干挂石材幕墙计算书

1、干挂石材幕墙设计计算书基本参数:XX地区基本风压0.650kN/m 2抗震设防烈度7度设计基本地震加速度 0.10gI .设计依据：建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001建筑结构荷载规范GB 50009-2001（2006 版）建筑抗震设计规范GB 50011-2001混凝土结构设计规范GB 50010-2002钢结构设计规范GB 50017-2003混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-2004玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-2003建筑幕墙JG 3035-1996玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-2001铝合金建筑型材基材GB/T 5237.1-2004铝合金

2、建筑型材阳极氧化、着色型材GB/T 5237.2-2004紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T 3098.1-2000紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GB/T 3098.2-2000紧固件机械性能自攻螺钉GB/T 3098.5-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱GB/T 3098.6-2000紧固件机械性能不锈钢螺母GB/T 3098.15-2000浮法玻璃GB 11614-1999钢化玻璃GB/T 9963-1998幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB 17841-1999建筑结构静力计算手册(第二版)BKCADPM 集成系统(BKCADPM2006 版).基本计算公式：(1) .场地类别划

3、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。本工程按B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 版)规定采用风荷载计算公式：Wk=向(7.1.1-2 )其中：Wk-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m 2);3gz-高度Z处的阵风系数，按建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006版)第7.5.1条取定。根据不同场地类型，

4、按以下公式计算：由z=K(1+2诃其中K为地区粗糙度调整系数，財为脉动系数。经化简，得：A 类场地：Bgz=0.92 X1+35 -0.072 X(Z/10) -0.12B 类场地：3gz=0.89 X1+(Z/10) -0.16C 类场地：由z=0.85 X1+35 0.108 x(Z/10) -a22D 类场地：3gz=0.80 X1+35 0.252 x(Z/10) -0.30运-风压高度变化系数，按建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006版)第721条取根据不同场地类型，按以下公式计算A类场地：返=1.379 X(Z/10) 0.24B类场地：2=1.000 X(Z/10)

5、0.32C类场地：並=0.616 X(Z/10) 0.44D类场地：z=0.318 X(Z/10) 0.60本工程属于 B类地区，故迎=1.000 X(Z/10) 0.32妬-风荷载体型系数，按建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006 版)第733条取为： -1.2Wo-基本风压，按建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006 版)附表D.4给出的50年遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m 2,大连地区取为0.650kN/m 2(3) .地震作用计算：q EAk= 3Examax XGak其中：q EAk-水平地震作用标准值Be-动力放大系数，按5.0取定amax-水平地震影

6、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amax选择可按JGJ102-2003中的表5.3.4进行。抗震设防烈度6度7度8度amax0.040.08(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。表534水平地震影响系数最大值tXmax设计基本地震加速度为0.05g ,抗震设防烈度6度：amax=0.04设计基本地震加速度为0.10g ,抗震设防烈度7度：amax=0.08设计基本地震加速度为0.15g ,抗震设防烈度7度：amax=0.12设计基本地震加速度为0.20g ,抗震设防烈度8度：amax=0.16设计

7、基本地震加速度为0.30g ,抗震设防烈度8度：amax=0.24设计基本地震加速度为0.40g ,抗震设防烈度9度：amax=0.32大连设计基本地震加速度为0.10g ,抗震设防烈度为7度，故取 amax=0.08Gak-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：yoS w Rb.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;Y-结构构件重要性系数，应取不小于1.0

8、 ；YRE-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 W df,iimdf-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,iim-构件挠度限值；d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合df 10116.667.6141.5T6W10147.785.7172.0 10140.081.2163.0(3) .钢材的强度设计值应按现行国家标准钢结构设计规范GB50017-2003的规定采用，也可按表5.2.3采用。表5.2.3 钢材的强度设计值fs ( N/mm 2)钢材牌号厚度或直径d (mm )抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d 162151253

9、2516 v d 4020512040 v d 60200115Q345d 1631018040016 v d 3529517035 v d 50265155注：表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度(4) .玻璃幕墙材料的弹性模量可按表528的规定采用。表5.2.8材料的弹性模量E (N/mm 2)材料E玻璃0.72 x 105铝合金0.70 x 105钢、不锈钢2.06 x 105消除应力的高强钢丝2.05 x 105不锈钢绞线1.20 x 1051.50 x 105高强钢绞线1.95 x 105钢丝绳0.80 x 1051.00 x 105注：钢绞线弹性模量

10、可按实测值采用。(5) .玻璃幕墙材料的泊松比可按表5.2.9的规定采用。表5.2.9材料的泊松比u材料u材料u玻璃0.20钢、不锈钢0.30铝合金0.33高强钢丝、钢绞线0.30(6) .玻璃幕墙材料的线膨胀系数可按表5210的规定采用。表5.2.10材料的线膨胀系数a(1/ C)材料a材料a玻璃0.80 X10-5 1.00 X10-5不锈钢板1.80 X10-5铝合金2.35 X 105混凝土1.00 X10-5铝材1.20 X10-5砌砖体0.50 X10-5(7) .玻璃幕墙材料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采用。表5.3.1材料的重力密度 y ( kN/m 3)材料Y材料Y

11、普通玻璃、夹层玻璃、25.6矿棉1.21.5钢化玻璃、半钢化玻璃玻璃棉0.51.0钢材78.5岩棉0.52.5铝合金28.0、风荷载计算标高为37.9m处风荷载计算(1).风荷载标准值计算：Wo：基本风压Wo=O.65 kN/m 23gz： 37.9m高处阵风系数(按B类区计算)%z=0.89 X1+(Z/1O) -0.16=1.609咤37.9m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2001(2006 版)返=1.000 X(Z/10) 0.32=1.000 X(37.9/10) 0.32=1.532g风荷载体型系数国=-1.20(GB50009-2001(2006 版)W

12、k= 3gz X(zX 怜乂W0=1.609 X1.532 X1.2 X0.650=1.923 kN/m 2(2).风荷载设计值：W:风荷载设计值(kN/m 2)Yw: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= y XWk=1.4 X1.923=2.692kN/m2、板强度校核:1.石材强度校核用级石材，其抗弯强度标准值为：8.0N/mm石材抗弯强度设计值3.70N/mm 2石材抗剪强度设计值1.90N/mm校核依据珥c=3.700N/mm2A。：石板短边长：0.600mBo：石板长边长：1.100ma:计算石板抗弯所用短边长度：0.6

13、00mb:计算石板抗弯所用长边长度：0.900mt: 石材厚度：25.0mmGak石板自重=700.00N/mm2(a/b=0.667)mi：四角支承板弯矩系数，按短边与长边的边长比查表得:0.1383Wk：风荷载标准值：1.923kN/m 2垂直于平面的分布水平地震作用：2)qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/mq EAk=5 Xomax xGAK=5 X0.080 X700.000/1000=0.280kN/m 2荷载组合设计值为：Sz=1.4 XWk+1.3 X0.5 Xq EAk=2.874kN/m 2应力设计值为o=6 xm1xszxb2xio3/t2=6 X0.138

14、3 X2.874 X0.9002X103/25.0 2=3.091N/mm 23.091N/mm 2 3.700N/mm 2 强度可以满足要求2石材剪应力校核校核依据：Tmax弓Tt石板中产生的剪应力设计值（N/mm 2）n: 一个连接边上的挂钩数量：2t:石板厚度：25.0mmd:槽宽:7.0mms:槽底总长度：60.0mmB：系数，取1.25对边开槽T=SzXAoXBoX 3 X000/n x（t-d） Xs=1.098N/mm 21.098N/mm 2 1.900N/mm 2石材抗剪强度可以满足3.挂钩剪应力校核校核依据： Tnax 耳 Tt挂钩剪应力设计值（N/mm 2）Ap：挂钩截面

15、面积：19.600mm 2对边开槽t=SzXAo XBo xX000/(2 Xn XAp)=30.245N/mm30.245N/mm2125.000N/mm挂板抗剪强度可以满足三、幕墙立柱计算：简支单跨粱力学模型1. 荷载计算：(1) 风荷载均布线荷载设计值(矩形分布) qw：风荷载均布线荷载设计值(kN/m)W:风荷载设计值：2.692kN/m 2B:幕墙分格宽：1.000mqw=W XB=2.692 X1.000=2.692 kN/m(2) 立柱弯矩：yt算立柱计算跨度Mw：风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)qw：风荷载均布线荷载设计值：2.692(kN/m)Hsjcg：立柱计算跨度：3.3

16、00mM w=q w XHsjcg%=2.692 X3.3002/8=3.664 kN mqEA：地震作用设计值(KN/m2):垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值：q EAk:垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值(kN/m 2)q EAk=5 Xomax xGAk=5 X0.080 X700.000/1000=0.280 kN/mY幕墙地震作用分项系数：1.3q ea=1.3 XqEAk=1.3 X0.280=0.364 kN/m 2qE：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)qE=q eaXB=0.364 X1.000=0.364 kN/mM e：地震作用下立柱弯矩(kN m):M

17、E=q ExHsjcg2/8=0.364 X3.3002/8=0.495kN mM:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN m)采用Sw+0.5Se组合M=M w+0.5 XMe=3.664+0.5 X0.495=3.912kN m2. 选用立柱型材的截面特性：立柱型材号:XC1HHH选用的立柱材料牌号：Q235dWn）L=0.700 X3.300=2.310kNN:立柱受力设计值：rG:结构自重分项系数：1.2N=1.2 XNk=1.2 X2.310=2.772kNd：立柱计算强度(N/mm 2)(立柱为拉弯构件)N:立柱受力设计值：2.772kNAn：立柱型材净截面面积：10.250c

18、m 2M:立柱弯矩：3.912kN mWn：立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩：25.300cm 3Y塑性发展系数：1.05o=N X10/A n+M X103/(1.05 XWn)=2.772 X10/10.250+3.912 X103/(1.05 X25.300)=149.965N/mm2149.965N/mm 2 1/250挠度不满足要求！层间增加一支点，立柱计算跨度：1.65m计算如下：校核依据：df 4/250df=5 XqWk XHSjcg4X1000/(384 X2.1 X|x)=0.875mmDu：立柱最大挠度与其所在支承跨度(支点间的距离)比值:L:立柱计算跨度：1.650mDu

19、=U/(L X1000)=0.875/(1.650 X1000)=1/1886 1/250挠度可以满足要求！5. 立柱抗剪计算：校核依据：Tmax 弓 T=125.0N/mm 2(1) Qwk：风荷载作用下剪力标准值(kN)Qwk=W k XH sjcg XB/2=1.923 X3.300 X1.000/2=3.173kN(2) Q w：风荷载作用下剪力设计值(kN)Qw=1.4 XQwk=1.4 X3.173=4.442kN(3) Q Ek：地震作用下剪力标准值(kN)QEk=q EAkXHsjcg XB/2=0.280 X3.300 X1.000/2=0.462kN(4) Q e：地震作用

20、下剪力设计值(kN)Qe=1.3 XQEk=1.3 X0.462=0.601kN(5) Q:立柱所受剪力：米用Qw+0.5Q e组合Q=Q w+0.5 xQe=4.442+0.5 X0.601=4.743kN(6) 立柱剪应力：T立柱剪应力：:37.400cm 3Ss：立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩 立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：LT_x=6.000mmlx：立柱型材截面惯性矩：101.000cm 4t=Q XSsX100/(I xX_T_x)=4.743 X37.400 X100心01.000 X6.000)=29.270N/mm2t=29.270N/mm 2

21、 GB50010-2002选用HPB 235锚筋锚筋强度设计值:fy=210.000N/mm2d：钢筋直径:12.0mmav：钢筋受剪承载力系数：av=(4.0-0.08 Xd) X(fc/fy)0.5依据 GB50010 10.9.1-5=(4.0-0.08 X12.000) X(14.300/210.000) 0.5=0.8因为av大于0.7,所以取av=0.7t:锚板厚度：8.0mmab：锚板弯曲变形折减系数：表4.1.4米用。式计算式计算ab=0.6+0.25 X(t/d)依据 GB50010 10.9.1-6=0.8Z:外层钢筋中心线距离：120.0mmAs：锚筋实际总截面积：As=

22、N um1 Xn 対2/4=4.000 X3.14 Xd2/4=452.2mm 2锚筋的总截面积计算值：依据GB50010 10.9.1-1和10.9.1-2等公式计算Asi=V/( ar X(a xfy)+N/(0.8 Xa xfy)+M/(1.3 XaXa xfyXZ)=95.78mm 2As2=N/(0.8 Xa xfy)+M/(0.4 Xa Xa xfyXZ) =91.20mm 295.78mm 2 452.2mm 291.20mm 2 452.2mm 24根$ 12.000锚筋可以满足要求！锚板面积 A=25200.0 mm 20.5fcA=180180.0 NN=9484.86N

23、0.5fcA锚板尺寸可以满足要求！六、幕墙预埋件焊缝计算L:角焊缝实际长度 100.000mmhe角焊缝的计算厚度=0.7h f=5.6mmLw：角焊缝的计算长度=L-2h f=84.0mmfhf：角焊缝的强度设计值：160N/mm 2你角焊缝的强度设计值增大系数，取值为：1.22om：弯矩引起的应力om =6 XM/(2 XheXlw2X$)=10.350N/mm 2on：法向力引起的应力on =N/(2 xheXLw x 励=8.26N/mm 2T剪应力t=V/(2 XHf XLw)=2.063N/mm 2o总应力o=( om+ on)2+ T)0.5=18.724o=18.724N/mm

24、 2 wfhf=160N/mm焊缝强度可以满足！七、幕墙横梁计算w-横梁跨度Hx-T单西高Hs-上单元高1. 选用横梁型材的截面特性选用型材号：XC5XF023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/mm横梁型材抗弯强度设计值:215.000N/mm2横梁型材弹性模量：E=2.05 xi05N/mm 2Mx横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)My横梁绕截面丫轴(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=7.900cm 3Wny横梁截面绕截面 Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面

25、抵抗矩：Wny=2.560cm 3型材截面积：A=4.800cm 2丫塑性发展系数，可取1.052. 幕墙横梁的强度计算：校核依据：M x/ 丫Wnx+M y/ YWny 0=215.0(1) 横梁在自重作用下的弯矩(kN m)横梁上分格高：0.100m横梁下分格高：0.600m):0.350mH-横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半I-横梁跨度,l=1100mmGAk：横梁自重：700 N/m 2Gk：横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m):Gk=700 XH/1000=700 X0.350/1000=0.245kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)G=1.2 X

26、Gk=1.2 X0.245=0.294kN/mMy：横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN m)My=G XB2/8=0.294 X1.1002/8=0.044kN m(2) 横梁在风荷载作用下的弯矩(kN m)风荷载线分布最大集度标准值(梯形分布)qwk=W kXH=1.923 X0.350=0.673KN/mqw=1.4 Xqwk=1.4 X0.673=0.942kN/mMxw：横梁在风荷载作用下的弯矩(kN m)Mxw=q wXB2x(3-H 2/B2)/24=0.942 X1.1002X(3-0.350 2/1.100 2)/24=0.138kN m(3) 地震作用下横梁弯矩q EAk：横梁

27、平面外地震作用：阻动力放大系数：5amax：地震影响系数最大值：0.080GAk：幕墙构件自重：700 N/m 2q EAk=5 Xanax X700/1000=5 X0.080 X700/1000=0.280kN/m 2qex：水平地震作用最大集度标准值B：幕墙分格宽：1.100m水平地震作用最大集度标准值(梯形分布)qex=q EAkXH=0.280 X0.350=0.098KN/mqE：水平地震作用最大集度设计值IE：地震作用分项系数：1.3qE=1.3 Xqex=1.3 X0.098=0.127kN/mMxE：地震作用下横梁弯矩：M xE=q eXB2 X(3-H 2/B 2)/24=

28、0.127 X1.1002X(3-0.350 2/1.100 2)/24=0.019kN m(4) 横梁强度：c：横梁计算强度(N/mm 2):米用Sg+S w+0.5S e组合Wnx：横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩：7.900cm 3Wny：横梁截面绕截面 Y轴的净截面抵抗矩：2.560cm 3Y：塑性发展系数：1.05o=10 3XMy/(1.05 XWny)+10 3XMxw/(1.05 XWnx)+0.5 X103 XM xE/(1.05 XWnx)=35.30N/mm 235.30N/mm 2 f a=215.0N/mm 2横梁正应力强度可以满足3. 幕墙横梁的抗剪强度计算：校核依

29、据：T=VyXSx/(lx Xtx) w|25.0N/mm 2校核依据：T=VxXSy/(ly Xty) 125.0N/mm 2Vx-横梁水平方向(X轴)的剪力设计值N ;Vy-横梁竖直方向(Y轴)的剪力设计值N ;Sx-横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=11.412cm 3;Sy-横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=20.000cm 3;lx横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=11.210cm 4;Iy-横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=4.630cm 4;tx-横梁截面垂直于 X轴腹板的截面总宽度=6.0mm ;ty-横梁截面垂直于Y轴腹板的截

30、面总宽度=7.0mm ;f-型材抗剪强度设计值 =125.0N/mm 2;(1) Qwk：风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)Wk：风荷载标准值：1.923kN/m 2B:幕墙分格宽：1.100m风荷载呈梯形分布时Qwk=W MH XBX(1-H/B/2)/2=1.923 X0.350 X1.100 X(1-0.350/(1.100 X2)/2=0.311kN(2) Qw：风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Qw=1.4 XQwk=1.4 X0.311=0.436kN(3) Q Ek：地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用呈梯形分布时：=0.280 X0.350 X1.100 x(1-0.350

31、心.100 X2)/2=0.045kN(4) Q e：地震作用下横梁剪力设计值(kN)IE：地震作用分项系数：1.3Qe=1.3 XQEk=1.3 X0.045=0.059kN(5) Vy：横梁竖直方向(y轴)的剪力设计值(kN):采用Vy=Qw+0.5Q e组合Vy=Q w+0.5 XQe=0.436+0.5 X0.059=0.4655kN(6) Vx：横梁水平方向(x轴)的剪力设计值(kN):Vx=G XB/2=0.162kN(7) 横梁剪应力T=V y XSx/(l xXt x)=0.4655 X11.412 X100/(11.210 X6.0)=7.898N/mm 2Ty=VxXSy/(IyXty)=0.162 X20.000 X100/(4.630 X7.0)=9.978N/mm 2T=7.898N/mm2 f=125.0N/mmT=9.978N/mm 2 f=125.0N/mm2横梁抗剪强度可以满足！4.