太仓幕墙计算书(共16页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上石材幕墙设计计算书 基本参数: 江苏省太仓市地区基本风压0.550kN/m2 抗震设防烈度7度 设计基本地震加速度0.08g .设计依据 幕墙设计规范： 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003 建筑瓷板装饰工程技术规范 CECS101：98 建筑幕墙 GB/T21086-2007 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

2、建筑设计防火规范 GB50045-95(2005年版) 高处作业吊蓝 GB19155-2003 金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001 建筑设计规范： 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 JG160-2004 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

3、建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003 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 GB50223-2008 建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版) 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(2008年版) 建筑设计防火规范 GB50016-2006 建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000年版) 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2002 民用建筑隔声设计规范 GB

4、J118-88 民用建筑热工设计规范 GB50176-93 民用建筑设计通则 GB50352-2005 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 中国地震动参数区划图 GB18306-2001 中国地震烈度表 GB/T17742-2008 建筑制图标准 GB/T 50104-2001 建筑结构静力计算手册 (第二版) 3石材规范： 干挂饰面石材及其金属挂件 JC830.1、2-2005 天然板石 GB/T18600-2001 天然大理石荒料 JC/T202-2009 天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005 天然花

5、岗石荒料 JC/T204-2009 天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001 天然花岗石板材 GB/T18601-2009 天然石材统一编号 GB/T17670-2008 天然饰面石材术语 GB/T13890-2008 4钢材规范： 钢分类 GB/T13304.1、2-2008 钢铁牌号表示方法 GB/T221 -2008 钢及合金术语 GB/T20566-2006 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/T328

6、0-2007 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 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/T1591-2008 建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007 高耐候结构钢 GB/T4171-2008 高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997 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

7、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 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分 GB/T20878-2007 碳素结构钢冷轧钢板和钢带 GB/T11253-2007 5胶类及密封材料规范： 建筑密封材料术语 GB/T14682-2006 建筑密封胶分级及要求 GB/T22083-2008 丙烯酸酯建筑密封

8、膏 JC484-2006 石材用建筑密封胶 GB/T23261-2009 干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC/T887-2001 非结构承载用石材粘胶剂 JC/T989-2006混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-2001建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2002 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 丙烯酸建筑密封胶 JC/T484

9、-2006 绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2007 绝热用硬质酚醛泡沫制品(PF) GB/T20974-2007 建筑绝热用聚氨酯泡沫塑料 GB/T21558-2008 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.基本计算公式 (1).场地类别划分: 地面粗糙度可分为A、B、C、D四类： -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。 本工程为：华源 上海城北地块1#楼，按C

10、类地区计算风荷载。(2).风荷载计算: 幕墙属于薄壁外围护构件，根据建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：1 当计算主要承重结构时Wk=zszW0 （GB50009 7.1.1-1）2 当计算围护结构时 Wk=gzs1zW0 （GB50009 7.1.1-2）式中： 其中: Wk-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)； gz-高度Z处的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.5.1条取定。 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=K(1+2f) 其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数

11、。经化简，得： A类场地: gz=0.921+35-0.072(Z/10)-0.12 B类场地: gz=0.891+(Z/10)-0.16 C类场地: gz=0.851+350.108(Z/10)-0.22 D类场地: gz=0.801+350.252(Z/10)-0.30 z-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.2.1条取定。 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地: z=1.379(Z/10)0.24 B类场地: z=1.000(Z/10)0.32 C类场地: z=0.616(Z/10)0.44 D类场地: z=0.318(Z/10)0.60 按建筑结构

12、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s1：一、 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。注：上述的局部体型系数s1（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s1（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s1（A）可按面积的对数线性插值，即s1（A）=

13、s1（1）+s1（10）-s1（1） logA 本工程属于C类地区,故z=0.616(Z/10)0.44 W0-基本风压,按建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，太仓地区取为0.550kN/m2(3).地震作用计算: qEAk=EmaxGAK 其中: qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 5.0 取定 max-水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定: max选择可按JGJ102-2003中的表5.3.4进行。表5.3.4 水平地震影响系数最大值max抗震设防烈度6度7度8度max0.0

14、40.08(0.12)0.16(0.24)注:7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g和0.30g的地区。 设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度： max=0.04 设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度： max=0.08 设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度： max=0.12 设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度： max=0.16 设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度： max=0.24 设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度： max=0.32 北仑设计基本地震加速度为0.08g，抗震设防烈度为7度，

15、故取max=0.08 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)(4).作用效应组合:一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度： a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求： 0S R b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求： SE R/RE式中 S-荷载效应按基本组合的设计值； SE-地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值； R-构件抗力设计值； 0-结构构件重要性系数，应取不小于1.0； RE-结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0； c.挠度应符合下式要求： df df,lim df-构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值； df,lim-构件挠度限值；

16、 d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合dfdf,lim的规定。幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定： 1 有地震作用效应组合时，应按下式进行： S=GSGK+wwSWK+EESEK 2 无地震作用效应组合时，应按下式进行： S=GSGK+wwSWK S-作用效应组合的设计值； SGk-永久荷载效应标准值； SWk-风荷载效应标准值； SEk-地震作用效应标准值； G-永久荷载分项系数； W-风荷载分项系数； E-地震作用分项系数； W-风荷载的组合值系数； E-地震作用的组合值系数； 进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值： 一般情况下，永久荷

17、载、风荷载和地震作用的分项系数G、W、E应分别取1.2、1.4和1.3； 当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数G应取1.35；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应； 当永久荷载的效应对构件有利时，其分项系数G的取值不应大于1.0。 可变作用的组合系数应按下列规定采用： 一般情况下，风荷载的组合系数W应取1.0，地震作用于的组合系数E应取0.5。 对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数W应取1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6(永久荷载的效应起控制作用时)。幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数W和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应

18、的组合。一、风荷载计算 标高为4.1m处风荷载计算 W0:基本风压 W0=0.55 kN/m2 gz: 4.1m高处阵风系数(按C类区计算) gz=0.851+350.108(Z/10)-0.22=2.368 z: 4.1m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001)(2006年版) z=0.616(Z/10)0.44 (C类区，在10米以下按10米计算) =(10.0/10)0.32=0.616 sl:局部风压体型系数(墙面区) 板块（第1处） 410.00mm900.00mm=0.37m2 该处从属面积为：0.37m2 该处局部风压体型系数sl=1.200 风荷载标

19、准值: Wk=gzzslW0 (GB50009-2001)（2006年版） =2.3680.6161.2000.550 =0.962 kN/m2 风荷载设计值: W: 风荷载设计值(kN/m2) w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=wWk=1.40.962=1.346kN/m2 支承结构（第1处） 4130mm1200mm=4.96m2 该处从属面积为：4.96m2 sl (A)=sl (1)+sl (10)-sl (1)log(A) =-1.0+0.81.0-1.00.695 =-0.861 sl=-0.861+(-0

20、.2)=-1.061 该处局部风压体型系数sl=1.061 风荷载标准值: Wk=gzzslW0 (GB50009-2001)（2006年版） =2.3680.6161.0610.550 =0.851 kN/m2 风荷载设计值: W: 风荷载设计值(kN/m2) w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=wWk=1.40.851=1.191kN/m2二、板强度校核: 1.石材强度校核 用MU110级石材，其抗弯强度标准值为：8.0N/mm2 石材抗弯强度设计值：3.70N/mm2 石材抗剪强度设计值：1.90N/mm2 校核依

21、据：=3.700N/mm2 Ao: 石板短边长：0.410m Bo: 石板长边长：0.900m a: 计算石板抗弯所用短边长度: 0.410m b: 计算石板抗弯所用长边长度: 0.640m t: 石材厚度: 25.0mm GAK:石板自重=700.00N/m2 m1: 四角支承板弯矩系数, 按短边与长边的边长比(a/b=0.641) 查表得: 0.1338 Wk: 风荷载标准值: 1.494kN/m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5maxGAK =50.080700.000/1000 =0.280kN/m2 荷载组合

22、设计值为： Sz=1.4Wk+1.30.5qEAk =2.274kN/m2 应力设计值为： =6m1Szb2103/t2 =60.13382.2740.6402103/25.02 =1.196N/mm2 1.196N/mm23.700N/mm2 强度可以满足要求 2.石材剪应力校核 校核依据: max :石板中产生的剪应力设计值(N/mm2) n:一个连接边上的挂钩数量: 2 t:石板厚度: 25.0mm d:槽宽: 7.0mm s:槽底总长度: 60.0mm :系数,取1.25 对边开槽 =SzAoBo1000/n(t-d)s =0.486N/mm2 0.486N/mm21.900N/mm2

23、 石材抗剪强度可以满足 3.挂钩剪应力校核 校核依据: max :挂钩剪应力设计值(N/mm2) Ap:挂钩截面面积: 19.600mm2 n:一个连接边上的挂钩数量: 2 对边开槽 =SzAoBo1000/(2nAp) =13.376N/mm2 13.376N/mm249.600N/mm2 挂钩抗剪强度可以满足 三、幕墙后锚固连接设计计算 幕墙与主体结构连接采用后锚固技术。 本设计采用化学植筋作为后锚固连接件。 本计算主要依据混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-2004。 后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。本设计只考虑锚栓钢材抗

24、剪复合破坏类型和混凝土破坏类型。并认为锚栓是群锚锚栓。 本工程锚栓受拉力和剪力 Vgsd: 总剪力设计值: Vgsd=N2 =6.542KN Ngsd: 总拉力设计值: Ngsd=N1 =10.583KN M: 弯矩设计值(Nmm): e2: 螺孔中心与锚板边缘距离: 40.0mm M=Ve2/1000 =6.540.0/1000 =0.26168KNm本设计的锚栓是在拉剪复合力的作用之下工作，所以拉剪复合受力下锚栓或植筋钢材破坏和混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：式中 - 群锚中受力最大锚栓的拉力设计值； - 群锚受拉区总拉力设计值； - 群锚中受力最大锚栓的剪力设计值； - 群锚总

25、剪力设计值； - 锚栓受拉承载力设计值； - 锚栓受拉承载力标准值； - 锚栓受剪承载力设计值； - 锚栓受剪承载力标准值； - 混凝土锥体受拉破坏承载力设计值； - 混凝土锥体受拉破坏承载力标准值； - 混凝土楔形体受剪破坏承载力设计值； - 混凝土楔形体受剪破坏承载力标准值； Rs,N-锚栓钢材受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.00； Rs,V-锚栓钢材受剪破坏，锚固承载力分项系数=2.00； Rc,N-混凝土锥体受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15； Rc,V-混凝土楔形体受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80； Rcp-混凝土剪撬受剪破坏，锚固承载力分项系数=1.80； Rsp-混凝

26、土劈裂受拉破坏，锚固承载力分项系数=2.15；锚栓的分布如下图所示：锚栓设置：s11=150.0mm锚基边距：c11=150.0mmA.锚栓钢材受拉破坏承载力 h-混凝土基材厚度=300.0mm； 混凝土基材等级：强度等级C30； d-锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径=12.0mm； do-钻孔直径=14.0mm； df-锚板钻孔直径=14.0mm； h1-钻孔深度=110.00mm； hef-锚栓有效锚固深度=110.00mm； Tinst-安装扭矩=40.00N.m； fstk-锚栓极限抗拉强度标准值=600.00Mpa； As-锚栓应力截面面积=84.622mm2； n-群锚锚栓个数

27、=2；幕墙后锚固连接设计中的锚栓是在轴心拉力与弯矩共同作用下工作，弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算： 当时 当时式中 - 弯矩设计值（N.m）； - 群锚中受力最大锚栓的拉力设计值； - 锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离（mm）； - 锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离（mm）； - 轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离（mm）。则 Nhsd=7.036KN； NRk,s=Asfstk =50.773KN； NRd,s=NRk,s/Rs,N =25.387KN； NRd,s=Nhsd 锚栓钢材受拉破坏承载力满足要求！ B.混凝土锥体受拉破坏承载力-开裂混凝土单根

28、锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；-单根锚栓或群锚受拉，混凝土实有破坏锥体投影面面积；-间距边距很大时，单根锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏锥体投影面面积；-边距c对受拉承载力的降低影响系数； -表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数；-荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数；-未裂混凝土对受拉承载力的提高系数； fcu,k-混凝土立方体抗压强度标准值=30.00； scr,N-混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距=330.00； ccr,N-混凝土锥体破坏，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距=1

29、65.00； 由于是非开裂混凝土 NoRk,c=7.3(fcu,k)0.5(hef-30)1.5=28.6100KN； Aoc,N=(scr,N)2=.00mm2； Ac,N=.00mm2； Mss,N=0.97； Msre,N=1.00； Msec,N=0.77； Msucr,N=1.40； NRk,c=42.133KN； NRd,c=NRk,c/Rc,N =19.597KN； NRd,c=Ngsd 混凝土锥体受拉破坏承载力满足要求！ C.锚栓钢材受剪破坏承载力 本设计考虑纯剪无杠杆臂状态，锚栓受剪承载力标准值VRk,s按下式计算：螺杆c=Vhsd 锚栓钢材受剪破坏承载力满足要求！ D.混凝

30、土楔形体受剪破坏承载力 混凝土楔形体受剪破坏承载力满足要求！ E.混凝土剪撬破坏承载力 VRd,cp-混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值 VRk,cp-混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值 K-锚固深度h_ef对V_rk_cp影响系数当hef=60mm时，取K2.0 VRk,cp=kNRk,c =84.266KN； VRd,cp=VRk,cp/Rcp =46.814KN； VRd,cp=Vgsd 混凝土剪撬破坏承载力满足要求！ F.拉剪复合受力承载力拉剪复合受力下，混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：(Nhsd/NRd,s)2+(Vhsd/VRd,s)2 =0.341 锚栓钢材能够满足要求

31、！ (Ngsd/NRd,c)1.5+(Vgsd/VRd,c)1.5 =0.4101 混凝土能够满足要求！ 四、幕墙横梁计算 幕墙横梁计算简图如下图所示：1. 选用横梁型材的截面特性: 选用型材号: 50*50*4角钢 选用的横梁材料牌号: Q235 d=16 横梁型材抗剪强度设计值: 125.000N/mm2 横梁型材抗弯强度设计值: 215.000N/mm2 横梁型材弹性模量: E=2.05105N/mm2 Mx横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm) My横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm) Wnx横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩: Wnx

32、=2.560cm3 Wny横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩: Wny=2.560cm3 型材截面积: A=3.900cm2 塑性发展系数，可取1.002. 幕墙横梁的强度计算: 校核依据: Mx/Wnx+My/Wnyf=215.0 横梁上分格高: 0.410m 横梁下分格高: 0.410m H-横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半): 0.410m l-横梁跨度,l=1200mm(1)横梁在自重作用下的弯矩(kNm) GAk: 横梁自重: 1000N/m2 Gk: 横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m): 横梁自重受荷按上单元高: 0.410m Gk=1000H

33、/1000 =10000.410/1000 =0.410kN/m G: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m) G=1.2Gk =1.20.410 =0.492kN/m My: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(kNm) My=GB2/8 =0.4921.2002/8 =0.089kNm(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kNm) 风荷载线分布最大集度标准值(梯形分布) qwk=WkH =1.3210.410 =0.542KN/m 风荷载线分布最大集度设计值 qw=1.4qwk =1.40.542 =0.758kN/m Mxw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(kNm) Mxw=qwB2(3-H2/B2)/24