幕牆的承受荷載計算書?

風荷載標準值計算:

幕牆屬於外圍護構件,按建築結構荷載規範(GB50009-2001)計算:

wk=βgzμzμsw0……7.1.1-2[GB50009-2001]

上式中:

wk:作用在幕牆上的風荷載標準值(MPa);

Z:計算點標高:100m;

βgz:瞬時風壓的陣風係數;

根據不同場地型別,按以下公式計算:

βgz=K(1+2μf)

其中K為地面粗糙度調整係數,μf為脈動係數

A類場地:βgz=0.92×(1+2μf) 其中:μf=0.387×(Z/10)-0.12

B類場地:βgz=0.89×(1+2μf) 其中:μf=0.5(Z/10)-0.16

C類場地:βgz=0.85×(1+2μf) 其中:μf=0.734(Z/10)-0.22

D類場地:βgz=0.80×(1+2μf) 其中:μf=1.2248(Z/10)-0.3

對於C類地區,100m高度處瞬時風壓的陣風係數:

βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.6019

μz:風壓高度變化係數;

根據不同場地型別,按以下公式計算:

A類場地:μz=1.379×(Z/10)0.24

當Z>300m時,取Z=300m,當Z<5m時,取Z=5m;

B類場地:μz=(Z/10)0.32

當Z>350m時,取Z=350m,當Z<10m時,取Z=10m;

C類場地:μz=0.616×(Z/10)0.44

當Z>400m時,取Z=400m,當Z<15m時,取Z=15m;

D類場地:μz=0.318×(Z/10)0.60

當Z>450m時,取Z=450m,當Z<30m時,取Z=30m;

對於C類地區,100m高度處風壓高度變化係數:

μz=0.616×(Z/10)0.44=1.6966

μs:風荷載體型係數,根據計算點體型位置取1.2;

w0:基本風壓值(MPa),根據現行< <建築結構荷載規範> >GB50009-2001附表D.4(全國基本風壓分佈圖)中數值採用,按重現期50年,北京地區取0.00045MPa;

wk=βgzμzμsw0

=1.6019×1.6966×1.2×0.00045

=0.001468MPa

2.垂直於幕牆平面的分佈水平地震作用標準值:

qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]

qEAk:垂直於幕牆平面的分佈水平地震作用標準值(MPa);

βE:動力放大係數,取5.0;

αmax:水平地震影響係數最大值,取0.16;

Gk:幕牆構件的重力荷載標準值(N);

A:幕牆構件的面積(mm2);

3.作用效應組合:

荷載和作用效應按下式進行組合:

S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]

上式中:

S:作用效應組合的設計值;

SGk:重力荷載作為永久荷載產生的效應標準值;

Swk、SEk:分別為風荷載,地震作用作為可變荷載產生的效應標準值;

γG、γw、γE:各效應的分項係數;

ψw、ψE:分別為風荷載,地震作用效應的組合係數。

上面的γG、γw、γE為分項係數,按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]規定如下:

進行幕牆構件強度、連線件和預埋件承載力計算時:

重力荷載:γG:1.2;

風荷載:γw:1.4;

地震作用:γE:1.3;

進行撓度計算時;

重力荷載:γG:1.0;

風荷載:γw:1.0;

地震作用:可不做組合考慮;

上式中,風荷載的組合係數ψw為1.0;

地震作用的組合係數ψE為0.5;

四、幕牆立柱計算

基本引數:

1:計算點標高:100m;

2:力學模型:單跨簡支樑;

3:立柱跨度:L=3000mm;

4:立柱左分格寬:1100mm;立柱右分格寬:1100mm;

5:立柱計算間距(指立柱左右分格平均寬度):B=1100mm;

6:板塊配置:石材;

7:立柱材質:Q235;

8:安裝方式:偏心受拉;

本處幕牆立柱按單跨簡支樑力學模型進行設計計算,受力模型如下:

1.立柱型材選材計算:

(1)風荷載作用的線荷載集度(按矩形分佈):

qwk:風荷載線分佈最大荷載集度標準值(N/mm);

wk:風荷載標準值(MPa);

B:幕牆立柱計算間距(mm);

qwk=wkB

=0.001468×1100

=1.615N/mm

qw:風荷載線分佈最大荷載集度設計值(N/mm);

qw=1.4qwk

=1.4×1.615

=2.261N/mm

(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分佈):

qEAk:垂直於幕牆平面的分佈水平地震作用標準值(MPa);

βE:動力放大係數,取5.0;

αmax:水平地震影響係數最大值,取0.16;

Gk:幕牆構件的重力荷載標準值(N),(含面板和框架);

A:幕牆構件的面積(mm2);

qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]

=5.0×0.16×0.0011

=0.00088MPa

qEk:水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm);

B:幕牆立柱計算間距(mm);

qEk=qEAkB

=0.00088×1100

=0.968N/mm

qE:水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm);

qE=1.3qEk

=1.3×0.968

=1.258N/mm

(3)幕牆受荷載集度組合:

用於強度計算時,採用Sw+0.5SE設計值組合:……5.4.1[JGJ102-2003]

q=qw+0.5qE

=2.261+0.5×1.258

=2.89N/mm

用於撓度計算時,採用Sw標準值:……5.4.1[JGJ102-2003]

qk=qwk

=1.615N/mm

(4)立柱在組合荷載作用下的彎矩設計值:

Mx:彎矩組合設計值(N·mm);

Mw:風荷載作用下立柱產生的彎矩設計值(N·mm);

ME:地震作用下立柱產生的彎矩設計值(N·mm);

L:立柱跨度(mm);

採用Sw+0.5SE組合:

Mw=qwL2/8

ME=qEL2/8

Mx=Mw+0.5ME

=qL2/8

=2.89×30002/8

=3251250N·mm

2.確定材料的截面引數:

(1)立柱抵抗矩預選值計算:

Wnx:立柱淨截面抵抗矩預選值(mm3);

Mx:彎矩組合設計值(N·mm);

γ:塑性發展係數:取1.05;

fs:型材抗彎強度設計值(MPa),對Q235取215MPa;

Wnx=Mx/γfs

=3251250/1.05/215

=14401.993mm3

(2)立柱慣性矩預選值計算:

qk:風荷載線荷載集度標準值(N/mm);

E:型材的彈性模量(MPa),對Q235取206000MPa;

Ixmin:材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4);

L:計算跨度(mm);

df,lim:按規範要求,立柱的撓度限值(mm);

df,lim=5qkL4/384EIxmin

L/250=3000/250=12mm

取:

df,lim=12mm

Ixmin=5qkL4/384Edf,lim

=5×1.615×30004/384/206000/12

=689045.434mm4

相關問題答案