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Na=Ns=N/2=6270/2=3135N
4.6 立柱的抗弯强度计算
(1)铝框抗弯强度校核：
按简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：
Na/Aan+Max/γWanx≤fa ……6.3.7[JGJ102-2003] 上式中：
Na：铝框受轴力设计值(N)； Max：铝框弯矩设计值(N·mm)； Aan：铝框净截面面积(mm2)；
Wanx：铝框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； γ：塑性发展系数，取1.00；
fa：铝框的抗弯强度设计值，取90MPa； 则：
Na/Aan+Max/γWanx=3135/1583.941+5425640/1.00/62553 =88.716MPa≤90MPa 立柱铝框部分抗弯强度可以满足要求. (2)钢框抗弯强度校核：
按简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：
Ns/Asn+Msx/γWsnx≤fs ……6.3.7[JGJ102-2003] 上式中：
Ns：钢框轴力设计值(N)；
Msx：钢框弯矩设计值(N·mm)； Asn：钢框净截面面积(mm2)；
Wsnx：钢框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； γ：塑性发展系数，取1.05；
fs：钢框的抗弯强度设计值，取215MPa； 则：
Ns/Asn+Msx/γWsnx=3135/1136+3627580/1.05/28830 =122.595MPa≤215MPa 立柱钢框部分抗弯强度可以满足要求.
4.7 立柱的挠度计算
因为组合材料是在等挠度原理下计算的，在此仅以铝框为例进行计算： qak：分配到铝框上的风荷载线荷载集度标准值(N/mm)； Ea：铝框的弹性模量(MPa)，取70000MPa； Iax：铝框绕X轴惯性矩(mm4)； L：计算跨度(mm)；
df：铝框的挠度计算值(mm)；
df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)； df=5qakL4/384EaIax
=5×1.465×44004/384/70000/6040530 =16.909mm
按规范，对于钢框，挠度限值为跨度的1/250，对于铝框为其跨度的1/180，组合时应取其小值：
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同时按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制）：
当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm； 当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm； 对本例取：
df,lim=17.6mm
因为16.909mm≤17.6mm，所以，组合后挠度可以满足设计要求。
4.8 立柱的抗剪计算
(1)铝框的抗剪计算： 校核依据：
τamax≤τa=55MPa (铝框的抗剪强度设计值) a.铝框所受剪力设计值组合： Va=qaL/2
=2.242×4400/2 =4932.4N
b.铝框的剪应力校核：
τamax：铝框最大剪应力(MPa)； Va：铝框所受剪力(N)；
Sax：铝框受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Iax：铝框截面惯性矩(mm4)；
ta：铝框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； τamax=VaSax/Iaxta
=4932.4×43841/6040530/6 =5.966MPa 5.966MPa≤55MPa
铝框抗剪强度可以满足要求! (2)钢框的抗剪计算： 校核依据：
τsmax≤τs=125MPa (钢框的抗剪强度设计值) a.钢框所受剪力设计值组合： Vs=qsL/2
=1.499×4400/2 =3297.8N
b.钢框的剪应力校核：
τsmax：钢框最大剪应力(MPa)； Vs：钢框所受剪力(N)；
Ssx：钢框受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Isx：钢框截面惯性矩(mm4)；
ts：钢框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； τsmax=VsSsx/Isxts
=3297.8×18060/1441300/8 =5.165MPa 5.165MPa≤125MPa
钢框抗剪强度可以满足要求!
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5 幕墙横梁计算
基本参数：
1：计算点标高：4.4m； 2：横梁跨度：B=2500mm；
3：横梁上分格高：H1=4400mm； 横梁下分格高：H2=0mm； 4：横梁计算间距：H=2200mm； 5：力学模型：梯形荷载简支梁； 6：板块配置：夹层玻璃15+15mm； 7：横梁材质：6063-T5；
因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形简支梁计算水平荷载；由于玻璃下面有垫块，因此自重荷载按集中受力模型考虑，简图如下：
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5.1 横梁型材选材计算
(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按梯形分布)： 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)； H：幕墙横梁计算间距(mm)； qwk=wkH
=0.001×2200 =2.2N/mm
qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×2.2 =3.08N/mm
(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按梯形分布)： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)； βE：动力放大系数，取5.0；
αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；
Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)； A：幕墙平面面积(mm2)；
qEAk=βEαmaxGk/A …… 5.3.4[JGJ102-2003] =5.0×0.08×0.0004 =0.00016MPa
qEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； H：幕墙横梁计算间距(mm)； qEk=qEAkH
=0.00016×2200 =0.352N/mm
qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk
=1.3×0.352 =0.458N/mm
(3)幕墙横梁受荷载集度组合：
用于强度计算时，采用Sw+0.5SE组合设计值： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE
=3.08+0.5×0.458 =3.309N/mm
用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk
=2.2N/mm
(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按梯形分布)： My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)； Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm)； ME：地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm)； B：横梁跨度(mm)；
H：幕墙横梁计算间距(mm)；
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采用Sw+0.5SE组合： ……5.4.1[JGJ102-2003] Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24 ME=qEB2(3-(H/B)2)/24 My=Mw+0.5ME
=qB2(3-(H/B)2)/24
=3.309×25002×(3-(2200/2500)2)/24 =1917841.25N·mm
(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值：
Pk：横梁每个自重受力点自重荷载标准值(N)； B：横梁跨度(mm)；
H1：横梁上分格高(mm)； Pk=0.0004×B×H1/2
=0.0004×2500×4400/2 =2200N
P：横梁自重荷载设计值(N)； P=1.2Pk
=1.2×2200 =2640N
Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)； a：横梁自重受力点到端头距离(mm)； Mx=Pa
=2640×150 =396000N·mm
5.2 确定材料的截面参数
(1)横梁抵抗矩预选：
Wnx：绕X方向横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)； Wny：绕Y方向横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)； Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩(N·mm)； My：风荷载及地震作用弯矩组合值(N·mm)； γx，γy：塑性发展系数：
对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018-2002，取1.00； 对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；
对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007，均取1.00； 此处取：γx=γy=1.00；
fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对6063-T5取90； 按下面公式计算： Wnx=Mx/γxfa
=396000/1.00/90 =4400mm3 Wny=My/γyfa
=1917841.25/1.00/90 =21309.347mm3 (2)横梁惯性矩预选：
df1,lim：按规范要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；
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