框架玻璃幕墙结构计算培训资料 文档
框架幕墙计算书
第一章大面玻璃幕墙计算（58轴-28轴之间） (3)1.结构设计综述： (3)2.基本假定： (3)3.计算对象： (3)第一节面材计算 (5)1.计算说明： (5)2.力学模型及基本假定： (6)3.材料参数： (6)4.荷载分析： (6)1.荷载工况组合： (7)5.玻璃荷载分配系数: (8)6.面材模型及承受荷载分析： (9)7.面材在法向荷载作用下的受力分析： (9)8.面材计算结论： (11)第二节竖框计算 (12)1. 计算说明： (12)2.力学模型及基本假定： (12)3.截面参数及材料参数： (13)4.荷载分析： (14)5.荷载工况组合： (15)6.竖框模型及承受荷载分析： (16)7.竖框的受力分析： (17)8.竖框强度分析结论： (19)9. 竖框刚度分析结论： (19)1.计算说明： (20)2.力学模型及基本假定： (20)3.截面参数及材料参数： (21)4.荷载分析： (22)5. 荷载工况组合： (23)6. 横框模型及承受荷载分析： (24)7. 横框的受力分析： (25)8. 横框强度分析结论： (28)9. 横框刚度分析结论： (28)第二节竖框连接节点计算 (29)1.连接螺栓的强度计算 (30)2.竖框转接件局部承压强度计算 (31)3. 转接件根部的强度计算 (31)第三节横框连接节点计算 (35)1.连接螺栓的强度计算 (36)2.竖框转接件局部承压强度计算 (37)第四节预埋件计算 (37)1.预埋件的强度分析 (37)2.锚筋长度的计算： (39)第一章大面玻璃幕墙计算（58轴-28轴之间）1.结构设计综述：此处我们选取了玻璃幕墙中，较为不利的立面55轴～43轴间，高度为79.4米位置的幕墙进行计算。
并且以此部分幕墙计算对象的结构形式幕墙作为上述位置部分幕墙的结构形式。
幕墙位置分布图2.基本假定：本此计算过程中，除特殊指明的部分外，定义面材平面内的水平方向为X 轴，正方向为室外观察者的右方向；定义幕墙平面的法向为Y轴，正方向为垂直幕墙面指向室内(以下计算简称法向)；定义幕墙平面内沿竖框轴向为Z轴，正方向向上(以下计算简称竖向)。
幕墙结构计算培训教学教材
横梁抗弯强度计算
2020/6/18
横梁抗剪强度计算
2020/6/18
横梁挠度计算
挠度根据横梁所受荷载形式按公式计算，公式查静力计算手册
2020/6/18
立柱的计算
➢ 立柱的计算模型 根据立柱的实际支承条件,立柱可简化为简支梁,双跨梁,多跨铰接梁
➢ 立柱上的荷载分布 立柱上水平风荷载一般按均布荷载简化 立柱上自重荷载一般以轴力的形式作用
活荷载 1.4 0.7
地震荷载 1.3 0.5
其他 ---
2020/6/18
玻璃面板的计算
一、根据玻璃的种类不同 单片玻璃 中空玻璃 夹胶玻璃 中空夹胶玻璃
二、根据玻璃受力特点的不同 四边简支 四点（六点）支撑 对边简直
三、计算方法 根据规范计算 软件计算
夹层玻璃荷载分配 中空玻璃荷载分配
夹层玻璃等效厚度 中空玻璃等效厚度
标准组合 qK=ψW·WK+ψE·qEK
设计组合 q=φWψW·WK+ φE ψE·qEK φW：风荷载的分项系数，1.4 φE：地震作用的分项系数， 1.3 ψW：风荷载的组合值系数，1.0 ψE：地震作用的组合值系数， 0.5
荷载 分项系数 组合系数
自重 1.2 1.0
风荷载 1.4 0.6
雪荷载 1.4 0.7
➢ 立柱受力分析 计算时分别验算立柱的受弯承载力,受剪承载力以及刚度验算
➢ 立柱强度和挠度限值 抗弯强度限值: 215MPA(钢) \85.5 MPA (铝) 抗剪强度限值: 125MPA(钢) \49.6 MPA (铝) 挠度限值: L/250 (钢) \L/180 (铝)
2020/6/18
立柱抗弯强度计算
幕墙结构计算培训
幕墙结构计算培训一、熟悉《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96 和《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001 中对各种荷载的取值和分项系数的取值二、对各种现行各种材料的强度设计值花岗岩、Q235钢、6063-T5铝型材、6003A-T5铝型材、3003铝板、各种浮法玻璃和钢化玻璃大面强度和边缘强度有一个初步的了解。
三、玻璃的强度和挠度的计算（四边简支和四边点支）玻璃等效厚度的计算（中空玻璃、夹胶玻璃）隐框幕墙玻璃结构胶的计算明框幕墙玻璃边缘挤压应力的计算四、石材、金属板的强度和挠度计算五、结构传力模式六、立柱的计算（1）荷载的取值（2）惯性矩、抗弯矩等各种截面参数的算法（CAD中MASSPROP命令的使用）（3）幕墙立柱构件主要形式（优、缺点）（优先采用上端悬挂支柱，尽量避免下端支承，金属构件刚度较小，容易失稳）1．简支梁优点：传力明确，施工方便缺点：由简支梁算出的型材截面过大，浪费材料2．双跨梁（双跨梁弯矩和挠度系数）优点：可减小弯矩和挠度，尤其对挠度的影响很大缺点：中间支座处的支座反力很大，施工不方便3．多跨连续梁（在接头处构造上的处理）优点：可减小幕墙的挠度缺点：由于活动接头不完全连续，实际上可采用的弯矩值比简支梁的略小。
接头处要进行构造处理（4）立柱材料的选用1.铝型材（在挠度允许下，可采用6063A-T5和6063-T5牌号的铝材），挠度主要由铝型材的弹性模量控制。
2.钢3.钢铝组合型材（5）规范对型材壁厚和挠度的强制性要求。
七．幕墙横梁的计算横梁是双向受弯构件，按立柱之间的距离作为梁的跨度，梁的支承条件按简支考虑。
横梁是双向受弯构件，在水平方向上为风荷载和地震荷载产生的水平荷载，在竖向方向上为由板和横梁自重产生的竖向荷载。
横梁的水平荷载分为三角形荷载和梯形荷载。
八、幕墙连接件的计算按钢结构规范计算（螺栓连接和焊缝连接）九、预埋件的计算预埋件的受力有剪力（一般由自重产生）、拉力（一般由风荷载和地震荷载产生）、弯矩（一般由自重产生），具体见幕墙规范和混凝土规范。
玻璃幕墙构造设计培训资料！不要错过绝好的资料！
玻璃幕墙构造设计培训资料！不要错过绝好的资料！1.玻璃幕墙构造简介2.经典案例分析3.玻璃幕墙节能设计4.玻璃幕墙节能措施改造明框玻璃幕墙定义及形式分类隐框玻璃幕墙Brief-intruduction按安装方法分类框架式玻璃幕墙①竖框（或横梁）先安装在主体结构上，再安装横梁（或竖框），组成框格，②面板材料在工厂内加工成单元组件，再固定在竖框和横梁组成的框格上。
③一般用硅酮密封胶接逢处理，防雨水渗透、空气渗透。
节点详图节点详图节点详图菱形钢结构单元式幕墙面积：11万㎡中标金额：4.56亿元立面“薄型”单元玻璃幕墙系统是基于每个“菱型”槽式钢格构单元的整合并形成坚固的独立单元，悬挂于斜撑构架的“菱型”槽式钢格构，幕墙结构的总体位移被累积在每个“菱型钢格构”的边缘，建筑外表采用强烈的不规则几何图案和L型悬臂结构，使整个大楼给人以强劲的震撼效果。
CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙选用全部半钢化中空夹胶彩釉网点低辐射形式玻璃，双银LOW-E在第4面，彩釉网点在第2面，其规格为8+2.28+8（外片）+16A+8+2.28+6（内片），中空间隔条采用了进口奥玛特黑色不锈钢材料。
“薄型”单元玻璃幕墙最大玻璃分格尺寸高度为4.25米，宽度为1.5米，最大单元板块尺寸为高5.5米，宽1.5米，板块最大重量约为800KG。
MyZeil购物中心MyZeil购物中心由意大利设计师Fuksas设计，其设计灵感源于峡谷意向—建筑与建筑间的大峡谷。
出生于意大利的福克萨斯，在其将近半个世纪的职业生涯里，将作品铺设到了世界各地。
他设计出了斯特拉斯堡大剧院、法拉利研究中心、维也纳双子塔等具有里程碑意义的建筑，身为国际顶尖建筑设计师的他，还享有“建筑意象派诗人”的美誉。
金泽21世纪美术馆金泽21世纪美术馆的设计者是妹岛和世与西泽立卫组成的设计团SANAA，如同美术馆的名称，「21世纪」所代表的意义就是要与「20世纪」区隔。
这座呈现白色扁圆形、透明玻璃围绕的美术馆，除去传统美术馆建筑的沉重与包袱，改以与市街融为一体、四方皆有出入口的生活交流空间，明亮的采光透过「光庭」流动在各个角落，让每个进入这个美术馆的人能心情愉悦且轻松地与馆内艺术产生共鸣。
幕墙结构计算入门培训
立柱抗剪强度符合规范要求。
2021/3/11
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立柱挠度校核
横梁挠度校核
校核依据：df≤df,lim= H ,且≤15 mm 180
按《铝合金窗》GB/T 8479-2003 第 6.4.1 条 风荷载标准值 WK=1.000 KN/m2 水平方向线荷载标准值 WK 线 1=WK·h1=1.000×0.325=0.325 KN/m WK 线 2=WK·h2=1.000×0.575=0.575 KN/m WK 线 3=WK·h3=1.000×0.370=0.370 KN/m WFK 线=FK·WK /qk=0.908×1.000/1.135=0.8 KN 经过力学计算
βgz---高度Z处的阵风系数 μz---风压高度变化系数 μs1 —风压体型系数 Wk---垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2) W0---基本风压(kN/m2)
场地类别、建筑外轮廓、地区地域有关。
2021/3/11
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2）截面特性
外轮廓：整体、组合
截面积
A0=8311 mm2
384EI X = 5 0.293 1580 4
384 70000 176835 =1.921 mm
2、水平方向的挠度计算
2021/3/11
风荷载标准值 WK= 1.000KN/m2 水平方向线荷载标准值 WK 线 1=WK·h1=1.000×0.325=0.325 KN/m WK 线 2=WK·h2=1.000×0.575=0.575 KN/m df，Y1：水平方向矩形荷载产生的挠度 28
2021/3/11
幕墙知识培训结构
框架幕墙构造—资料一、框架幕墙分类：1.隐框幕墙2.明框幕墙3.半隐幕墙4.挂式（小单元）幕墙5.横挂竖压式框架幕墙6.干法幕墙二、框架幕墙的连结：1.框架与主体构造的连结① 埋件② 转接件（开长条孔，实现幕墙三维调整，以下列图）③ 螺栓（不锈钢M12X110）奥氏体（ A）不行淬硬，耐腐化。
马氏体（ C）可淬硬。
铁素体（ F）不行淬硬，耐腐化。
（不锈铁）（幕墙用其余不锈钢资料-- 奥氏体不锈钢 AISI304 ，AISI316 ，含镍量≥ 8% 。
）框之间的转接 - —竖框伸缩缝≥ 15 ，插芯长度≥ 250 可采纳铝合金插芯，插芯与框之间密切配合，可利用螺钉（一般借用连结转接件的螺栓）限位（如图）。
顶底连接---要保证框端面与构造间≥ 50的空隙，为防止螺栓（钉）漏出封修范围，可采纳前后打钉的方式（如图）。
.梁形式 --- 单跨梁，双跨梁，等跨铰接梁（跨距相等， 5 跨以上，需要校核 5 跨以上，最大弯矩出此刻第一跨，最大剪力应力在第 1 支座， 0 支座剪力应力最小）。
（如图）.2.横竖框的连结（如图）① 角片插接（构造简单，防备横框受剪，成本低，但安装不便）② 角片螺接（构造较为复杂，防备横框受剪，安装方便，但成本较高）③ 专用件连结（构造复杂，防备横框受剪，安装特别方便，但成本较高）④ 横竖框搭接（构造比较简单，横框穿入竖框铣开的口中，但也需要使用横框插销连结，交口处内视成效差）3.面材的连结（如图）①隐框幕墙（构造胶粘接玻璃和副框，副框及横竖龙骨用压板压紧—间距300~350但需计算。
压板长度50mm，宽度 45mm 。
）② 明框幕墙（穿入或压入压板的胶条与横竖龙骨胶条，夹紧玻璃板块。
）③半隐幕墙（明框与隐框的联合，为使隐框方向的胶条—-- 二道，明框胶条交圈密封，隐框方向的框材需长出两肋进而使框材宽度增添，但又因为其副框不必组角可设计为开腔，宽度又可减小16mm左右。
因此仍可保证竖框60 尺寸。
幕墙基础部分(培训)
中国内地幕墙发展的三个阶段： 1、起步期：1993年~1994年 平均年产量约200万平方米，主要是 构件式玻璃幕墙，模仿国外技术，国内 无行业规范和标准，技术水平较低。 2、成长期：1995年~2002年 1995年初成立了中国建筑金属结构 协会铝门窗幕墙委员会，这是中国幕墙 步入成长期的标志。
2．单元与单元之间阴阳镶嵌连接，适应主体结构位移能力强， 能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移，单元式幕墙较适用 于超高层建筑和纯钢结构高层建筑。
3．接逢处多使用胶条密封，不使用耐候胶（是目前国内外幕 墙技术的发展趋势），不受天气对打胶的影响，工期易控制。
4．由于单元式幕墙主要在室内施工安装，主体结构适应能力 较差，不适用于有剪力墙和窗间墙的主体结构。
7 2021/4/2
按玻璃面板的固定方式分类： 1．框支承玻璃幕墙：
按幕墙形式：明框幕墙、隐框、半隐框 按幕墙施工安装方法：单元式、构件式 2．点支承玻璃幕墙： 钢桁架式、玻璃肋式、拉杆式、拉索式、 自平衡索桁架式、单层索式 3．全玻璃幕墙
8 2021/4/2
3.1 框支承构件式幕墙
框支承构件式玻璃幕墙是在现场依 次安装立柱、横梁和玻璃面板的框 支承玻璃幕墙。
2．主体结构适应能力强，安装顺序基本不受主体结构 的影响。
3．采用密封胶接逢处理，水密性、气密性好，具有较 好的保温、隔声降噪能力，具有一定的抗层间位移能 力。
4．面板材料单元组件工厂制作，结构胶使用性能有保 证。
5．大量安装工序现场进行，要求现场管理工作量大。 6．密封胶施工要求严格，前期清洗、打胶过程对工人
5．要求有严格的施工组织管理，施工时有严格的施工顺序， 必须按对插的次序进行安 装。对主体施工用垂直运输设备等施工 机械的安放位置有严格限制，否则将影响整个工程的安装。
幕墙结构计算培训
幕墙结构计算培训一、熟悉《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96 和《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001 中对各种荷载的取值和分项系数的取值二、对各种现行各种材料的强度设计值花岗岩、Q235钢、6063-T5铝型材、6003A-T5铝型材、3003铝板、各种浮法玻璃和钢化玻璃大面强度和边缘强度有一个初步的了解。
三、玻璃的强度和挠度的计算（四边简支和四边点支）玻璃等效厚度的计算（中空玻璃、夹胶玻璃）隐框幕墙玻璃结构胶的计算明框幕墙玻璃边缘挤压应力的计算四、石材、金属板的强度和挠度计算五、结构传力模式六、立柱的计算（1）荷载的取值（2）惯性矩、抗弯矩等各种截面参数的算法（CAD中MASSPROP命令的使用）（3）幕墙立柱构件主要形式（优、缺点）（优先采用上端悬挂支柱，尽量避免下端支承，金属构件刚度较小，容易失稳）1．简支梁优点：传力明确，施工方便缺点：由简支梁算出的型材截面过大，浪费材料2．双跨梁（双跨梁弯矩和挠度系数）优点：可减小弯矩和挠度，尤其对挠度的影响很大缺点：中间支座处的支座反力很大，施工不方便3．多跨连续梁（在接头处构造上的处理）优点：可减小幕墙的挠度缺点：由于活动接头不完全连续，实际上可采用的弯矩值比简支梁的略小。
接头处要进行构造处理（4）立柱材料的选用1.铝型材（在挠度允许下，可采用6063A-T5和6063-T5牌号的铝材），挠度主要由铝型材的弹性模量控制。
2.钢3.钢铝组合型材（5）规范对型材壁厚和挠度的强制性要求。
七．幕墙横梁的计算横梁是双向受弯构件，按立柱之间的距离作为梁的跨度，梁的支承条件按简支考虑。
横梁是双向受弯构件，在水平方向上为风荷载和地震荷载产生的水平荷载，在竖向方向上为由板和横梁自重产生的竖向荷载。
横梁的水平荷载分为三角形荷载和梯形荷载。
八、幕墙连接件的计算按钢结构规范计算（螺栓连接和焊缝连接）九、预埋件的计算预埋件的受力有剪力（一般由自重产生）、拉力（一般由风荷载和地震荷载产生）、弯矩（一般由自重产生），具体见幕墙规范和混凝土规范。
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1）、当玻璃的面积A＜1 m2时，μ S1（A）=μ S 2）、当玻璃的面积A＞10 m2时，μ S1（A）=0.8×μ S 3）、当玻璃的面积1＜A＜10 m2时，
μ S1（A）=μ S1（1）+［μ S1（10）-μ S1（1）］ ㏒A
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019（2019版） 第7.3.3
2019/3/13
关于荷载计算的实例
本工程位于上海地区 横明竖隐玻璃幕墙的 最大标高：41.55 m 分格:B×H=2.2×2.3 m B：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 设计使用年限: 50年 计算玻璃面板时的风荷载WK
2019/3/13
阵风系数， βgz =1.764 风压高度变化系数,μZ=1.1486 基本风压, W0=0.55 KN/m2 玻璃面板的面积A=2.2×2.3=5.06， 1＜A＜10 m2 （依据《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2019（2019版）第7.3.3条） μ S1（A）=μ S1（1）+［μ S1（10）-μ S1（1）］㏒A μ S1（5.06）=-1.2+［0.8×(-1.2)-(-1.2)］㏒5.06
1.58
1.73
2.01
60
1.49
1.56
1.69
1.94
70
1.48
1.54
1.66
1.89
80
1.47
1.53
1.64
1.85
90
1.47
1.52
1.62
1.81
100
1.46
1.51
1.60
1.78
150
1.43
1.47
1.55
1.67
200
1.42
1.44
1.50
1.60
250
1.40
1.42
2019/3/13
幕墙结构计算培训 ---- 框架幕墙
框架幕墙的结构计算
? 荷载计算 ? 面板计算 ? 支撑铝龙骨的计算 ? 连接件的计算 ? 埋件的计算
2019/3/13
荷载计算
? 水平方向的风荷载
WK=β gz·μ S·μ Z·W0 β gz：阵风系数 μ S：风荷载体型系数 μ Z：风压高度变化系数 W 0： 地区基本风压
? 竖向自重荷载
G K=rg·T rg：材料的重力密度 T：材料的厚度
? 水平地震荷载
qEK =α max·β E·GGK α max：水平地震影响系数最大值 β E：动力放大系数
? 荷载组合（风荷载和水平地震荷载组合） q K=ψ W·WK+ψ E·qEK ψ W：风荷载的组合值系数，1.0 ψ E：地震作用的组合值系数， 0.5
? 立柱强度和挠度限值 抗弯强度限值: 215MPA(钢) \85.5 MPA ( 铝) 抗剪强度限值: 125MPA(钢) \49.6 MPA ( 铝) 挠度限值: L/250 (钢) \L/180 (铝)
2019/3/13
连接件的计算
? 立柱与横梁的连接
螺栓的抗剪强度 NV=nV·A0·fV 立柱的局部承压能力 NC= d· ∑t· fab 铝合金角码的局部承压能力进行验算 NC= d· ∑t· fab
1.46
1.55
300
1.39
1.41
1.44
1.51
2019/3/13
2019/3/13
风压高度变化系数μ z
离地面或海平面
地面粗糙度类别
高度(m)
A
B
C
D
5
1.17
1.00
0.74
0.62
10
1.38
1.00
0.74
0.62
15
1.52
1.14
0.74
0.62
20
1.63
1.25
0.84
0.62
横梁的计算
? 横梁的计算模型 一般都简化为简支梁(特殊情况除外)
? 横梁上的荷载分布 横梁上水平风荷载一般呈三角形或梯形分布 横梁上自重荷载一般以集中力的形式作用
? 横梁受力分析 横梁是双向受弯构件 计算时分别验算横梁的受弯承载力,受剪承载力以及刚度验算
? 横梁强度和挠度限值 抗弯强度限值: 215MPA(钢) \85.5 MPA ( 铝) 抗剪强度限值: 125MPA(钢) \49.6 MPA ( 铝) 挠度限值: L/250 (钢) \L/180 (铝)
? 立柱与预埋件的连接
螺栓的承载能力
立柱的局部承压能力 NC= d· ∑t· fab 钢角码的局部承压能力进行验算 NC= d· ∑t· fab
2019/3/13
=-1.03 WK=β gzμ S1μ ZW0=1.764×1.03×1.1486×0.55=1.154 KN/m2
2019/3/13
玻璃面板的计算
一、根据玻璃的种类不同 单片玻璃 中空玻璃 夹胶玻璃 中空夹胶玻璃
二、根据玻璃受力特点的不同 四边简支 四点支撑 不规则形状的玻璃要用软件计算
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30
1.80
1.42
1.00
0.62
40
1.92
1.56
1.13
0.73
50
2.03
1.67
1.25
0.84
60
2.12
1.77
1.35
0.93
70
2.20
1.86
1.45
1.02
80
2.27
1.95
1.54
1.11
90
2.34
2.02
1.62
1.19
100
2.40
2.09
1.70
1.27
150
2.64
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立柱的计算
? 立柱的计算模型 根据立柱的实际支承条件,立柱可简化为简支梁,双跨梁,多跨铰接梁
? 立柱上的荷载分布 立柱上水平风荷载一般按均布荷载简化 立柱上自重荷载一般以轴力的形式作用
? 立柱受力分析 采用自上而下安装顺序布置杆件的立柱,按压弯构件验算稳定强度 采用自下而上安装顺序布置杆件的立柱,按拉弯构件验算强度 计算时分别验算立柱的受弯承载力,受剪承载力以及刚度验算
2019/3/13
阵风系数β gz
地面粗糙度类别
离地面高度(m)
A
B
C
D
5
1.69
1.88
2.30
3.21
10
1.63
1.78
2.10
2.76
15
1.60
1.721.99Fra bibliotek2.54
20
1.58
1.69
1.92
2.39
30
1.54
1.64
1.83
2.21
40
1.52
1.60
1.77
2.09
50
1.51
2.38
2.03
1.61
200
2.83
2.61
2.30
1.92
250
2.99
2.80
2.54
2.19
300
3.12
2.97
2.75
2.45
350
3.12
3.12
2.94
2.68
400
3.12
3.12
3.12
2.91
≥450
3.12
3.12
3.12
3.12
? 以前的荷载规范， 墙面μ S=-1.2 墙角μ S=-2.0