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N/An+Mx/γWnx=4050/1219+4397793.75/1.00/51546 =88.64MPa≤90MPa 立柱抗弯强度满足要求。
4.5 立柱的挠度计算
因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：
实际选用的型材惯性矩为：Ix=3901180mm4 预选值为：Ixmin=1834221.649mm4 实际挠度计算值为： df=λqkL24/24EIx
=0.1454×1.5×41004/24/70000/3901180 =9.403mm 而df,lim=20mm
所以，立柱挠度满足规范要求。
4.6 立柱的抗剪计算
校核依据：
τmax≤τa=55MPa (立柱的抗剪强度设计值) (1)求中支座剪力设计值： 采用Vw+0.5VE组合
Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)
=-(2.295×400/2-(-4397793.75/400)) =-11453.484N Vw1右=qL2/2-M1/L2
=2.295×4100/2-(-4397793.75/4100) =5777.383N 取V=11453.484N (2)立柱剪应力：
τmax：立柱最大剪应力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)；
Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；
t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； τmax=VSx/Ixt
=11453.484×31163/3901180/6 =15.249MPa 15.249MPa≤55MPa 立柱抗剪强度满足要求!
5 幕墙横梁计算
基本参数：
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1：计算点标高：23m； 2：横梁跨度：B=1500mm； 3：横梁上分格高：1200mm； 横梁下分格高：1200mm； 4：横梁计算间距：H=1200mm； 5：力学模型：梯形荷载简支梁； 6：板块配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：横梁材质：6063-T5；
因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：
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
=0.001×1200 =1.2N/mm
qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×1.2 =1.68N/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
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=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
=0.00016×1200 =0.192N/mm
qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk
=1.3×0.192 =0.25N/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
=1.68+0.5×0.25 =1.805N/mm
用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk
=1.2N/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)；
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
=1.805×15002×(3-(1200/1500)2)/24 =399356.25N·mm
(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)： Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；
H1：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高； Gk=0.0004×H1 =0.0004×1200 =0.48N/mm
G：横梁自重线荷载设计值(N/mm)； G=1.2Gk
=1.2×0.48 =0.576N/mm
Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)； B：横梁跨度(mm)； Mx=GB2/8
=0.576×15002/8
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=162000N·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； 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
=162000/1.00/90
3
=1800mm Wny=My/γyfa
=399356.25/1.00/90 =4437.292mm3 (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)； df2,lim：按规范要求，横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm)； B：横梁跨度(mm)；
按相关规范，钢材横梁的相对挠度不应大于L/250，铝材横梁的相对挠度不应大于L/180； 《建筑幕墙》GB/T21086-2007还有如下规定：
按[5.1.1.2]，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；
按[5.1.9，b]，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500，并且不应大于3mm； B/180=1500/180=8.333mm B/500=1500/500=3mm 对本例取：
df1,lim=8.333mm df2,lim=3mm
qk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)；
E：型材的弹性模量(MPa)，对6063-T5取70000MPa； Iymin：绕Y轴最小惯性矩(mm4)； B：横梁跨度(mm)；
df1,lim=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin
……(受风荷载与地震作用的挠度计算) Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim
=1.2×15004(25/8-5(1200/2/1500)2+2(1200/2/1500)4)/240/70000/8.333 =103114.232mm4
Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；
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Ixmin：绕X轴最小惯性矩(mm4)；
df2,lim=5GkB4/384EIxmin ……(自重作用下产生的挠度计算) Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim
=5×0.48×15004/384/70000/3 =150669.643mm4
5.3 选用横梁型材的截面特性
按照上面的预选结果选取型材： 选用型材号：横梁03
型材抗弯强度设计值：90MPa 型材抗剪强度设计值：55MPa 型材弹性模量：E=70000MPa
4
绕X轴惯性矩：Ix=266020mm 绕Y轴惯性矩：Iy=783510mm4
绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=9456mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=7386mm3
3
绕Y轴净截面抵抗矩：Wny1=17885mm 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=15297mm3 型材净截面面积：An=835.1mm2 型材线密度：γg=0.022548N/mm
横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=2.5mm 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=5mm 横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=5mm 型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=6304mm3 型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=11401mm3 塑性发展系数：γx=γy=1.00
5.4 幕墙横梁的抗弯强度计算
按横梁强度计算公式，应满足：
Mx/γxWnx+My/γyWny≤fa ……6.2.4[JGJ102-2003] 上式中：
Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；
My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)； Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)； Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)； γx、γy：
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； fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa。 采用SG+Sw+0.5SE组合，则：
Mx/γxWnx+My/γyWny=162000/1.00/7386+399356.25/1.00/15297 =48.04MPa≤90MPa 横梁抗弯强度满足要求。
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