孤雪傲梅
单索点支式玻璃幕墙计算
第一章、计算说明
点支式玻璃幕墙采用竖向单索受力形式，面板采用TP12LOW-E+12A+ TP12钢化中空玻璃。玻璃面板采用夹板式支撑结构形式。受力结构将通过通用有限元计算软件Ansys建立模型进行计算。
《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001（2006年版） 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001 《钢结构设计规范》 GBJ50017-2003 相关图纸
第二章、荷载计算
一、幕墙自重荷载计算
玻璃采用TP12LOW-E+12A+ TP12钢化中空玻璃，根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表5.3.1条规定。
玻璃重力密度：25.6 KN/m 玻璃自重面荷载标准值：
GGK=（12+12）×10×25.6=0.615 KN/m 考虑到其他构件，玻璃幕墙自重面荷载标准值取：
GGK=0.7 KN/m
2
-3
2
3
幕墙面板自重面荷载设计值：
GG=γG·GGK=1.2×0.7=0.84 KN/m
2
自重作用效应分项系数取γG =1.2，按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2.1条规定。
二、水平地震荷载计算
抗震设防烈度：8度 α
max
：水平地震影响系数最大值，取α
max
=0.16
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表5.3.4条规定 动力放大系数：β=5.0
qEK：作用在幕墙上的地震荷载标准值 qEK=α·β·GGK=0.16×5.0×0.7=0.56 KN/m2 qE：作用在幕墙上的地震荷载设计值： qE=γE·qEK=1.3×0.56=0.728 KN/m2
地震荷载作用效应分项系数，取γE=1.3，按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2.1条规定。
三、风荷载计算
计算说明：索网幕墙高9.31m，经过综合考虑计算高度取10 m。 地面粗糙程度：C
唐山地区基本风压：W0=0.4KN/m（按50年一遇） 计算高度：HMAX=10 m 局部风压体形系数μ
S1
2
：正风压大面，取1.2；负风压大面，取-1.2；
瞬时风压阵风系数：βgz=2.0978 高度变化系数：μZ=0.74 作用在幕墙上的风荷载标准值： 正风压： WK=βgzμZμS1W0
= 2.0978×0.74×1.2×0.4 =0.745 KN/m <1.0 KN/m取WK=1.0 KN/m负风压： WK=βgzμZμS1W0
= 2.0978×0.74×1.2×0.4 =0.745 KN/m <1.0 KN/m取WK=-1.0 KN/m风荷载设计值：
W=γG×WK=1.4×1.0=1.400 KN/m
风荷载作用分项系数γG=1.4，按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2.1条规定。 四、温度荷载
索施工时处于室外，正常工作处于室内，按80摄氏度温差考虑，温度作用效应分项系
数取1.4；线膨胀系数：不锈钢索1.20×10，钢材1.2×10。 温度作用标准值： TK=80 C
温度作用设计值： T=1.4×80 C=112 C 五、荷载工况组合
综合考虑各种荷载工况，选取最不利的荷载工况如下：
挠度计算荷载组合： 恒载标准值+1.0×预应力+风荷载标准值+0.2×温度升高引起的
荷载
强度计算荷载组合： 1.2×恒载标准值+1.0×预应力+1.4×风荷载标准值+0.5×1.3
×地震荷载标准值+0.2×1.4×温度下降引起的荷载
o
o
o
-5
-5
2
2 2
2
2 2
2
第三章、索结构计算
一、计算说明
力学模型说明：本工程采用竖向单索支撑玻璃，采用φ16(1×19)和φ19.5(1×37)不锈钢索，竖向单索属于柔性结构，靠较大变形来平衡水平方向的荷载。竖索同时还要承受幕墙自重。
1.来自坚朗供应商提供索的资料
拉索断面参数与力学性能
名称 直径 材质 弹性模量 钢丝强度 断面积 （N/mm） （N/mm） （mm） 竖索 竖索 ????不锈钢 ??????
竖索φ16(1X19)拉索拉力设计值： F=181.52/1.8＝100.8 KN 竖索φ19.5(1X37)拉索拉力设计值：F=255.6/1.8＝142 KN
根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.2.5条的规定 2.钢结构设计
钢构件材质为Q235B，拉索上部钢梁为热轧工字钢22b,门框两侧立柱和门框横梁为H型钢HW400X400,门框中部立柱为箱形构件□400X150X10。 二、建立Ansys模型
1.模型计算采用有限元计算软件Ansys9.0
2.模型单元：
钢构件部分采用BEAM189；不锈钢拉索部分采用LINK10。 3.构件截面参数
根据幕墙施工图建立有限元模型，有限元模型中各对应部位的构件截面尺寸根据幕墙施工图所示。 4.支座条件
根据幕墙施工图拉索上端通过22b工字钢与主体结构连接，下端与门框横梁连接；门框立柱下端与主体结构连接。 5.荷载施加
幕墙恒荷载、风荷载、地震作用按节点荷载施加；幕墙温度作用按均布温度施加，幕墙钢索预应力按初始应变施加。 6. 各种梁单元截面特性如下：
不锈钢 1.15e5 1.3e5 1320 1320 152.81 225.51 222最小破断力 （KN） 181.52 255.6
工字钢22b
HW400X400
箱形构件400X150X10。
7. 有限元模型
具体模型见下图两边较长竖索采用φ19.5(1×37)不锈钢索，中部短索采用φ16(1×19)不锈钢索。
单索幕墙有限元模型三维图
