宁夏天煜供热公司运行管理中心项目幕墙工程·铝单板幕墙设计计算书 福建超平建筑设计有限公司
a：短边尺寸(mm)； D：弯曲刚度(N·mm)；
df,lim：许用挠度，取短边长的1/60，为5.556mm； 其中：
D=Et3/(12(1-υ2)) ……6.1.3-1[JGJ102-2003] 上式中：
E：铝单板的弹性模量(MPa)； t：铝单板的厚度(mm)；
υ：铝单板材料泊松比，为0.3； D=Et3/(12(1-υ2))
=70000×2.53/(12×(1-0.32)) =100160.256N·mm
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df=ημwka/D
=0.967×0.00261×0.001834×333.3334/100160.256 =0.571mm
0.571mm≤df,lim=5.556mm(铝单板) 挠度满足要求!
7 连接件计算
基本参数：
1：计算点标高：80.5m；
2：立柱计算间距：B1=1000mm；
3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=2000mm×1535mm； 4：幕墙立柱跨度：L=3900mm； 5：板块配置：铝单板；
6：龙骨材质：立柱为：Q235；横梁为：Q235； 7：立柱与主体连接钢角码壁厚：8mm； 8：立柱与主体连接螺栓公称直径：12mm； 9：立柱受力模型：单跨简支；
10：连接形式：立柱与主体螺栓连接； 立柱与横梁焊接连接；
因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形荷载模型进行设计计算：
7.1 横梁与立柱间焊接强度计算
(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按梯形分布)： Vw=1.4wkHB(1-H/2B)/2
=1.4×0.001706×1535×2000×(1-1535/2/2000)/2 =2259.292N
(2)地震作用下横梁剪力标准值(按梯形分布)： VEk=βEαmaxGk/A×HB(1-H/2B)/2
=5.0×0.16×0.0003×1535×2000×(1-1535/2/2000)/2
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=227.026N
(3)地震作用下横梁剪力设计值： VE=1.3VEk
=1.3×227.026 =295.134N
(4)连接部位水平总剪力N1： 采用Sw+0.5SE组合： N1=Vw+0.5VE
=2259.292+0.5×295.134 =2406.859N (5)自重荷载计算：
N2k：自重荷载标准值(N)； B：横梁宽度(mm)；
Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)； N2k=0.0003×B×Hg/2
=0.0003×2000×1535/2 =460.5N
N2：自重荷载(N)： N2=1.2×N2k =1.2×460.5 =552.6N
(6)连接处组合荷载V： 采用SG+Sw+0.5SE V=(N220.51+N2)
=(2406.8592+552.62)0.5 =2469.481N
(7)连接焊缝的强度计算：
V：连接处的组合总剪力(N)； Lw：角焊缝的总有效长度(mm)； hf：角焊缝的高度(mm)；
fwf：角焊缝的强度设计值(MPa)； f：焊缝最大应力值(MPa)； f=V/0.707/Lw/hf
=2469.481/0.707/60/4 =14.554MPa
14.554MPa≤fw
f=160MPa 焊缝强度可以满足要求!
7.2 立柱与主结构连接
(1)连接处风荷载设计值计算：
Nwk：连接处风荷载标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nwk=wkB1L
=0.001706×1000×3900
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=6653.4N
Nw：连接处风荷载设计值(N)： Nw=1.4Nwk
=1.4×6653.4 =9314.76N
(2)连接处地震作用设计值：
NEk：连接处地震作用标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； NEk=βEαmaxGk/A×B1L
=5×0.16×0.0004×1000×3900 =1248N
NE：连接处地震作用设计值(N)： NE=1.3NEk
=1.3×1248 =1622.4N
(3)连接处水平剪切总力： N1：连接处水平总力(N)； 采用Sw+0.5SE组合： N1=Nw+0.5NE
=9314.76+0.5×1622.4 =10125.96N (4)连接处重力总力：
NGk：连接处自重总值标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； NGk=0.0004×B1L
=0.0004×1000×3900 =1560N
NG：连接处自重总值设计值(N)； NG=1.2NGk
=1.2×1560 =1872N
(5)连接处总剪力：
N：连接处总剪力(N)；
220.5
N=(N1+NG)
=(10125.962+18722)0.5 =10297.546N (6)螺栓承载力计算：
Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)； nv3：剪切面数：取2； d：螺栓杆直径：12mm；
fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa； Nv3b=nv3πd2fv3b/4
=2×3.14×122×175/4
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=39564N
Nnum3：螺栓个数： Nnum3=N/Nv3b
=10297.546/39564
=0.26个 实际取2个 (7)立柱型材壁承压能力计算：
Nc4：立柱型材壁承压能力(N)； nv3：剪切面数：取2； Nnum3：连接处螺栓个数； d：螺栓公称直径：12mm； t2：连接部位立柱壁厚：3mm；
fc4：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4
=2×2×12×3×305 =43920N
43920N≥10297.546N 强度可以满足要求!
(8)钢角码型材壁承压能力计算：
Nc5：钢角码型材壁承压能力(N)； nv4：剪切面数：取2； Nnum3：连接处螺栓个数；
d：连接螺栓公称直径12mm； t4：幕墙钢角码壁厚：8mm；
fc5：钢角码的承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5
=2×2×12×8×305 =117120N
117120N≥10297.546N 强度可以满足要求!
8 幕墙埋件计算(土建预埋)
基本参数：
1：计算点标高：80.5m； 2：立柱跨度：L=3900mm；
3：立柱计算间距：B=1000mm； 4：立柱力学模型：单跨简支； 5：埋件位置：侧埋； 6：板块配置：铝单板； 7：混凝土强度等级：C25；
8.1 荷载标准值计算
(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：
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qEk=βEαmaxGk/A
=5.0×0.16×0.0004 =0.00032MPa
(2)幕墙受水平荷载设计值组合：
采用Sw+0.5SE组合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=1.4wk+0.5×1.3qEk
=1.4×0.001706+0.5×1.3×0.00032 =0.002596MPa
(3)立柱单元自重荷载标准值： Gk=0.0004×BL
=0.0004×1000×3900 =1560N
(4)校核处埋件受力分析： V：剪力(N)； N：轴向拉力(N)；
e0：剪力作用点到埋件距离，即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm)； V=1.2Gk
=1.2×1560 =1872N N=qBL
=0.002596×1000×3900 =10124.4N M=e0V
=90×1872 =168480N·mm
8.2 埋件计算
校核依据，同时满足以下两个条件：
a：AS≥V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyz C.0.1-1[JGJ102-2003] b：AS≥N/0.8abfy+M/0.4arabfyz C.0.1-2[JGJ102-2003] 其中：
AS：锚筋的总截面面积(mm2)； V：剪力设计值(N)；
ar：钢筋层数影响系数，二层取1.0，三层取0.9，四层取0.85； av：钢筋受剪承载力系数，不大于0.7；
fy：锚筋抗拉强度设计值(MPa)，按[GB50010]选取，但不大于300MPa； N：法向拉力设计值(N)； ab：锚板弯曲变形折减系数； M：弯矩设计值(N·mm)；
z：沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离(mm)； 另外：
d：锚筋直径(mm)； t：锚板厚度(mm)；
fc：混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)，按[GB50010]选取； av=(4.0-0.08d)×(fc/fy)0.5 C.0.1-5[JGJ102-2003]
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