64N
由水平地震作用产生的弯矩：
M yE=q E B2/12=224.64x1.22/12=26.96N·m=26960N·mm 采用S G+S W+0.6S E 组合
σ=（M X/1.05W X1）+[（M yW/1.05W y2）+0.6（M YE/1.05W Y2）] =（97200/1.05x24500）+[（846120/1.05x21000 ） +（0.6x13478/1.05x21000）]=42.51N/mm2＜84.2N/mm2 B.抗剪验算
风荷载产生的剪力标准值：
V WK=W K·B·B/2·2/4=2820x1.2x0.6x0.5=1015.2N
其设计值：V W=1.4 V WK=1.4x1015.2=1421.3N
水平地震作用产生的剪力标准值：
V EK= q EAK·B·B/2·2/4=144x1.2x0.6x0.5=51.84N
其设计值：V E=1.3V EK=1.3x51.84=67.4N
采用S W+0.6S E组合
V =V W + 0.6V E =1421.5+0.6x67.4=1461.9N
τ=VS S/It=1461.9x24000/850000x3=20.1N/mm2＜48.9N/mm2
C.挠度计算
u X = 5q KX H4/384EI X=
u Y = q KY B4/120EI Y=
u总=（u X 2+ u Y2）1/2 ≤20mm
u总/B = ≤1/180
三.连接验算
A.横梁与立梃φ6螺栓；铝角码t=4mm
a.横向
水平作用：N1 = V W + 0.6V E =2115+0.6x34=2135.4N
一个螺栓抗剪承受能力：N V = n V·πd2/4·f V
=1xπx4.9182/4 x130 =2470N 需用螺栓个数：n=N1/N V=2135.4/2470 = 0.86个取1个
横梁承压能力：n C=dΣtf C =6x4x120 =2160N＞2135.4N
b.竖向
幕墙组件单位面积自重标准值：G AK =300N/m2
幕墙组件自重线荷载标准值：
G K=H·G AK =1.5x300=450N/m
其设计值：G =1.2G K=1.2x450=540N/m
竖向作用：N2= GB/2 =540 x1.2/2 =324N
采用S G+ S W+0.6S E 组合
合力N =（N12+N22）1/2=（2135.42+3242）1/2=2160N
需用螺栓个数：n =2160/2470 =0.87个取1个
铝角码承压能力：n C=dΣtf C=6x4x120=2880N＞2160N B.主梃与建筑物主框架连接75x4角铁L=80mm ；
φ16螺栓；焊脚宽5mm ；L=80mm ；预埋件
t=8mm ；
φ12直锚筋f y=210MPa; f C=15MPa
采用S G+ S W + 0.6S E 组合
每层每根立梃承受的风荷载标准值：
N1WK =W K·B·L=4197x1.2x3.6 =18131N
其设计值：N1W =1.4N1WK =1.4x18131=25383.4N
每层每一根立梃承受的水平地震作用标准值：
N1WK=q EAK·B·L=96x1.2x3.6 = 414.72N
其设计值：N1E=1.3N1EK=1.3x414.72=539N
水平作用组合值：
N1=N1W +0.6N1E=25383.4+0.6x539=25706N 每层每一根立梃承受自重标准值：
N2K= G AK·B·L =400x1.2x3.6 =1728N
其设计值：N2 =1.2 N2K =1.2x1728 =2074N
合力：N=（N12 + N22）1/2=（20742+257062）1/2=25790N
一个螺栓抗剪承载能力：
N V=n V·πd2/4·f V=2xπx13.8352/4 x130=39086N 需用螺栓个数：n=N/N V=25790/39086=0.66个取1个
铝型材壁承载能力：N C=16x2x6x120=23040N＜25790N ；
改用t=7 N C =16x2x7x120 =26880N＞25790N 角铁壁承压能力：N C =16x2x4x320 =40960N＞25790N
C.预埋件
由自重产生的剪力：V =N2=2074N
由水平作用产生的拉力：N= N1 =25706N
由于自重作用线距预埋件表面距离产e0生的弯矩：
M =V·e0 =2074x60 =124440N·mm
锚筋受剪承载能力系数取：
C30混凝土强度设计值f c =15MPa I级钢筋f y =210MPa
αV=（4-0.08d）（f c/f y）1/2=（4-0.08x12）x（15/210）1/2
=0.81＞0.7 取0.7 锚板弯曲变形折减系数：
αb =0.4+0.25t/d=0.4+0.25x8/12=0.57
锚筋总截面积（一）：
A S =（V/αV f y）+（N/0.08αb f y）+（M/1.3αb f y Z）
=（2074/0.7x210）+（25706/0.8x0.57x210）+
（124440/1.3x0.57x210x80）=292.5mm2＜113x4=452mm2
锚筋总截面积（二）：
A S =（N/0.08αb f y）+（M/0.4αb f y Z）
=（25706/0.8x0.57x210）+（124440/1.3x0.57x210x80）
=301mm2＜452mm2
D.焊缝验算
σ=[（σf/1.22）2 +τf2 ]1/2
=[（6M/1.22L W2h e +N/1.22L W h e）2+（V/ L W h f）2 ] 1/2
=[（6x124440/1.22x702x35x2 + 25706/1.22x70x3.5x2）2
+（2074/70x5x2）2 ] 1/2 = 61N/mm2＜160N/mm2
四.玻璃验算t=12mm
长短边比：a/b =1.2/1.5=0.8 弯曲系数φ1 =0.0628
单位面积自重标准值：G AK =0.012x25600 =307.2N/m2
单位面积地震作用标准值：q EAK=βE·αmax·G AK
=3x0.08x307.2=73.728N/m2其设计值：q EA =1.3q EAK=1.3x73.728 =96N/m2
采用S W+0.6S E组合