隐框玻璃幕墙设计计算书

第三章 隐框玻璃幕墙设计计算书（B3DY-06）

第一节 计算引用的规范、标准及资料

3.1.1 幕墙设计规范：

《铝合金结构设计规范》 GB50429-2007 《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003 《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 CECS127-2001 《冷弯薄壁型钢结构设计规范》 GB50018-2002 《民用建筑隔声设计规范》 GBJ118-88 《民用建筑热工设计规范》 GB50176-93 《民用建筑设计通则》 GB50352-2005 《膜结构技术规程》 CECS158：2004 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ134-2001 《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 JGJ75-2003 《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2002

3.1.3 铝材规范：

《点支式玻璃幕墙支承装置》 JG138-2001 《吊挂式玻璃幕墙支承装置》 JG139-2001 《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2003 《建筑瓷板装饰工程技术规范》 CECS101《建筑幕墙》 GB/T21086-2007 《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2001

3.1.2 建筑设计规范：

《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003 《地震震级的规定》 GB/T17740-1999 《钢结构防火涂料》 GB14907-2002 《钢结构设计规范》 GB50017-2003 《高层民用建筑钢结构技术规范》 JGJ99-98 《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2002

《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-95(2005《高处作业吊蓝》 GB19155-2003 《工程抗震术语标准》 JGJ/T97-95 《工程网络计划技术规程》 JGJ/T121-99 《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005 《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2004 《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002 《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》《既有居住建筑节能改造技术规程》 JGJ129-2004 《建筑表面用有机硅防水剂》 JC/T902-2002 《建筑材料放射性核素限量》 GB6566-2001 《建筑防火封堵应用技术规程》 CECS154《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002 《建筑隔声评价标准》 GB/T50121-2005 《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2004 《建筑工程预应力施工规程》 CECS180《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001(2006《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001 《建筑抗震设防分类标准》 GB50223-2004 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001 《建筑设计防火规范》 GB50016-2006

《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94(2000：98 年版) ：2003 ：2005

年版、局部修订) 年版)

《变形铝及铝合金化学成份》 GB/T3190-1996 《建筑用隔热铝合金型材-穿条式》 JG/T175-2005 《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》 JG/T133-2000 《铝合金建筑型材第1部分基材》 GB5237.1-2004 《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》 GB5237.2-2004 《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》 GB5237.3-2004 《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》 GB5237.4-2004 《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》 GB5237.5-2004 《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》 GB5237.6-2004 《铝及铝合金彩色涂层板、带材》 YS/T431-2000

《一般工业用铝及铝合金板、带材》 GB/T3880.1～3-2006 《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》 YS/T437-2000 《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》 YS/T459-2003

3.1.4 金属板及石材规范：

《干挂饰面石材及其金属挂件》 JC830.1、2-2005 《建筑装饰用微晶玻璃》 JC/T872-2000 《建筑幕墙用瓷板》 JG/T217-2007 《铝幕墙板、板基》 YS/T429.1-2000 《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》 YS/T429.2-2000 《铝塑复合板》 GB/T17748-1999 《铝塑复合板用铝带》 YS/T432-2000 《天然板石》 GB/T18600-2001 《天然大理石荒料》 JC/T202-2001 《天然大理石建筑板材》 GB/T19766-2005 《天然花岗石荒料》 JC/T204-2001 《天然花岗石建筑板材》 GB/T18601-2001 《天然石材统一编号》 GB/T17670-1999 《天然饰面石材术语》 GB/T13890-92

3.1.5 玻璃规范：

《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 《防弹玻璃》 GB17840-1999 《浮法玻璃》 GB11614-1999 《夹层玻璃》 GB/T9962-1999

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JG160-2004 《建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃》 GB15763.2-2005 《建筑用安全玻璃 防火玻璃》 GB15763.1-2001 《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB17841-1999 《普通平板玻璃》 GB4871-1995 《热弯玻璃》 JC/T915-2003 《压花玻璃》 JC/T511-2002 《中空玻璃》 GB/T11944-2002 《着色玻璃》 GB/T18701-2002

3.1.6 钢材规范：

《建筑窗用弹性密封剂》 JC485-2007

《建筑密封材料试验方法》 GB/T13477.1～20-2002 《建筑用防霉密封胶》 JC/T885-2001 《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2005 《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》 GB/T19686-2005 《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T174-2005 《建筑装饰用天然石材防护剂》 JC/T973-2005 《聚氨酯建筑密封胶》 JC/T482-2003 《聚硫建筑密封胶》 JC/T483-2006 《绝热用岩棉、矿棉及其制品》 GB/T11835-2007 《建筑结构用冷弯矩形钢管》 JG/T178-2005 《不锈钢棒》 GB/T1220-2007 《不锈钢和耐热钢冷轧钢带》 GB/T4239-1991 《不锈钢冷加工钢棒》 GB/T4226-1984 《不锈钢冷轧钢板及钢带》 GB/T3280-2007 《不锈钢热轧钢板及钢带》 GB/T4237-2007 《不锈钢丝》 GB/T4240-93 《建筑用不锈钢绞线》 JG/T200-2007 《不锈钢小直径无缝钢管》 GB/T3090-2000 《擦窗机》 GB19154-2003 《彩色涂层钢板和钢带》 GB/T12754-2006 《低合金钢焊条》 GB/T5118-1995 《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-1994 《建筑幕墙用钢索压管接头》 JG/T201-2007 《高耐候结构钢》 GB/T4171-2000 《高碳铬不锈钢丝》 YB/T096—1997 《焊接结构用耐候钢》 GB/T4172-2000 《合金结构钢》 GB/T3077-1999 《结构用无缝钢管》 JBJ102

《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/T13912-2002 《冷拔异形钢管》 GB/T3094-2000 《碳钢焊条》 GB/T5117-1999 《碳素结构钢》 GB/T700-2006 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-1989 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007 《优质碳素结构钢》 GB/T699-1999 《预应力筋用锚具、夹具和连接器》 GB/T14370-2000

3.1.7 胶类及密封材料规范：

《丙烯酸酯建筑密封膏》 JC484-2006

《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001 《彩色涂层钢板用建筑密封胶》 JC/T884-2001 《丁基橡胶防水密封胶粘带》 JC/T942-2004 《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC887-2001 《工业用橡胶板》 GB/T5574-1994 《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC/T881-2001

《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》 GB/T529-1999 《石材用建筑密封胶》 JC/T883-2001 《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》 GB/T531-1999 《修补用天然橡胶胶粘剂》 HG/T3318-2002 《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T486-2001 《中空玻璃用丁基热熔密封胶》 JC/T914-2003

3.1.8 门窗及五金件规范：

《封闭型沉头抽芯铆钉》 GB/T12616-2004 《封闭型平圆头抽芯铆钉》 GB/T12615-2004 《紧固件螺栓和螺钉》 GB/T5277-1985 《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》 GB/T3103.1-2002 《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB/T3098.15-2000 《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》《紧固件机械性能抽芯铆钉》 GB/T3098.19-2004 《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》 GB/T3098.2-2000 《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》 GB/T3098.4-2000 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB/T3098.1-2000 《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB/T3098.5-2000 《紧固件术语盲铆钉》 GB/T3099-2004 《铝合金窗》 GB/T8479-2003 《铝合金门》 GB/T8478-2003 《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T16823.1-1997 《十字槽盘头螺钉》 GB/T818-2000 《地弹簧》 QB/T3884-1999 《铝合金门插锁》 QB/T3885-1999 《平开铝合金窗把手》 QB/T3886-1999 《铝合金撑挡》 QB/T3887-1999 《铝合金窗不锈钢滑撑》 QB/T3888-1999 《铝合金门窗拉手》 QB/T3889-1999 《铝合金窗锁》 QB/T3900-1999 《铝合金门锁》 QB/T3901-1999 《推拉铝合金门用滑轮》 QB/T3902-1999 《闭合器》 QB/T3893-1999 《外装门锁》 QB/T2473-2000 《弹子插芯门锁》 GB/T2474-2000

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GB/T3098.6-2000 《叶片门锁》 QB/T2475-2000 《球型门锁》 QB/T2476-2000 《铜合金铸件》 GB/T13819-1992 《锌合压铸件》 GB/T13821-1992 《铝合金压铸件》 GB/T15114-1994 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 QB/T6414-1999 《建筑门窗五金件 插销》 JG214-2007 《建筑门窗五金件 传动机构用执手》 JG124-2007 《建筑门窗五金件 旋压执手》 JG213-2007 《建筑门窗五金件 合页（铰链）》 JG125-2007 《建筑门窗五金件 传动锁闭器》 JG126-2007 《建筑门窗五金件 滑撑》 JG127-2007 《建筑门窗五金件 滑轮》 JG129-2007 《建筑门窗五金件 多点锁闭器》 JG215-2007 《建筑门窗五金件 撑挡》 JG128-2007 《建筑门窗五金件 通用要求》 JG212-2007 《建筑门窗五金件 单点锁闭器》 JG130-2007 《建筑门窗内平开下悬五金系统》 JG168-2004 《钢塑共挤门窗》 JG207-2007 《电动采光排烟窗》 JG189-2006

3.1.9 相关物理性能等级测试方法：

《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T139-2001

《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000 《采暖居住建筑节能检验标准》 JGJ132-2001 《彩色涂层钢板和钢带试验方法》 GB/T13448-2006 《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002 《建筑防水材料老化试验方法》 GB/T18244-2000 《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》 GB/T15227-2007 《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T18575-2001 《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T18250-2000 《建筑外窗保温性能分级及检测方法》 GB/T8484-2002 《建筑外窗采光性能分级及检测方法》 GB/T11976-2002 《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》 GB/T7106-2002 《建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法》 GB/T8485-2002 《建筑外窗气密性能分级及检测方法》 GB/T7107-2002 《建筑外窗水密性能分级及检测方法》 GB/T7108-2002 《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》 GB50210-2001 《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T228-2002

3.1.10 《建筑结构静力计算手册》(第二版) 3.1.11 土建图纸：

第二节 基本参数

3.2.1 幕墙所在地区：

苏州地区；

3.2.2 地面粗糙度分类等级：

幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) 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； 依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。

3.2.3 抗震烈度：

根据国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，苏州地区地震基本烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g，水平地震影响系数最大值为：αmax=0.04。

第三节 幕墙承受荷载计算

3.3.1 风荷载标准值的计算方法：

幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算： wk=βgzμzμs1w0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中：

wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：43.7m； 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：μ-0.22f=0.734(Z/10)

D类场地： βμ-0.3

gz=0.80×(1+2μf) 其中：f=1.2248(Z/10) 对于B类地形，7.2m高度处瞬时风压的阵风系数： βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.828 μz：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： μ0.24z=1.379×(Z/10)

当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地： μ0.32z=(Z/10)

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： μ0.60

z=0.318×(Z/10)

当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；

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对于B类地形，7.2m高度处风压高度变化系数：

0.32

μz=1.000×(Z/10)=1 μs1：局部风压体型系数；

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3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μs1： 一、外表面

1. 正压区 按表7.3.1采用； 2. 负压区

— 对墙面， 取-1.0 — 对墙角边， 取-1.8 二、内表面

对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。

由于大部分幕墙都有开启，按[5.3.2]JGJ102-2003条文说明，幕墙结构一般的体型系数取1.2(大面区域)、2.0(转角区域)。

另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：

μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA

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，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，苏州地区取0.00045MPa；

3.3.4 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0.04； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)； A：幕墙构件的面积(mm2)；

3.3.5 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；

3.3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值：

计算支撑结构时的构件从属面积： A=0.6×4.2=2.52m2 LogA=0.401

μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =1.656 μs1=1.656+0.2 =1.856 wk=βgzμzμs1w0

=1.828×1×1.856×0.00045 =0.001527MPa

第四节 幕墙立柱计算

基本参数：

1：计算点标高：43.7m； 2：力学模型：双跨梁；

3：立柱跨度：L=4200mm，短跨长L1=425mm，长跨长L2=3775mm； 4：立柱左分格宽：600mm；立柱右分格宽：600mm； 5：立柱计算间距：B=600mm；

6：板块配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：立柱材质：6063-T5； 8：安装方式：偏心受拉；

本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：

3.3.3 计算面板材料时的风荷载标准值：

计算面板材料时的构件从属面积： A=0.6×2.4=1.44m2 LogA=0.158

μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =1.743 μs1=1.743+0.2 =1.943 wk=βgzμzμs1w0

=1.828×1×1.943×0.00045 =0.001598MPa

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3.4.1 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

=0.001527×600 =0.916N/mm

qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk

=1.4×0.916 =1.282N/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0.04；

Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：幕墙平面面积(mm2)；

qEAk=βEαmaxG/A ……5.3.4[JGJ102-2003] =5×0.04×0.0005 =0.0001MPa

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

=0.0001×600 =0.06N/mm

qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk

=1.3×0.06 =0.078N/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

=1.282+0.5×0.078 =1.321N/mm

用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk

=0.916N/mm

(4)求支座反力R1及最大弯矩：

由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。 M1：中支座弯矩(N·mm)； R1：中支座反力(N)； M1=-q(L31+L32)/8L

=-1.321×(4253+37753)/8/4200 =-2118037.734N·mm R1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2

=1.321×425/2-(-2118037.734/425)+1.321×3775/2-(-2118037.734/3775) =8318.788N

3.4.2 确定材料的截面参数：

(1)截面的型材惯性矩要求： k2=0

k21=4M1/(qL2)

=4×2118037.734/(1.321×37752) =0.45

查《建筑结构静力计算手册》第二版表3-9附注说明： x0=A/4+2R1/3cos(θ+240) 其中：

A=2+k1-k2=2.45

R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.058

θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.518 x1/30=A/4+2Rcos(θ+240)

=2.45/4+2×0.0581/3cos(26.518+240) =0.565

λ=x2230(1-2k1+3k1x0-2x0-k1x0+x0) =0.1475

代入d4f,lim=λqkL2/24EIxmin 上式中：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o8f.html