太仓幕墙计算书.

1、共 24 页 第 3 页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 0.550 kN/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高层民用建筑设计防火规范GB50045-95

2、(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JGJ81-20

3、02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 民用建筑热工设计规范 民用建筑设计通则GBJ118-88GB50176-93GB50352-2005夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准J

4、GJ134-2001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中国地震烈度表建筑制图标准GB18306-2001GB/T17742-2008GB/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天然板石天然大理石荒料天然大理石建筑板材天然花岗石荒料天然花岗石建筑板材天然花岗石板材天然石材统一编号天然饰面石材术语4 钢材规范：JC830.1 、 2-2005GB/T18600-2001JC/T202-2009GB/T19766-2005JC/T204-2009GB/T18601-2001GB/T18601-2009

5、GB/T17670-2008GB/T13890-2008钢分类 钢铁牌号表示方法 钢及合金术语 建筑结构用冷弯矩形钢管 不锈钢棒不锈钢和耐热钢冷轧钢带 不锈钢冷加工钢棒 不锈钢冷轧钢板及钢带 不锈钢热轧钢板及钢带 不锈钢丝 建筑用不锈钢绞线 不锈钢小直径无缝钢管 彩色涂层钢板和钢带 低合金钢焊条 低合金高强度结构钢 建筑幕墙用钢索压管接头 高耐候结构钢 高碳铬不锈钢丝 焊接结构用耐候钢 合金结构钢 结构用无缝钢管GB/T13304.1、 2-2008GB/T221 -2008GB/T20566-2006JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4239-1991GB/T4226

6、-1984GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T4240-93JG/T200-2007GB/T3090-2000GB/T12754-2006GB/T5118-1995GB/T1591-2008JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T096 1997GB/T4172-2000GB/T3077-1999JBJ102金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管碳钢焊条GB/T3094-2000GB/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

7、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 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分 碳素结构钢冷轧钢板和钢带 5 胶类及密封材料规范： 建筑密封材料术语 建筑密封胶分级及要求 丙烯酸酯建筑密封膏 石材用建筑密封胶 干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 非结构承载用石材粘胶剂 混凝土建筑接缝用密封胶 建筑密封材料试验方法 建筑用防霉密封胶 建筑用硅酮结构密封胶 建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 建筑装饰用天然石材防护剂 聚氨酯建筑密封胶 聚硫建筑密封胶 丙烯酸建筑密封胶 绝热用岩棉、矿棉及其制品 绝热用硬质酚醛泡沫制品 (PF) 建筑绝热用聚氨酯泡沫塑料GB/T699-1999GB/T20878

8、-2007GB/T11253-2007GB/T14682-2006GB/T22083-2008JC484-2006GB/T23261-2009JC/T887-2001JC/T989-2006JC/T881-2001GB/T13477.120-2002JC/T885-2001GB16776-2005GB/T19686-2005JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-2006JC/T484-2006GB/T11835-2007GB/T20974-2007GB/T21558-2008GB/T529-1999石材用建筑密封胶JC/T883-2001n .基本计算公式(1) .

9、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W k= 3 z 3 s 3 zW 0(GB500097.1.1-1)2当计算围护结构时Wk=

10、3 gz 3 si 3 zWo(GB5000971.1-2)式中:其中：Wk-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2);3 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条取共 24 页 第 11 页根据不同场地类型，按以下公式计算：3 gz=K(1+2 3 f)其中K为地区粗糙度调整系数，3 f为脉动系数。经化简，得：-0.072-0.12A 类场地：3 gz=0.92 X 1+35 X (Z/10)0 16B 类场地：3 gz=0.89 X 1+(Z/10)-.C 类场地：3 gz=0.85 X 1+35 0.108 X (Z/10) -0.2

11、2 D 类场地：3 gz=0.80 X 1+35 0.252 X (Z/10) -0.30 3 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B类场地C类场地D类场地3 z=1.379 X (Z/10)3 z=1.000 X (Z/10)3 z=0.616 X (Z/10)3 z=0.318 X (Z/10)0.240.320.440.60按建筑结构荷载规范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、外表面1. 正压区2. 负压区 对墙面，

12、对墙角边，二、内表面按表7.3.1采用;取-1.0取-1.8对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2o注：上述的局部体型系数 3 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 3 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 3 s1 (A)可按面积的对数线性插值，即3 s1 ( A ) = 3 s1( 1)+ 3 s1 ( 10)-3 s1( 1) logA本工程属于 C类地区，故3 z=0.616 X (Z/10).W 0-基本风压,按建筑结构

13、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/m 2 (3).地震作用计算q EAI= 3 E X a maxX GK其中：q EAk-水平地震作用标准值3 e-动力放大系数，按5.0取定a 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a 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a max抗震设防烈度6度7度8度a max0.040.08(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

14、0.30g的地区。设计基本地震加速度为 0.05g ，设计基本地震加速度为 0.10g ，设计基本地震加速度为 0.15g ，设计基本地震加速度为 0.20g ，设计基本地震加速度为 0.30g ，设计基本地震加速度为 0.40g ， 北仑设计基本地震加速度为 0.08g ， G AK- 幕墙构件的自重 (N/m2)(4). 作用效应组合 :抗震设防烈度6度：a ma=0.047 ：a ma=0.087 度：a max=0.128 度：a max=0.168 度：a max=0.249 度：a max=0.327 度，故取 a max=0.08抗震设防烈度抗震设防烈度抗震设防烈度抗震设防烈度抗

15、震设防烈度抗震设防烈度为般规定，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：Y oS w Rb. 有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：S E w R/ Y 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 o 结构构件重要性系数，应取不小于 1.o ；Y RE 结构构件承载力抗震调整系数，应取 1.o ；c. 挠度应符合下式要求：d f w d f,limdf - 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；d. 双向受弯的

16、杆件，两个方向的挠度应分别符合df w df,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= y gSGk+ y w WSw+ y eeSek2 无地震作用效应组合时，应按下式进行：S= Y gSGk+ W w Y wSwkS-作用效应组合的设计值；S Gk- 永久荷载效应标准值；S Wk- 风荷载效应标准值；S Ek- 地震作用效应标准值；Y G- 永久荷载分项系数；Y W- 风荷载分项系数；Y E- 地震作用分项系数；W W- 风荷载的组合值系数；W 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

17、项系数，按下列规定取值： 一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数Y G、Y W Y 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Y 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，其分项系数丫 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 ）。

18、幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数丫 W和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应的组合。、风荷载计算标高为 4.1m 处风荷载计算W 0: 基本风压2W 0=0.55 kN/m 23 gz： 4.1m高处阵风系数（按C类区计算）3 gz=0.85 X 1+35 0.108 X （Z/10） -0.22 =2.368卩z： 4.1m 高处风压高度变化系数 （按C类区计算）:（GB50009-2001）（2006 年版） 卩z=0.616 X （Z/10） 0.44 （C 类区，在10米以下按10米计算）0.32=（10.0/10）0.32=0.616卩sl:局部风压体型系数（墙面区）

19、 板块（第 1 处）2410.00mm X 900.00mm=0.37m2 该处从属面积为： 0.37m2该处局部风压体型系数 卩sl =1.200 风荷载标准值 :2006 年版）W k=3 gzX 卩 zX 卩 sl X W(GB50009-2001)=2.368 X0.616X1.200X0.5502=0.962 kN/m 2风荷载设计值 :W: 风荷载设计值 （kN/m2）Y 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2W= Y wX Wk=1.4 X 0.962=1.346kN/m 2支承结构（第 1 处）24130mm X

20、 1200mm=4.96m22该处从属面积为： 4.96m2卩 si (A)=卩 si (1)+卩 si (10)-卩 si (1) X log(A)=-1.0+0.8 X1.0-1.0 X 0.695=-0.861卩 si =-0.861+(-0.2)=-1.061该处局部风压体型系数卩si =1.061风荷载标准值 :2006 年版)W k= 3 gzX 3 zX 3 si X W0(GB50009-2001)=2.368 X 0.616 X 1.061 X 0.5502=0.851 kN/m 2风荷载设计值 :W: 风荷载设计值 (kN/m2)Y w：风荷载作用效应的分项系数：1.4按建

21、筑结构荷载规范 GB50009-2001 3.2.5 规定采用2W= YwXWk=1.4X0.851=1.191kN/m 2、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/mm22校核依据：d d =3.700N/mmA o: 石板短边长：0.410mB o: 石板长边长：0.900ma:计算石板抗弯所用短边长度 : 0.410mb:计算石板抗弯所用长边长度: 0.640mt:石材厚度 : 25.0mm2G ak 石板自重=700.00N/mm 1: 四角支承板弯矩系数 , 按短边与

22、长边的边长比 (a/b=0.641) 查表得 : 0.1338W k: 风荷载标准值 : 1.494kN/m 2 垂直于平面的分布水平地震作用 :2q EAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m 2)q EAk=5X a maxX GK=5 X 0.080 X 700.000/10002=0.280kN/m2荷载组合设计值为：S z=1.4 X Wk+1.3 X 0.5 X qEAk2=2.274kN/m2应力设计值为：d =6X m1X SzX b2X 103/t 223=6X0.1338 X2.274 X 0.6402X 103/25.0=1.196N/mm221.196N/m

23、m 3.700N/mm强度可以满足要求2. 石材剪应力校核校核依据：T max T t :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 ： 2t: 石板厚度 : 25.0mm d: 槽宽 : 7.0mm s: 槽底总长度 : 60.0mm3 :系数，取1.25对边开槽x sT =SzX AoX B0X3X 1000/n x (t-d)=0.486N/mm220.486N/mm=NsdN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AN厂乜N , ；, ；. ,.Rk,cRk,c Os,N re,N ec,N ucr,NAc,NNRkc -开裂混凝土单根锚栓受

24、拉，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力 标准值；A,n -单根锚栓或群锚受拉，混凝土实有破坏锥体投影面面积；AO,N -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；屮s, N -边距c对受拉承载力的降低影响系数；屮re,N - 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；屮ec,N-荷载偏心eN对受拉承载力的降低影响系数；- ucr,N - 未裂混凝土对受拉承载力的提高系数;f cu,k-混凝土立方体抗压强度标准值=30.00 ；s cr,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 ；c cr,N 混

25、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 =165.00 ；由于是非开裂混凝土 o 0.5 1.5N Rk,c=7.3 X (f cu,k) . X (hef-30) . =28.6100KN;A Oc,N=(s cr,N) 2=108900.00mmf;2A c,N=153450.00mm;Mss,N=0.97；Msre,N=1.00 ；Msec,N=0.77 ；Msucr,N=1.40 ；NRk,c=42.133KN；NRd,c=NRk,c/ Y Rc,N=19.597KNNRd,c=N sd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

26、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=V sd 锚栓钢材受剪破坏承载力满足要求！D. 混凝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V Rd,cp 混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值V Rk,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=60mnfl寸，取 K= 2.0V Rk,cp=kX NRk,c=84.266KN；V Rd,cp=VRk,cp/ Y Rcp=46.814KN；V Rd,cp=Vsd混凝土剪撬破坏承载力满足要求！F. 拉剪复合受力

27、承载力 拉剪复合受力下，混凝土破坏寸的承载力，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！(Ngsd/N Rd,c) . +(Vgsd/VRd,c)=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:弓弓垃一橫梁瞪度Hg_hK下单无高Hg hs上单兀咼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 横梁型材抗弯强度设计值:125.000N/mm:215.000N/mm横梁型材弹性模量：E=2.05 X 105N/mm）的弯矩（

28、N.mm）的弯矩（N.mm）的净截面抵抗矩：Wnx=2.560cm3MMWWx横梁绕截面X轴（平行于幕墙平面方向y横梁绕截面Y轴（垂直于幕墙平面方向nx横梁截面绕截面 X轴（幕墙平面内方向ny横梁截面绕截面 丫轴（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=3.900cm 2丫塑性发展系数，可取1.002. 幕墙横梁的强度计算校核依据：M x/ 丫 Wx+M/ 丫 W产 f=215.0横梁上分格高：0.410m横梁下分格高：0.410mH-横梁受荷单元高（应为上下分格高之和的一半）：0.410ml-横梁跨度,l=1200mm 横梁在自重作用下的弯矩（kN m）

29、2G Ak：横梁自重：1000N/mG k：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：0.410mG k=1000X H/1000=1000 X 0.410/1000=0.410kN/mG: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值 (kN/m)G=1.2 X G=1.2 X 0.410=0.492kN/mM y：横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN m)M y=GX B2/82=0.492 X1.2002/8=0.089kN 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 ) q wk=Wk X H=1.321 X 0.410=0.542

30、KN/m风荷载线分布最大集度设计值q w=1.4X qwk=1.4 X 0.542=0.758kN/mM xw：横梁在风荷载作用下的弯矩 (kN m)M xw=qwX B2X (3-H 2/B 2)/24=0.758 X1.2002X (3-0.410 2/1.200 2)/24=0.131kN m(3) 地震作用下横梁弯矩q EAk： 横梁平面外地震作用 ：3 E：动力放大系数：5a maX地震影响系数最大值:0.080G Ak： 幕墙构件自重 ： 1000 N/m 2 q EAk=5X a maxX 1000/1000=5 X 0.080 X 1000/10002=0.400kN/m2q

31、ex： 水平地震作用最大集度标准值B： 幕墙分格宽 ： 1.200m 水平地震作用最大集度标准值 (梯形分布 ) q ex=qEAkX H=0.400 X 0.410=0.164KN/mq E： 水平地震作用最大集度设计值 丫 e:地震作用分项系数：1.3q E=1.3 X qex=1.3 X 0.164=0.213kN/mM xE： 地震作用下横梁弯矩 ：M xE=qEX B2X (3-H 2/B 2)/242 2 2=0.213 X1.2002X (3-0.410 2/1.200 2)/24=0.037kN m（4）横梁强度 :d :横梁计算强度（N/mmf）:米用Sg+Sw+0.5S e

32、组合: 2.560cm: 2.560cmW nx: 横梁截面绕截面X 轴的净截面抵抗矩W ny: 横梁截面绕截面Y 轴的净截面抵抗矩Y :塑性发展系数：1.003d =10 x My心.0033x Wny)+103x Mxw/(1.00 x Wnx)+0.5 x 103x MxE/(1.00 x Wnx)=93.038N/mm2293.038N/mm f a=215.0N/mm横梁正应力强度可以满足3. 幕墙横梁的抗剪强度计算 :2校核依据：t x=Vyx S/（l xxtx） w 125.0N/mm2校核依据 : t y=Vxx Sy/（l yx t y） w 125.0N/mm2V x 横

33、梁竖直方向 （X 轴）的剪力设计值 N；V y 横梁水平方向 （Y 轴）的剪力设计值 N；S x-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=11.412cm3;3S y-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 ; I x-横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=9.260cm4;l y 横梁绕截面 y 轴的毛截面惯性矩 =9.260cm4;t x-横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=4.0mmt y-横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=4.0mm; f 型材抗剪强度设计值 =125.0N/mm2；（1）Q wk: 风荷载作用下横梁剪力标准值 （kN）2W k: 风荷载标准值 : 1.321kN/m 2 B:幕墙分格宽 : 1.200m风荷载呈梯形分布时：Q wk=Wk x Hx Bx (1-