2011-09-27高架车道维护幕墙计算书.doc

郑州东站站房幕墙工程郑州东站站房幕墙工程 高架车道维护幕墙高架车道维护幕墙 设计计算书设计计算书 设计 校对 审核 批准 年 月 日 上海金桥瑞和装饰工程有限公司 1 目目 录录 一 高架车道维护幕墙立柱计算一 高架车道维护幕墙立柱计算 2 1 荷载计算 2 2 钢矩通承载力验算 4 二 高架车道维护幕墙横梁计算二 高架车道维护幕墙横梁计算 6 1 风荷载计算 6 2 钢矩通承载力验算 7 三 连接计算三 连接计算 9 1 荷载计算 9 2 横梁立柱连接计算 10 3 铝合金压块校核 14 4 螺钉抗拉承载力校核 14 四 伸缩缝处计算四 伸缩缝处计算 16 1 荷载计算 16 2 横梁承载力校核 17 2 一 高架车道维护幕墙立柱计算一 高架车道维护幕墙立柱计算 1 荷载计算荷载计算 节点详图 详见 16 DY03 基本参数 郑州地区基本风压 0 450 kN m2 50 年 抗震设防烈度 7 度 设计基本地震加速度 0 15g X 方向受力计算 1 风荷载计算 标高为 24m 处风荷载计算 W0 基本风压 3 W0 0 45 kN m2 gz 24m 高处阵风系数 按 B 类区计算 gz 0 89 1 350 Z 10 0 16 1 664 z 24m 高处风压高度变化系数 按 B 类区计算 GB50009 2001 2006 年版 z 1 000 Z 10 0 32 1 323 sl 1 8 风荷载标准值 Wk gz z sl W0 1 664 1 323 1 8 0 45 1 783 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 w Wk 1 4 1 783 2 496 kN m2 2 自重荷载计算 8 1 14PVB 8 钢化夹胶玻璃自重 G1 25 6KN m3 17 14mm 3 1m 2 51m 3 414KN 口 300 150 8 方钢管自重 G2 54 51 Kg m 7 6m 10N kg 4143N 4 143KN 3 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值 qEK 由玻璃产生的地震荷载标准值为 玻璃板块面积 A 3 1 2 51 7 781 m q1EK E max Gk A 5 0 0 12 3 414 7 781 0 263KN m 由方钢管产生的地震荷载标准值为 玻璃板块面积 A 7 6 2 51 19 076m q2EK E max Gk A 5 0 0 12 4 143 19 076 0 139KN m 4 荷载组合 设计值组合 S1 1 4 负风 1 3 0 5 地震 1 4 1 783 1 3 0 5 0 263 2 667 KN m 标准值组合 4 S2 1 0 负风 0 5 地震 1 0 1 783 0 5 0 263 1 915 KN m Y 方向受力计算 8 1 14PVB 8 钢化夹胶玻璃自重 G1 25 6KN m3 17 14mm 3 1m 2 51m 3 414KN 口 300 150 8 方钢管自重 G2 54 51 Kg m 7 6m 10N kg 4143N 4 143KN 口 120 80 4 方钢管自重 G2 12 06 Kg m 2 51m 10N kg 3 908N 0 908KN Y 方向自重荷载标准值为 Fy G1 G2 G3 3 414 4 143 0 908 8 465 KN 2 钢矩通承载力验算钢矩通承载力验算 钢矩通受力简图如下所示 钢矩通截面特性如下图所示 强度校核 q1 S1 B 2 667 2 51 6 694 KN m q2 1 3 0 5 q2EK B 1 3 0 5 0 139 2 51 0 349 KN m 5 强度满足要求 挠度校核 q1 S2 B 1 915 2 51 4 807KN m q2 q2EK B 0 139 2 51 0 349 KN m 挠度满足要求 立柱两端支座反力为 2 21 2 1 22 14 7 0 349 2 94 7 6 694 4 7 2 9 2 960 432 22 BX a Vq laq a ll KN 21 0 349 2 94 7 6 694 4 760 43226 318 AXB Vq laq aVKN VAy Fy 2 8 465 2 4 233 KN 6 二 高架车道维护幕墙横梁计算二 高架车道维护幕墙横梁计算 1 风荷载计算 风荷载计算 标高为 24m 处风荷载计算 W0 基本风压 W0 0 45 kN m2 gz 24m 高处阵风系数 按 B 类区计算 gz 0 89 1 350 Z 10 0 16 1 664 z 24m 高处风压高度变化系数 按 B 类区计算 GB50009 2001 2006 年版 z 1 000 Z 10 0 32 1 323 sl 1 8 风荷载标准值 Wk gz z sl W0 1 664 1 323 1 8 0 45 1 783 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 w Wk 1 4 1 783 2 496 kN m2 2 自重荷载计算 8 1 14PVB 8 钢化夹胶玻璃自重 G1 25 6KN m3 17 14mm 1 55m 2 51m 1 71KN 口 120 80 4 方钢管自重 G2 12 06 Kg m 2 51m 10N kg 302 7N 0 3027KN 3 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值 qEK 由玻璃产生的地震荷载标准值为 玻璃板块面积 A 1 55 2 51 3 89 m q1EK E max Gk A 5 0 0 12 1 71 3 89 0 263KN m 由方钢管产生的地震荷载标准值为 玻璃板块面积 A 1 55 2 51 3 89m 7 q2EK E max Gk A 5 0 0 12 0 3027 3 89 0 047KN m 4 荷载组合 水平荷载组合设计值 q1 1 4 负风 1 3 0 5 地震 1 4 1 783 1 3 0 5 0 263 0 047 1 55 4 181 KN m 竖向荷载组合设计值 q2 1 2 g1 g2 1 2 1 71 2 51 12 06 10 1000 0 961 KN m 水平荷载组合标准值 q1k 1 0 负风 0 5 地震 1 0 1 783 0 5 0 263 0 047 1 55 3 004 KN m 竖向荷载组合标准值 q2k 1 0 g1 g2 1 0 1 71 2 51 12 06 10 1000 0 801 KN m 2 钢矩通承载力验算钢矩通承载力验算 钢矩通受力简图如下所示 钢矩通截面特性如下图所示 8 强度校核 q1 4 181 KN m q2 0 961 KN m 22 1 4 181 2 51 3 293 88 x ql MKN m A 22 2 0 961 2 51 0 757 88 y q l MKN m A 66 3 293 100 757 10 78 62 205 1 05 515071 05 51507 y x xnxyny M M KN mfKN m WW 强度满足要求 挠度校核 q1k 3 004 KN m q2k 0 801 KN m 4444 12 555 3 004 25105 0 801 2510 384384384 206000 3090430384 206000 3090430 2510 3 0910 04 250250 kk q lq l f EIEI l mmmm 挠度满足要求 横梁两端支座反力为 X 方向 V1 q1l 2 4 181 2 51 2 5 248 KN Y 方向 V2 q2l 2 0 961 2 51 2 1 206 KN 9 三 连接计算三 连接计算 1 荷载计算荷载计算 基本参数 郑州地区基本风压 0 450 kN m2 50 年 抗震设防烈度 7 度 设计基本地震加速度 0 15g 1 风荷载计算 标高为 24m 处风荷载计算 W0 基本风压 W0 0 45 kN m2 gz 24m 高处阵风系数 按 B 类区计算 gz 0 89 1 350 Z 10 0 16 1 664 z 24m 高处风压高度变化系数 按 B 类区计算 GB50009 2001 2006 年版 z 1 000 Z 10 0 32 1 323 sl 1 8 风荷载标准值 Wk gz z sl W0 1 664 1 323 1 8 0 45 1 783 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 w Wk 1 4 1 783 2 496 kN m2 2 自重荷载计算 8 1 14PVB 8 钢化夹胶玻璃自重 Gk 25 6KN m3 17 14mm 3 1m 2 51m 3 414KN 3 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值 qEK 由玻璃产生的地震荷载标准值为 玻璃板块面积 A 3 1 2 51 7 781 m 10 qEK E max Gk A 5 0 0 12 3 414 7 781 0 263KN m 4 荷载组合 设计值组合 S1 1 4 负风 1 3 0 5 地震 1 4 1 783 1 3 0 5 0 263 2 667 KN m 标准值组合 S2 1 0 负风 0 5 地震 1 0 1 783 0 5 0 263 1 915 KN m 2 横梁立柱连接计算横梁立柱连接计算 1 立柱与主体钢结构焊接计算 详见图纸 16 DY03 由上文高架车道维护幕墙立柱计算可知 立柱两端支座反力为 11 2 21 2 1 22 14 7 0 349 2 94 7 6 694 4 7 2 9 2 960 432 22 BX a Vq laq a ll KN 21 0 349 2 94 7 6 694 4 760 43226 318 AXB Vq laq aVKN VAy Fy 2 8 465 2 4 233 KN 钢结构设计规范 GB50017 2003 公式 7 1 3 3 22 fww tff f ff 式中 N 垂直与焊缝方向的分力 V 平行与焊缝方向的分力 M 平行与焊缝方向的弯矩 f 正面角焊缝 端焊缝 的强度设计增大系数 对承受静力荷载和间接承受动力荷 载的结构取 1 22 对直接承受动力荷载的结构取 1 0 hf 焊缝焊脚高度 mm he 焊缝计算厚度 mm he 0 7 hf lw 焊缝计算长度 mm lw l0 2 hf ffw 焊缝强度设计值 取 160N mm2 受力分析 N1 VBX 60 432 KN N2 VBy 4 233 KN hf 5mm he 0 7 hf 3 5mm 焊缝截面抗拉面积 Af1 Af2 Af1 3 5 300 2 5 1015 mm2 Af2 2 3 5 300 2 5 2030 mm2 3 22 1 1 60 432 10 59 54 160 1015 ww tNf f N fN mmfN mm A 3 22 2 2 4 233 10 2 09 160 2030 ww tNf f N fN mmfN mm A 焊缝强度满足要求 2 横梁立柱连接焊缝计算 节点详见图纸 16 JD01 12 横梁 立柱连接焊缝计算 由上文计算可知 横梁两端支座反力为 X 方向 V1 q1l 2 4 181 2 51 2 5 248 KN Y 方向 V2 q2l 2 0 961 2 51 2 1 206 KN 钢结构设计规范 GB50017 2003 公式 7 1 3 3 22 fww tff f ff 式中 N 垂直与焊缝方向的分力 V 平行与焊缝方向的分力 M 平行与焊缝方向的弯矩 f 正面角焊缝 端焊缝 的强度设计增大系数 对承受静力荷载和间接承受动力荷 载的结构取 1 22 对直接承受动力荷载的结构取 1 0 hf 焊缝焊脚高度 mm he 焊缝计算厚度 mm he 0 7 hf lw 焊缝计算长度 mm lw l0 2 hf ffw 焊缝强度设计值 取 160N mm2 受力分析 N V1 V2 5 248 1 206 6 454 KN hf 5mm he 0 7 hf 3 5mm 13 焊缝截面抗剪面积 Af1及抗拉面积 Af2 Af2 2 3 5 80 2 5 490 mm2 3 22 2 6 454 10 13 17 160 490 ww tNf f N fN mmfN mm A 焊缝强度满足要求 钢套芯 立柱连接焊缝计算 由上文计算可知 横梁两端支座反力为 X 方向 V1 q1l 2 4 181 2 51 2 5 248 KN Y 方向 V2 q2l 2 0 961 2 51 2 1 206 KN 钢结构设计规范 GB50017 2003 公式 7 1 3 3 22 fww tff f ff 式中 N 垂直与焊缝方向的分力 V 平行与焊缝方向的分力 M 平行与焊缝方向的弯矩 f 正面角焊缝 端焊缝 的强度设计增大系数 对承受静力荷载和间接承受动力荷 载的结构取 1 22 对直接承受动力荷载的结构取 1 0 hf 焊缝焊脚高度 mm he 焊缝计算厚度 mm he 0 7 hf lw 焊缝计算长度 mm lw l0 2 hf ffw 焊缝强度设计值 取 160N mm2 受力分析 N V1 V2 5 248 1 206 6 454 KN hf 5mm he 0 7 hf 3 5mm 14 焊缝截面抗剪面积 Af1及抗拉面积 Af2 Af1 hel1w 3 5 110 2 5 350mm2 Af2 2hel2w 2 3 5 70 2 5 420 mm2 3 22 2 6 454 10 15 366 160 420 ww tNf f N fN mmfN mm A 焊缝强度满足要求 3 铝合金压块校核铝合金压块校核 铝合金压块校核 压块间距 300mm 1 个铝合金压块受荷面积为 A 300 2510 2 376500 mm2 由上可知 最不利设计值组合 S 2 667 KN m2 则 压块受到剪力 V SA 2 667 10 3 376500 1004N 22 331004 10 46 49 6 226 306 S Ax F N mmN mm A 22 331004 12 552 49 6 224 30 S Bx F N mmN mm A 压块抗剪承载力满足要求 4 螺钉抗拉承载力校核螺钉抗拉承载力校核 竖向压块螺钉校核 采用 M6 不锈钢螺钉 A2 70 级 由上文可知 压块受拉力 Ft 2V 2 1004 2008N 15 抗拉承载力设计值 b t e b t f d N 4 2 d de 普通螺钉直径和螺纹处有效直径 M6 螺钉净截面面积为 20 12mm2 de 5 06mm Nv Nt 普通螺钉所承受的剪力和拉力 ftb 普通螺钉抗拉强度设计值 Ntb 一个普通螺钉的抗拉承载力设计值 22 5 06 32064352008 44 bb e tt d NfNN 螺钉抗拉承载力满足要求 横向压板螺钉校核 采用 M6 不锈钢螺钉 A2 70 级 由上文可知 压板受拉力 Ft 2V 2 1004 2008N 由竖向压块计算可知 螺钉抗拉承载力满足要求 16 四 伸缩缝处计算四 伸缩缝处计算 1 荷载计算荷载计算 基本参数 郑州地区基本风压 0 450 kN m2 50 年 抗震设防烈度 7 度 设计基本地震加速度 0 15g 1 风荷载计算 标高为 24m 处风荷载计算 W0 基本风压 W0 0 45 kN m2 gz 24m 高处阵风系数 按 B 类区计算 gz 0 89 1 350 Z 10 0 16 1 664 z 24m 高处风压高度变化系数 按 B 类区计算 GB50009 2001 2006 年版 z 1 000 Z 10 0 32 1 323 sl 1 8 风荷载标准值 Wk gz z sl W0 1 664 1 323 1 8 0 45 1 783 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 w Wk 1 4 1 783 2 496 kN m2 2 自重荷载计算 3mm 铝单板自重 G1 28KN m3 3mm 1 51m 1 15m 2 0 292KN 口 120 80 4 横梁自重 G2 12 06Kg m3 10N Kg 1 15m 3 0 416KN 口 120 80 4 立柱自重 G3 12 06Kg m3 10N Kg 3 5m 0 422KN 自重荷载标准值 Gk G1 G2 G3 0 292 0 416 0 422 1 130KN 3 垂直于玻璃幕墙平