呼和浩特坤德上海大众4S店幕墙工程

1、呼和浩特市坤德上海大众 4S 店幕墙工程计算书（第四版）编制审核呼和浩特市坤德上海大众 4S 店幕墙工程、工程概况呼和浩特市坤德上海大众 4S 店外墙装饰，采用玻璃幕墙及干挂铝塑板， 建筑装饰总高度 为 13.47 米，结构形式为钢筋混凝土框架结构。铝塑板安装方式：铝板选用氟碳喷涂（三涂） 3.0mm铝单板及 4.0mm厚，铝塑板尺寸； 2100mm 1800mm、 2400mm2100mm，铝板幕墙主龙骨采用160x60x4.0 钢方管，横龙骨160x60x4.0 钢方管，铝塑板干挂采用 40402.0 钢材表面进行防锈处理。转接件与结构通 过焊缝连接，转接件与铝板龙骨通过焊缝连接钢化玻璃厚

2、度 8+12A+8mm，立柱高度 13.47m，横梁跨度 3.3m、2.4m 等，主要玻璃板块 尺寸为 3300mm1500mm、1500mm3635mm、2130mm1600mm. 立柱龙骨采用 160x60x4.0 钢方管，横龙骨 16060 4.0 钢方管，板材固定方式为 四点钢销连接立柱底部固定在地圈梁预埋件上，立柱顶部焊接在钢梁翼缘，横梁与立柱为焊连接。0.55KN/m2B类13.47m 第一组；基本设计参数： 基本风压（ 50 年一遇） 地面粗糙度 建筑装饰总高度 抗震设计分组：二、设计依据和遵照标准1、建筑图、结构图、装饰施工图2、钢结构设计规范 GBJ173、建筑结构荷载规范

3、GBJ94、建筑抗震设计规范 GBJ115、金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ1336、建筑幕墙标准图集 J103-277、混凝土后锚固技术规范 JGJ 145-20048、混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006三、荷载计算1、风荷载计算呼市地区 50 年基本风压 w0=0.55KN/m2,外墙高度 13.47m，取风压高度系数 z=1.104（B 类地区）；体型系数 s=1.3；阵风系数 gz=2.25；作用于幕墙上的风荷载标准值详见表 1。2、地震作用计算幕墙玻璃板单位面积重力标准值取 0.6144KN/m2；呼市地区设防烈度 8 度，地震影响系数 max=0.16，动力放大系数

4、 E=5.0 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值及平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准 值计算详见表 13、温度作用取年温差 80 度，4、荷载组合 按考虑地震作用进行荷载组合，计算结果详见表 1。表 1、 幕墙荷载计算计算项目玻璃幕墙铝塑板幕墙板材尺寸210018002400210021131600210018002400 2100风 荷 载 计 算基本风压 wo(KN/m2)0.550.550.550.550.55幕墙高度( m)13.4713.4713.4713.4713.47风压高度系数 z1.1041.1041.1041.1041.104体型系数 s( )1.31.31.31.3

5、1.3阵风系数 gz2.052.052.052.052.05风荷载标准值 Wk= gz z s w0(KN/m2)1.621.621.621.621.62地 震 作 用 计 算设防烈度 8 度，地震影响系数 max，0.160.160.160.160.16动力放大系数 E55555幕墙重量 (KN/m 2)0.2120.2120.61440.2120.212主龙骨立柱钢重( KN/m)0.1760.1760.1760.1760.176横向龙骨钢重( KN/m)0.1760.1760.1760.1760.176龙骨平均重 (KN/m 2)0.18160.15710.19330.18160.157

6、1幕墙重力标准值 g( KN/m2)0.39360.36910.80770.39360.3691一区格板尺寸2.1 1.82.4 2.12.113 1.62.1 1.82.4 2.1一区格板材面积 A(m2)3.785.043.38083.785.04一区格龙骨面积 A( m2)板材重量标准值 Gk=gA1.4881.8602.7311.4881.860垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值2qEk= E maxGk/A(KN/m )0.31490.29530.64620.31490.2953平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值P Ek= E maxGk( KN/m )0.310.300.6

7、50.310.30温 度 应 力材料弹性模量 E(Mpa)20000.0020000.0072000.0020000.0020000.00材料线胀系数 0.000040.000040.0000100.000040.00004年最大温差 T(1/ 0C)8080808080构件长度 L(m)2.102.402.132.102.40一块板材温度内力 N= TLE(KN)134.40153.60122.69134.40153.60荷 载水平风荷载设计值 w=1.4WkA ( KN)8.5611.427.668.5611.42一块板上自重作用设计值 Q=1.2qkA1.792.233.281.792.

8、23组合水平地震作用设计值 Q=1.3qkA（KN）1.9342.4193.5501.9342.419平行于幕墙水平地震作用设计值Q=1.3PEk（KN）0.4090.3840.8400.4090.384一块板上垂直于幕墙水平组合作用设计值集中荷载 Q= w Sw + E ESE+（ KN ）8.80911.6488.1638.80911.648均布荷载 q=Q/A2.3302.3112.4152.3302.311一块板上平行于幕墙集中荷载组合值Q= GSG+ wSw+ E ESE+（ KN）10.75814.03411.77610.75814.034均布荷载 q=Q/A2.8462.7853

9、.4832.8462.785四、幕墙板材抗弯、变形计算1、板材抗弯计算所用玻璃、铝塑板板材材料性能详见表 2表 2板材料性能性能钢化玻璃铝塑板硅酮密闭胶强度（ MPa）0.2强度 MPafg=84.0 （大面）fg=58.8 （侧面 0抗拉 f a2=70抗剪 f va2=20弹性模量 GPa50.72 10550.7 105材料线胀系数 （1/ 0C）1.0 10-52.35 10-5材料重力密度（ KN/m3）25.628泊松比 0.200.33方钢龙骨取钢化玻璃抗弯强度设计值： 84N/mm2；铝塑板抗弯强度设计值： 70N/mm2 四边支承板均布荷载下最大弯矩系数 m 查玻璃幕墙工程技

10、术规范 ；板材各荷载下抗弯 计算如表 3所示。由表 3计算可知，铝塑板区隔尺寸偏大，承载力不满足要求，必须将区隔 尺寸控制在 1.8m1.6m范围内。对于大区格玻璃幕墙必须采用 12mm 厚钢化玻璃，否则须将 区隔尺寸将为 2.1m1.6m.表 3 板材设计玻璃幕墙铝塑板区隔尺寸15003600240033002113160021001800240021001.8 1.6板材长边长度 b（m）3.63.32.1132.12.41.8板材短边长度 a（ m）1.52.41.61.82.11.6区隔面积 A（m2 ）5.47.923.38083.785.042.88板及龙骨重量 g（KN/m2 ）

11、0.78060.74110.80770.39360.36910.3936区隔板总重 G=gA（kn）4.2155.8692.7311.4881.8601.134板材厚度 t （ mm）12128444垂直于板面风荷载Wk（KN/m2）1.621.621.621.621.621.62垂直于板面地震作用qE（KN/m2）0.81180.96341.05000.51170.47990.2953幕墙水平组合作用设计值 q（N/mm2）2.75262.32392.41452.33042.31122.4915材料弹性模量 E（N/mm2）720007200072000200002000020000a/b0

12、.41670.72730.75720.85710.87500.8889四点支承板材弯矩系数 m0.13070.139090.140290.145430.14650.0528参数 =(Wka4)/(Et 4)1821291096147104862073.6折减系数 0.58440.6380.670.50.50.5风载最大应力 22wk=(6mWk a )/t66.72665.15863.664194.586256.03041.057板材强度 fg848484707070抗风计算结论满足满足满足不满足不满足，满足地震最大应力 Ek=(6mqEka2 )/t 233.47738.79241.3106

13、1.52775.9287.484抗地震作用结论满足满足满足满足不满足满足2、玻璃幕墙变形计算由表 4计算可知， 对于大区格玻璃幕墙挠度不满足要求， 须将区隔尺寸改为 2.1m1.6m 方能满足变形要求。 .表 4 双层钢化玻璃跨中挠度验算变形计算项目玻璃幕墙铝塑板区隔尺寸15003600240033002113160021001800240021001.8 1.6强度 MPafg=84.0 （大面）f g=84.0 （大面）f g=84.0 （大面）抗拉 f ta2=70抗拉 f t a2=70抗拉 f ta2=70fg=58.8 (侧面 0f g=58.8 （侧面）f g=58.8 （侧面）

14、抗剪 f va2=20抗剪 f va2=20抗剪 f va2=20弹性模量 MPa720007200072000700007000070000材料线胀系数 （1/ 0C）1.0 10-51.0 10-51.0 10-52.35 10-52.35 10-52.35 10-5材料重力密度3（KN/m3）25.625.625.6282828泊松比 0.20.20.20.330.330.33夹层玻璃等效厚度 te=0.95(t 13+t 23 ) 1/315.1215.1210.08444玻璃刚度 D=Ete3 /12(1- )15147648165369605145600278606.9652278

15、606.9652278606.9652跨中挠度 df =qa4 /D (mm)53.126.913.9187.2319.4101.2挠度系数 0.010130.007270.006630.006630.006630.00663允许挠度df=L/6025.00 不满足40 不满足26.667 满足30.00035.00026.667作用于夹层风荷 载=wkt 13/（t 13+t 23）0.8090940.8090940.8090940.8090940.8090940.81五、横梁计算1、横梁抗弯抗剪承载力计算详见表 5、表 6。横梁采用 160 604.5 方钢管，横梁间距为 2.7 米，横梁

16、跨度(立柱间距)为 2.1 米 计算结果表明， 安装玻璃幕墙及铝塑板的横梁间距为 2.4m 及以下时，横梁跨度(立柱间 距)为 2.4m 及以下时，方钢梁的承载力及变形能够满足规范要求。否则，需增大横梁截面尺 寸。表 5 横梁抗弯抗剪承载力计算横梁设计横梁材料160 60 4.5 方钢管Q235 钢材抗拉、弯、压强度 f(Mpa)215215215Q235 钢材抗剪强度 fv(Mpa)125125125b(mm)606060t(mm)4.54.54.5b/t13.313.313.3横梁跨度(立柱间距) L(m)2.42.41.8横梁截面抵抗矩 Wx690106901069010横梁截面抵抗矩

17、Wy388863888638886截面塑性发展系数 1.051.051.05横梁承受垂直幕墙最大均布荷载 q( KN/m2)2.7532.3242.415横梁承受平行幕墙最大均布荷载q(KN/m2)4.0143.2523.483横梁间距( m)2.42.502.3横梁弯矩 My=(qs)L 2/8(kn-m)6.93635.85373.2446横梁弯矩 Mx(kn-m)4.75644.18292.2491横梁剪力 Vh=(qs)L(KN)11.5609.7567.210横梁剪力 Vy=(qs)L/2(KN)7.92746.97164.9981抗弯承载力 =Mx/( Wx)+My/( Wy)23

18、5.52201.09110.50抗弯计算结论满足要求满足要求满足要求横梁抗剪面积 Awh(mm2)135013501350横梁抗剪面积 Awy(mm2)450450450抗剪承载力 1.5V/A wh12.84510.8408.011抗剪承载力 1.5V/A wy26.42523.23916.660抗剪计算结论满足要求满足要求满足要求表 5 变形计算横梁材料弹性模量 E(N/mm2)206000206000206000横梁单肢截面惯性矩 Ix116660011666001166600横梁单肢截面惯性矩 Iy552080055208005520800横梁最大线荷载 qy(KN/m)4.0143.

19、2523.483变形 f=5ql 4/384EI ( mm)7.226.885.28允许变形 L/300(mm)8.008.006.00横梁最大线荷载 qx(KN/m)2.7532.3242.415变形 f=5ql 4/384EI ( mm)1.0461.0390.774允许变形 L/300(mm)8.08.06.0六、立柱计算1、基本参数立柱采用 160604.5 方钢管，基本参数取塑性系数 =1.05； Q235 钢材抗弯强度设计值 f= 215Mpa 抗剪强度 fv=125Mpa， t w=4.5mm,b=51mm立柱总高度 13.74m， 立柱两支点的间距 7.8m，间距按板材区隔确定

20、，一般为 2.4 米及以 下。2、立柱承载力计算采用 160604.5 钢方管，立柱间距分别为 1.8m、2.4m，立柱跨度为 7.8m 时，立柱截 面应力大于材料强度，不满足要求。需更换立柱方钢，改为1801008 钢管。计算过程详 见表 7、表 8.表 7 立柱承载力计算表立柱材料160 60 4.5 方钢管备注Q235 钢材抗拉、弯、压强度 f(Mpa)215215215Q235 钢材抗剪强度 fv(Mpa)125125125b( mm)606060t(mm)4.54.54.5b/t13.313.313.3立柱截面抵抗矩 Wx(mm3)690106901069010立柱截面抵抗矩 Wy(

21、mm3)388863888638886立柱截面面积 Ao( mm2)1846.91846.91846.9塑性系数 1.051.051.05截面惯性矩 Ix552080055208005520800截面惯性矩 Iy116660011666001166600立柱承受垂直幕墙最大均布荷载 q( KN/m)2.4152.3302.311立柱承受平行幕墙最大均布荷载 q(KN/m2)3.4832.8462.785立柱间距 s (m)1.82.42.7立柱跨度 L(m)3.93.93.9立柱竖向弯矩 Mx=(qs)L 2/8(kN-m)8.26310.63411.864立柱竖向轴力 N(KN)48.904

22、26.63929.322截面回转半径 i=(I/A) 0.525.13325.13325.133立柱长细比 =L/i155.18155.18155.18超标，不得大于 1500.5 (fy/235) 0.5148.43148.43148.43稳定系数 10.39950.39950.3995偏拉承载力 N/(Ao)+M/( Wx)140.515161.176179.608偏拉承载力 N/( 1Ao)+M/( Wy)268.6578296.5428330.3110超标，不得大于 150不满足要求，需更换钢管。表 8 更换方钢承载力计算立柱材料180 1008.0 方钢管Q235 钢材抗拉、弯、压强

23、度 f(Mpa)215215215Q235 钢材抗剪强度 fv(Mpa)125125125b( mm)1006060t(mm)84.54.5b/t12.513.313.3立柱截面抵抗矩 Wx(mm3)182572018257201825720立柱截面抵抗矩 Wy(mm3)130226013022601302260立柱截面面积 An( mm2)4039.14039.14039.1塑性系数 1.051.051.05截面惯性矩 Ix164314901643149016431490截面惯性矩 Iy651132065113206511320立柱承受垂直幕墙最大均布荷载 q( KN/m)2.4152.33

24、02.311立柱承受平行幕墙最大均布荷载 q(KN/m2)3.4832.8462.785立柱间距 s (m)2.12.42.7立柱跨度 L(m)666立柱竖向弯矩 Mx=(qs)L 2/8(kN-m)22.81725.16928.081立柱竖向轴力 N(KN)57.05440.98345.111截面回转半径 i=(I/A) 0.540.15140.15140.151立柱长细比 =L/i149.44149.44149.44150，可以0.5 (fy/345) 0.5142.94142.94142.94稳定系数 10.1830.1830.183偏压承载力 N/(An)+M/( Wn)89.09123.27625.817f ，满足立柱毛截面面积()14400.014400.014400.0临界轴向压力 NE=( 2EA)/(1.1 2)1190.631190.631190.63立柱材料弹性模量 E(N/mm2)0