玻璃综合计算计算书

框支承幕墙玻璃设计计算书= 5.2m工程所在地：上海 ，地区类型： C ，抗震设防烈度 7 度 ，幕墙标高 抗震设防类别：标准设防类.设计依据 :建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001 建筑结构荷载规范 GB 50009-2012建筑抗震设计规范 GB 50011-2010建筑工程抗震设防分类标准 GB 50223 2008 混凝土结构设计规范 GB 50010-2002钢结构设计规范 GB 50017-2003铝合金建筑型材 第 1部分：基材 GB/T 5237.1-2008铝合金建筑型材 第 2部分：阳极氧化型材 GB 5237.2-2008玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-2003建筑幕墙 JG 3035-1996玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T 139-2001平板玻璃 GB 11614-2009半钢化玻璃 GB/T 17841-2008建筑用安全玻璃 第 2 部分： 钢化玻璃 GB 15763.2-2005 镀膜玻璃 第 1 部分 阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002 镀膜玻璃 第 2 部分 低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.1-2000紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹 GB 3098.2-2000紧固件机械性能 自攻螺钉 GB 3098.5-2000紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.6-2000紧固件机械性能 不锈钢螺母 GB 3098.15-2000建筑结构静力计算手册 ( 第二版 ) 现代建筑装饰 - 铝合金玻璃幕墙与玻璃采光顶BKCADPM集成系统 (BKCADPM201版0 ) . 基本计算公式 :(1) . 场地类别划分 :地面粗糙度可分为 A、B、C、 D四类：-A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；-B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；-C 类指有密集建筑群的城市市区；-D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。(2) . 风荷载计算 :幕墙属于薄壁外围护构件， 根据建筑结构荷载规范 GB50009-2012 规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：1 当计算主要承重结构时Wk=z szW0(GB50009 )2 当计算围护结构时Wk= gzs1zW0( GB50009 )式中：其中: Wk- 垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值 (kN/m2) ；gz- 高度 Z 处的阵风系数 , 按建筑结构荷载规范 GB50009-2012 第条取定。根据不同场地类型 , 按以下公式计算 : gz=1+2gI 10(Z/10)其中 g为峰值因子，取值 2.5 ，为地面粗糙度指数， I为 10m高名义湍流度。经 化简，得：A类场地:-0.12gz=1+0.6 (Z/10) -0.12gz=1+0.7 (Z/10)-0.15B 类场地 :C 类场地 :gz=1+1.15 (Z/10)-0.22D 类场地 :gz=1+1.95 (Z/10)-0.30z- 风压高度变化系数 , 按建筑结构荷载规范GB50009-2012 第 8.2.1 条取定。根据不同场地类型 , 按以下公式计算A 类场地 : z=1.284 (Z/10)0.24B 类场地 : z=1.000 (Z/10)0.30C 类场地 : z=0.544 (Z/10)0.44D 类场地 : z=0.262 (Z/10)0.60按建筑结构荷载规范GB50009-2012 第 8.3.3 条验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数 s1、外表面按表 采用；取 -1.0取 -1.4对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取 -0.2 或 0.2。注：上述的局部体型系数 s1（1）是适用于围护构件的从属面积 A 小于或等于 1m 正压区 负压区 对墙面， 对墙角边，二、内表面 的情况，当非直接承受风载 荷的围护构件的从属面积 A 大于或等于 25m2 时，局部风压体型系数 s1（ 25）可乘以折减系数 0.8，当构件的从属面积小于 25m2 而大于 1m2 时，局部风压体型系数 s1（A ）可按面积的对数线性插值，即s1(A )= s1( 1)+s1(25)-s1( 1) l ogA/1.4（3）. 地震作用计算其中: q EAk- 水平地震作用标准值 E- 动力放大系数 , 按 5.0 取定 max- 水平地震影响系数最大值， 按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度 取定 :max表 水平地震影响系数最大值地震影响6度7度8度9度多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震0.280.50(0.72)0.90(1.20)1.40注:括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g 和 0.30g 的地区。根据建筑工程抗震设防分类标准 GB 502232008 规定：1. 特殊设防类， 应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为 9 度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施。 同时， 应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地 区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。2. 重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地 区抗震设防烈度确定其地震作用。设计基本地震加速度为0.05g ，抗震设防烈度6 度：max=0.04设计基本地震加速度为0.10g ，抗震设防烈度7 度：max=0.08设计基本地震加速度为0.15g ，抗震设防烈度7 度：max=0.12设计基本地震加速度为0.20g ，抗震设防烈度8 度：max=0.16设计基本地震加速度为0.30g ，抗震设防烈度8 度：max=0.24设计基本地震加速度为0.40g ，抗震设防烈度9 度：max=0.32设计基本地震加速度为0.60g ，抗震设防烈度9 度：max=0.450.10g ，抗震设防烈该工程采用标准设防类，上海地区设计基本地震加速度为 度为 7 度，故取 max=0.08G AK- 幕墙构件的自重 (kN/m2)(4) . 作用效应组合 :一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度：a. 无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求： 0S Rb. 有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：SE R/ RE式中 S- 荷载效应按基本组合的设计值；S E- 地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值；R-构件抗力设计值； 0 结构构件重要性系数，应取不小于 1.0 ； RE 结构构件承载力抗震调整系数，应取 1.0 ；c. 挠度应符合下式要求：d f d f,limd f - 构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值； d f,lim - 构件挠度限值；d. 双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合df df,lim 的规定。幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定：1 有地震作用效应组合时，应按下式进行：S= GSGK+ w wSWK+ EESEK2 无地震作用效应组合时，应按下式进行：S= GSGK+ w wSWKS- 作用效应组合的设计值；S Gk- 永久荷载效应标准值；S Wk- 风荷载效应标准值；S Ek- 地震作用效应标准值；G- 永久荷载分项系数； W- 风荷载分项系数； E- 地震作用分项系数； W- 风荷载的组合值系数； E- 地震作用的组合值系数； 进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值： 一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数G、 W、E应分别取 1.2 、1.4 和 1.3 ；当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数G应取 1.35 ；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；当永久荷载的效应对构件利时，其分项系数G的取值不应大于 1.0 。可变作用的组合系数应按下列规定采用：一般情况下，风荷载的组合系数 W应取 1.0 ，地震作用于的组合系数 E应 取 0.5 。对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系 数W应取 1.0 （永久荷载的效应不起控制作用时）或 0.6（ 永久荷载的效应起控制 作用时）。幕墙构件的挠度验算时， 风荷载分项系数 W和永久荷载分项系数均应取 1.0 ，且 可不考虑作用效应的组合。一、幕墙玻璃承受荷载计算 :标高为 5.2m 处风荷载计算W 0: 基本风压W 0=0.550 kN/m风荷载标准值W k=1.500 kN/m风荷载设计值 :W: 风荷载设计值 (kN/m2) w: 风荷载作用效应的分项系数： 1.4按建筑结构荷载规范 GB50009-2012 规定采用2W= w Wk=1.4 1.500=2.100kN/m 2 二、玻璃的选用及校核1. 本处采用 : 双夹层中空玻璃玻璃种类为 : 外片外层：钢化玻璃，外片内层：钢化玻璃，内片外层：钢化玻 璃，内片内层：钢化玻璃玻璃的重力密度为 : 25.6(kN/m 3)B T_LI: 双夹层中空玻璃内片内层玻璃厚度为 : 6.000(mm)B T_LO: 双夹层中空玻璃内片外层玻璃厚度为 : 6.000(mm)B T_WI: 双夹层中空玻璃外片内层玻璃厚度为 : 6.000(mm)B T_W:O 双夹层中空玻璃外片外层玻璃厚度为 : 6.000(mm)外片玻璃自重标准值 : G AK1=25.6 (BT_WI+BT_W)O/1000=25.6(6.000+6.000)/1000=0.307kN/m2内片玻璃自重标准值 : G AK2=25.6 (BT_LI+BT_LO)/1000=25.6(6.000+6.000)/1000=0.307kN/m2. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用max: 水平地震影响系数最大值 : 0.080q EAk1: 垂直于玻璃外片平面的分布水平地震作用标准值(kN/m2)外片玻璃地震作用标准值 : q EAk1=5 maxGAK1=5 0.080 0.3072=0.123kN/m 2E: 地震作用分项系数 : 1.3q EA1: 垂直于玻璃外片平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)q EA1=r E qEAk1=1.3 qEAk1=1.3 0.123=0.160kN/m 2q EAk2: 垂直于玻璃内片平面的分布水平地震作用标准值(kN/m2)内片玻璃地震作用标准值 : q EAk2=5 max GAK2=5 0.080 0.3072 =0.123kN/m 2q EA2: 垂直于玻璃内片平面的分布水平地震作用设计值 (kN/m2)q EA2=r E q EAk2=1.3 qEAK2=1.30.123=0.160kN/m3. 玻璃的强度计算W k: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值 (kN/m =0.825 (kN/m 2)Z bk1: 分配到外片玻璃上的荷载组合标准值 (kN/m 2)Z bk1=Wk1+0.5 qEAk1) : 参数 : 折减系数，可由参数a: 玻璃纵向边边长 : 4180.000mmb: 玻璃横向边边长 : 1500.000mm 四边简支玻璃简图：m: 玻璃板的弯矩系数表四边支承玻璃板的弯矩系数 ma/b0.000.250.330.400.500.550.600.65m0.12500.12300.11800.11150.10000.09340.08680.0804a/b0.700.750.800.850.900.951.00m0.07420.06830.06280.05760.05280.04830.0442玻璃外片夹层玻璃的等效厚度 t e1=(BT_WI=0.825+0.5 0.123+BT_WO3)(1/3)33 =(6.0003+6.000 3)(1/3)=7.560 mm 玻璃内片夹层玻璃的等效厚度 t e2=(BT_LI3+BT_LO3)(1/3)33 =(6.0003+6.000 3)(1/3)=7.560 mmW k1: 分配到外片玻璃的风荷载标准值 (kN/m2)3 3 3 Wk1=1.1Wkt e13/(t e13+t e23)3 3 3 =1.1 1.5007.560 3/(7.560 3+7.560 3)W 1: 分配到外片玻璃的风荷载设计值 (kN/m)W 1=1.1Wte1=0.443 (kN/m2)/(t e13+t e23)3 3 3 =1.1 2.100 7.560 3/(7.560 3+7.560 3)2=1.155 (kN/m 2)Z b1: 分配到外片玻璃的荷载组合设计值 (kN/m2)Z b1=W1+0.5 qEA1=1.155+0.5 0.1602=1.235(kN/m 2)Z bk11: 分配到外片外层玻璃上的荷载组合标准值 (kN/m2)Z bk11=Zbk1 BT_WO/(B T_WI +BT_WO)3 3 3 =0.887 6.000 3/(6.000 3+6.000 3)2=0.443 (kN/m2)折减计算系数 =Zbk11 b4/(E t 4)4 5 4=0.44310(-3) 1500.000 4/(0.72 105 6.000 4)=24.0 : 折减系数，按 =24.0 =0.90Z bk12: 分配到外片内层玻璃上的荷载组合标准值 (kN/m2)Z bk12=Zbk1 BT_WI /(B T_WI +BT_W3O)3 3 3 =0.887 6.000 3/(6.000 3+6.000 3)2(kN/m2)2(kN/m2)折减计算系数 =Zbk12 b4/(E t 4)4 5 4 =0.44310(-3) 1500.000 4/(0.72 105 6.000 4)=24.0 : 折减系数，按 =24.0 =0.90Z b11: 分配到外片外层玻璃上的荷载组合设计值Z b11=Zb1 BT_WO/(B T_WI +BT_WO)3 3 3=1.235 6.000 3 3=1.500 7.560 3/(7.560 3+7.560 3)/(6.000 3+6.000 3)2=0.617 (kN/m=24.028N/mm)Z b12: 分配到外片内层玻璃上的荷载组合设计值Z b12=Zb1 BT_WI /(B T_WI +BT_WO)3 3 3=1.235 6.000 3/(6.000 3+6.000 3)2=0.617 (kN/m2)荷载作用下外片外层玻璃最大应力设计值22=6mZb11b2 /t 2=60.1153 0.61710(-3)221500.000 20.90/6.000 2荷载作用下外片内层玻璃最大应力设计值22=6mZb12b2 /t 2=60.1153 0.61710(-3)221500.000 20.90/6.000 2=24.028N/mmW k2: 分配到内片玻璃的风荷载标准值 (kN/m2)3 3 3Wk2=Wkte23/(t e23+t e13)Z bk2: 分配到内片玻璃上的荷载组合标准值 (kN/m 2)Z bk2 =Wk2+0.5 q EAk2=0.750+0.5 0.1232=0.812(kN/m 2)W 2: 分配到内片玻璃的风荷载设计值 (kN/m2)3 3 3W 2=Wt e23/(t e23+t e13)3 3 3=2.100 7.560 3/(7.560 3+7.560 3)2=1.050 (kN/m2)Z b2: 分配到内片玻璃的荷载组合设计值 (kN/m2)Z b2=W2+0.5 qEA2=1.050+0.5 0.1602=1.130(kN/m 2)Z bk21: 分配到内片外层玻璃上的荷载组合标准值 (kN/m2)Z bk21=Zbk2 BT_LO /(B T_LI +BT_LO )3 3 3=0.812 6.000 3/(6.000 3+6.000 3)=0.406 (kN/m2)折减计算系数44=Zbk21 b /(E t )=0.4064 5 410(-3) 1500.000 4/(0.72 105 6.000 4)=22.0 : 折减系数，按 =22.0 =0.91Z bk22: 分配到内片内层玻璃上的荷载组合标准值 (kN/m2)bk223=Zbk2 BT_LI /(B3 T_LI+BT_LO )3 3 3=0.812 6.000 3/(6.000 3+6.000 3)2 =0.406 (kN/m2)折减计算系数 =Zbk22 b4/(E t 4)4 5 4 =0.40610(-3) 1500.000 4/(0.72 105 6.000 4)=22.0 : 折减系数，按 =22.0 =0.91Z b21: 分配到内片外层玻璃上的荷载组合设计值 (kN/m 2)3 3 3Z b21=Zb2 BT_LO3/(B T_LI3+BT_LO3)3 3 3= 1.130 6.000 3/(6.000 3+6.000 3)2= 0.565 (kN/m2)Z b22: 分配到内片内层玻璃上的荷载组合设计值 (kN/m 2)3 3 3Z b22=Zb2 BT_LI3/(B T_LI3+BT_LO3)3 3 3= 1.130 6.000 3/(6.000 3+6.000 3)2= 0.565(kN/m2)荷载作用下内片外层玻璃最大应力设计值2=6mZb21b2/t=60.1153 0.56510(-3)21500.000 20.91/6.000荷载作用下内片内层玻璃最大应力设计值2=6mZb22b2/t=60.1153 0.56510(-3)21500.000 20.91/6.000外片外层玻璃最大应力设计值=24.028N/mm2 g=42.000N/mm2 ( 长期作用 )外片内层玻璃最大应力设计值=24.028N/mm2 g=42.000N/mm2 ( 长期作用 )内片外层玻璃最大应力设计值=22.230N/mm2 g=42.000N/mm2 ( 长期作用 )内片内层玻璃最大应力设计值=22.230N/mm2 g=42.000N/mm2 ( 长期作用 )=22.230N/mm2玻璃强度满足要求 !4. 玻璃的挠度计算 :d f : 在风荷载标准值作用下挠度最大值 (mm)按边长比D: 玻璃的刚度 (N.mm)玻璃外片夹层玻璃的等效厚度33t e1=(BT_WI3+BT_WO3)(1/3)=(6.000333+6.000 3)(1/3)=7.560 mm玻璃内片夹层玻璃的等效厚度33t e2=(BT_LI3+BT_LO3)(1/3)=(6.000333+6.000 3)(1/3)=7.560 mmt e: 双夹层中空玻璃等效厚度33t e=0.95 (t e13+t e23)(1/3)=0.9533(7.560 3+7.560 3)(1/3)=12.280mm材料材料玻璃0.20钢、不锈钢0.30铝合金0.33高强钢丝、钢绞线0.30表 材料的泊松比 挠 度 系 数 : 查 JGJ102-2003 表 b/a=1500.000/4180.000=0.36 ，采用 =0.01190表 四边支承板的挠度系数a/b0.000.200.250.330.500.013020.012970.012820.012230.01013a/b0.550.600.650.700.750.009400.008670.007960.007270.00663a/b0.800.850.900.951.000.006030.005470.004960.004490.0040644 =Wk b4/(E t e4)4 5 4=1.500 10(-3) 1500.000 4/(0.72 103 2=(0.72 10512.280 3)/(12 (1-0.20 2)d f= Wkb4/D4=0.01190 1.500 10(-3) 1500.000 4=7.807 (mm) d f/b 1/60玻璃的挠度满足 ! 】12.280 4)=4.6 : 折减系数，按 =4.6 =1.0032D=(E t e3)/(12 (1- 2)