玻璃幕墙横框设计计算.doc

玻璃幕墙横框设计计算 横框受两个方向力的作用，一个是重力作用，另一个是垂直于玻璃表面的风荷载和地震作用横框长B=1.2米，承担重力方向分格高H1=1.5米，上下分格平均高H2=1.5米所选用横框型材的截面特性如下：Ix——对x轴方向的惯性矩=11.2cm4Iy——对y轴方向的惯性矩=11.2cm4Wx——对x轴方向的抵抗矩=3.13cm3Wy——对y轴方向的抵抗矩=3.13cm3Sx——对x轴方向的面积距=50cm3Sy——对y轴方向的面积距=50cm31.荷载计算a,横框受重力作用时横框所承受的重力线荷载标准值为： qxk＝γ玻·t·H1×1.1 ＝25.6×11×1.5×1.1/1000 ＝.465 KN／m 式中： γ玻——玻璃的密度，取25.6 KN／m3 t ——玻璃的总厚度 m； H1 ——自重方向分格高度 m；横框所承受的重力线荷载设计值为： qx＝1.2×qxk＝.558 KN／mb,横框受风荷载和地震作用时：Wk＝βgZ·μs1·μz·Wo ＝1.572×1.2×1.838×.45 ＝1.56KN／m2 qEy＝βe·αmax·G／A ＝5×.16×.558／1.8 ＝.248KN／m2 式中：qEy——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN／m2)； G ——幕墙分格构件的重量(KN)； A ——幕墙分格面积(m2)； αmax——水平地震影响系数最大值，取.16； βe——动力放大系数，取5 。

其中 G＝H×B×t×γ玻×1.1 ＝1.5×1.2×11×25.6× 1.1/1000 ＝.558ＫＮ A＝H×B＝1.5×1.2 ＝1.8m2荷载组合值为 qyk＝Wk×B ＝1.56×1.2 ＝1.872KN／m qy＝(1.0×1.4×Wk＋0.5×1.3×qEy)×B ＝(1×1.4×1.56＋0.5×1.3×.248)×1.2 ＝2.814KN／m2.刚度计算横框的许用挠度为［f］＝B／180＝1200／180＝6.7mm则按简支梁计算，横框所需的最小惯性矩为Iymin＝5×qxk×B4／384E·［f］ ＝5×.465×1.24×108／(384×70000×6.7) ＝2.677 cm4≤Iy＝11.2cm4Ixmin＝qyk×B4／120E·［f］ ＝1.872×1.24×108／(120×70000×6.7) ＝6.897 cm4≤Ix＝11.2cm4 式中：B──玻璃分格宽度 m； E——弹性模量 N/mm2 3.强度计算横框最大弯矩按下式计算My＝qx×B2／8 ＝.558×1.22／8 ＝.1 KN·mMx＝qy×B2／12 ＝2.814×1.22／12 ＝.338 KN·m横框的抗弯承载力应满足下式要求Mx／γWx＋My／γWy≤fa则 Mx／γWx＋My／γWy ＝103×.338／(1.05×3.13)＋103×.1／(1.05×3.13) ＝133.272N／mm2＞fa＝85.5N／mm2横框的抗剪承载力应满足下式要求Vy×Sx／(Ix×tx)≤fvVx×Sy／(Iy×ty)≤fv式中：Vx、Vy——横梁水平方向、竖直方向的剪力设计值(N)； Sx、Sy——横梁截面绕X轴、Y轴的面积矩(cm3); tx、ty——横梁截面垂直于Y、X方向的腹板截面总宽度(mm)； fv ——型材抗剪强度设计值(N/mm2);Vx＝1000×qx×B/2＝334.8 NVy＝1000×qy×B/4＝844.2 N 则， Vy×Sx／(10×Ix×tx) ＝844.2×50／(10×11.2×6) ＝62.813＞fv＝49.6N/mm2则， Vx×Sy／(10×Iy×ty) ＝334.8×50／(10×11.2×6) ＝24.911≤fv＝49.6N/mm2所以横框刚度和强度不满足要求。