幕墙的承受荷载计算书

风荷载标准值计算：幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算： wk=βgzμzμsw0……7.1.1-2[GB50009-2001]上式中： wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：100m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数 A类场地:βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12 B类场地:βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16 C类场地:βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22 D类场地:βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地区，100m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.6019μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地:μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地:μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m； C类场地:μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； D类场地:μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于C类地区，100m高度处风压高度变化系数：μz=0.616×(Z/10)0.44=1.6966μs：风荷载体型系数，根据计算点体型位置取1.2； w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，北京地区取0.00045MPa； wk=βgzμzμsw0 =1.6019×1.6966×1.2×0.00045=0.001468MPa2.垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值： qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003] qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.16； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)； A：幕墙构件的面积(mm2)；3.作用效应组合：荷载和作用效应按下式进行组合： S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中： S：作用效应组合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；四、幕墙立柱计算基本参数： 1：计算点标高：100m； 2：力学模型：单跨简支梁； 3：立柱跨度：L=3000mm； 4：立柱左分格宽：1100mm；立柱右分格宽：1100mm； 5：立柱计算间距(指立柱左右分格平均宽度)：B=1100mm； 6：板块配置：石材； 7：立柱材质：Q235； 8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按单跨简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.立柱型材选材计算：(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)： qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； qwk=wkB =0.001468×1100 =1.615N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×1.615 =2.261N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.16； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：幕墙构件的面积(mm2)； qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003] =5.0×0.16×0.0011=0.00088MPa qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； qEk=qEAkB =0.00088×1100 =0.968N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0.968 =1.258N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE =2.261+0.5×1.258 =2.89N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk =1.615N/mm(4)立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值： Mx：弯矩组合设计值(N·mm)； Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(N·mm)； ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(N·mm)； L：立柱跨度(mm)；采用Sw+0.5SE组合： Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =2.89×30002/8 =3251250N·mm2.确定材料的截面参数：(1)立柱抵抗矩预选值计算： Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)； Mx：弯矩组合设计值(N·mm)；γ：塑性发展系数：取1.05； fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215MPa； Wnx=Mx/γfs=3251250/1.05/215=14401.993mm3(2)立柱惯性矩预选值计算： qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)； E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa； Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)； L：计算跨度(mm)； df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)； df,lim=5qkL4/384EIxminL/250=3000/250=12mm取： df,lim=12mm Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =5×1.615×30004/384/206000/12=689045.434mm4