2011-09-27高架车道维护幕墙计算书

1、郑州东站站房幕墙工程高架车道维护幕墙设计计算书设计：校对：审核：批准：年 月 日上海金桥瑞和装饰工程有限公司目录一、高架车道维护幕墙立柱计算 21. 荷载计算 22. 钢矩通承载力验算 4二、高架车道维护幕墙横梁计算 61. 风荷载计算： 62. 钢矩通承载力验算 7三、连接计算 91. 荷载计算 92. 横梁立柱连接计算 103. 铝合金压块校核 144. 螺钉抗拉承载力校核 14四、伸缩缝处计算 161. 荷载计算 162. 横梁承载力校核 1722、咼架车道维护幕墙立柱计算1. 荷载计算节点详图，详见16-DY03Z5J1Q21750占加）15的财铀主*圧基本参数：郑州地区基本风压 0.

2、450 kN/m 2 （50年）抗震设防烈度7度设计基本地震加速度 0.15gX方向受力计算：1、风荷载计算：标高为24m处风荷载计算W 0：基本风压W 0=0.45 kN/m3 gz： 24m高处阵风系数(按B类区计算)3 gz=0.89 X 1+35 °X (Z/10) -0.16=1.664卩z： 24m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB5°°°9-2°°1)(2°°6 年版)°.32卩 z=1.°°° X (Z/10). =1.3233 si =-1.8风荷

3、载标准值 ：W k=3 gzX3zX3siXW°=1.664X1.323X1.8X°.45=1.783 kN/m风荷载设计值 ：2W： 风荷载设计值 (kN/m2)丫 w：风荷载作用效应的分项系数： 1.4 按建筑结构荷载规范 GB5°°°9-2°°1 3.2.5 规定采用2W= 丫 WX W=1.4 X 1.783=2.496 kN/m2 、自重荷载计算38+1.14PVB+8 钢化夹胶玻璃自重 G仁25.6KN/m X 17.14mmX 3.1mX 2.51m=3.414KN 口 3°°X 15

4、76;X 8 方钢管自重 G2=54.51 Kg/m X 7.6mX 1°N/kg=4143N=4.143KN3、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 X 2.51=7.781 m 2q1EK=3 eX a maxX G/A=5.° X 0.12 X 3.414/7.781=0.263KN/m2由方钢管产生的地震荷载标准值为：玻璃板块面积 A=7.6X 2.51=19.076m 2 q2EK=3EXamaxXGk/A=5.0X0.12X4.143/19.076=0.139KN/m 24、荷载组合：设计值组合

5、：S1=1.4 负风+ 1.3 X 0.5 地震=1.4X1.783+1.3 X0.5X 0.263=2.667 KN/m 2 标准值组合：S2=1.0负风+0.5地震=1.0 X 1.783+0.5 X 0.263=1.915 KN/m 2Y方向受力计算：38+1.14PVB+8 钢化夹胶玻璃自重 G仁25.6KN/m X 17.14mmX 3.1mX 2.51m=3.414KN 口 300X 150X 8 方钢管自重 G2=54.51 Kg/m X 7.6mX 10N/kg=4143N=4.143KN 口 120X 80X 4 方钢管自重 G2=12.06 Kg/m X 2.51mX 10

6、N/kg X 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 KN2. 钢矩通承载力验算钢矩通受力简图如下所示:q1Aq2M M M M i1 1f 1r 1【 1 11 iiI 'r i! iKJbco=<7(X)钢矩通截面特性如下图所示:型林丫轴垛醮; 丫械刪距: 型郴壯抗昶:型扩惴左抗凝:Y轴右抗膏距: 型枷的而衆麵; 型柳软師褫: 型材面松S171.294cm48171.294crri4274 加 54on42743.054cm4544,753 匸 Ej544753cm3365 741cm53

7、61741 cm3536.512cm206,312cm369.440cm2强度校核: q1=S X B=2.667 X 2.51=6.694 KN/m q2=1.3 X 0.5 X q2EKX B=1.3 X 0.5 X 0.139 X 2.51=0.349 KN/m= 77.7&/LV m强度满足要求。挠度校核qi=S2 X B=1.915 X 2.51=4.807KN/mq2=q2EKX B=0.139 X 2.51=0.349 KN/m4.807 x 470024 - 206000/S1712W 4x2900+3/4700' +0：j49/4700.- 2900s24 x

8、 209000 x 817129-404700s2900s'=33.96mm2/47002d0挠度满足要求。立柱两端支座反力为1 2aVbx =(炉2(1 a)2 q1a(r-)/l2 21 24 7=(0.349 (2.94.7)2 6.694 4.7 (2.9) / 2.9 = 60.432KN2 2VAX =q2(l a) q1a -V 0.349 (2.9 4.7) 6.694 4.7-60.432 = -26.318KNSy=Fy/2=8.465/2=4.233 KN二、高架车道维护幕墙横梁计算1. 风荷载计算：标高为24m处风荷载计算W 0: 基本风压2W 0=0.45 k

9、N/m 23 gz： 24m高处阵风系数(按B类区计算)3 gz=0.89 X 1+35 °X (Z/10) -0.16=1.664卩z： 24m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2001)(2006 年版)0.32卩 z=1.000 X (Z/10). =1.323卩sl =-18风荷载标准值 ：W k=3 gzX 卩 zX 卩 sl X W0=1.664 X 1.323 X 1.8 X 0.452=1.783 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

10、.2.5 规定采用W= Y wXWk=1.4X1.783=2.496 kN/m2 、自重荷载计算38+1.14PVB+8 钢化夹胶玻璃自重 G仁25.6KN/m X 17.14mmX 1.55mX 2.51m=1.71KN 口 120X 80X 4 方钢管自重 G2=12.06 Kg/m X 2.51mX 10N/kg=302.7N=0.3027KN3、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=1.55X2.51=3.89 m 2 q1EK= 3 eX a maxX G/A=5.0 X 0.12 X 1.71/389=0263KN/m 2

11、由方钢管产生的地震荷载标准值为：玻璃板块面积 A=1.55X 2.51=3.89m 2q2EK=B eX a maxX G/A=5.0 X 0.12 X 0.3027/3.89=0.047KN/m 24、荷载组合：水平荷载组合设计值：q1=1.4 负风+ 1.3 X 0.5 地震=(1.4 X 1.783+1.3 X 0.5 X( 0.263+0.047 ) X 1.55=4.181 KN/m竖向荷载组合设计值：q2=1.2 (g1 + g2)=1.2 X( 1.71/2.51 + 12.06X 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

12、.0 X 1.783+0.5 X( 0.263+0.047 )X 1.55=3.004 KN/m竖向荷载组合标准值：q2k=1.0 X( g1 + g2)=1.0 X( 1.71/2.51 + 12.06X 10/1000 )=0.801 KN/m2.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:璽椒抽主噪性贬YttrlS瞬;MtlxMm：X轴下咖 酬YW瞬:Y轴槻黑： 甦林縹師號: 塑材'湍曲佛傩 虽林确:30&.043cm4309.043cm4 166J5cm+ 163.635crri+ 51,507cm351.507cm340.909cm3 +0.9C

13、Kcm3 31.104cm323424crri3I5,360om2强度校核：qi=4.181 KN/mq2=0.961 KN/mqii2q2i2MxxWnx4.181 2.51280.961 2.5128My+yWny= 3.293KN_m= 0.757 KNLm3.293 1060.757 1061.05 51507 1.05 51507=78.62KN / m ： f 二 205KN / m强度满足要求。挠度校核 q1k= 3.004 KN/mq2k=0.801 KN/m5q1kl45q2kl45 3.004 251045 0.801 25104f384EI384EI384 206000

14、3090430384 206000 3090430l 2510=3.09mm10.04mm250250挠度满足要求。横梁两端支座反力为X方向：V=q1l/2=4.181 X 2.51/2=5.248 KNY方向：2=qd/2=0.961 X 2.51/2=1.206 KN三、连接计算1. 荷载计算2基本参数 : 郑州地区基本风压 0.450 kN/m 、自重荷载计算 8+1.14PVB+8 钢化夹胶玻璃自重 Gk=25.6KN/m X 17.14mmX 3.1m X 2.51m=3.414KN3、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=

15、3.1 X 2.51=7.781 m 2 (50 年 )抗震设防烈度 7 度 设计基本地震加速度 0.15g1、风荷载计算：标高为24m处风荷载计算W 0: 基本风压2W 0=0.45 kN/m 23 gz： 24m高处阵风系数(按B类区计算)3 gz=0.89 X 1+35 °X (Z/10) -0.16=1.664卩z： 24m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB5°°°9-2°°1)(2°°6 年版)°.32卩 z=1.°°° X (Z/10). =1.3233

16、 si =-1.8风荷载标准值 ：W k=3 gzX3zX3siXW°=1.664X1.323X1.8X°.45=1.783 kN/m 2风荷载设计值 ：W： 风荷载设计值 (kN/m2)丫 w：风荷载作用效应的分项系数：1.4按建筑结构荷载规范 GB5°°°9-2°°1 3.2.5 规定采用2W= 丫 wX W=1.4 X 1.783=2.496 kN/mqEK=3 eX a maxX G/A=5.0 X 0.12 X 3.414/7.781=0.263KN/m 24、荷载组合：设计值组合：S1=1.4 负风+ 1.3 X

17、 0.5 地震=1.4 X 1.783+1.3 X 0.5 X 0.263=2.667 KN/m 2标准值组合：S2=1.0负风+0.5地震=1.0 X 1.783+0.5 X 0.263=1.915 KN/m 22.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§籍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:Vbx =(；q2(l a)2 qQ(l |)/l2 21 24.7=(0.349 (2.94.7)6.694 4.7 (2.9)/2. 60.432 KN2 2Vax -q2(l a) q1a -V0.349 (2.9 4.7) 6.694 4

18、.7-60.432 - -26.318KNVAy=Fy/2=8.465/2=4.233 KN（钢结构设计规范GB50017-2003公式 7.1.3-3 )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；3 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（mr)he焊缝计算厚度（mr),he=0.7 x hfl w焊缝计算长度（mr),l w=l 0-2 x hfffw-一焊缝强度设计值,取2160N/mm受力分析N仁VBx=60.432 KNN2=VBy =4.

19、233 KN hf=5mm, he=0.7 x hf=3.5mm焊缝截面抗拉面积Af1 Af2Af1 =3.5 x (300-2 x 5)=1015 mm22Af2 =2 x 3.5 x (300-2 x 5)=2030 mmAf 1360.432 101015=59.54N/mm2 _ffW=160N/mm2八N2 ftN :Af 234.233 10-2030= 2.09N / mm2 < ffW=160N / mm2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-JD013D0Kl5D-:Sj*tl*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：V

20、=qil/2=4.181 X 2.51/2=5.248 KNY方向：V2=q2|/2=0.961 X 2.51/2=1.206 KN-fT （钢结构设计规范GB50017-2003公式 7.1.3-3 )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；3 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（mr)he焊缝计算厚度（mr), he=0.7 X hfl w焊缝计算长度（mr), l w=| o-2 X hfw f f-一焊缝强度设计值,取 160N/m)受

21、力分析N=V+V2=5.248+1.206=6.454 KNhf=5mm, he=0.7 X hf=3.5mm焊缝截面抗剪面积 A及抗拉面积A2Af2 =2 X 3.5 X (80-2 X 5)=490 mmNN=6l4540=13-17N/mmf16ON/mm2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：V=qil/2=4.181 X 2.51/2=5.248 KNY方向：V2=q2l/2=0.961 X 2.51/2=1.206 KN<（钢结构设计规范GB50017-2003公式 7.1.3-3 )式中N垂直与焊缝方向的分力；V 平行与焊缝方

22、向的分力；M 平行与焊缝方向的弯矩；3 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（mr)he焊缝计算厚度（mr),he=0.7 X hfl w焊缝计算长度（mr),l w=l 0-2 X hfffw-一焊缝强度设计值,取2160N/mm受力分析N=V+V2=5.248+1.206=6.454 KNhf=5mm, he=0.7 X hf=3.5mm-10rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrry11焊缝截面抗剪面积 Al及抗拉面积A2Afi =he| iw=3.5 X (110-2 X 5

23、)=350mm2Af2=2hel 2w=2X 3.5 X (70-2 X 5)=420 mm加七如/血汀得环/亦焊缝强度满足要求!3. 铝合金压块校核铝合金压块校核：压块间距300mm21个铝合金压块受荷面积为A=300X 2510/2=376500 mm由上可知：最不利设计值组合S= -2.667 KN/m 2则：压块受到剪力 V=SA=2.667X 10 X 376500=1004Nia nxrIa IaAA裁面料牡： 歸呻细脈;XWftJE:瞬下桶距:0.043cm40L043cm+1.339cm41 P339cm4D.144cm30.144cm3O.093cm30,B93cm30.64

24、5cm31.440cm230B-Bam绰髀:0,0l6cm40.0160714酬懵主甜亜；0.900cm4YM觑电0,900cm+虽楸输上抗詐；0,080onJ跚下战再更：D-DaOcmJO.BOOcitiY#册舱O.fiOOcmJO.OGOcmJ盼紬眈：0L450cmJ型血：h200cm23 Fs =31004=10.46N/mm2 : 49.6N / mm22 A 2 6 (30 -6)3Fs310042 4 30=12.552N/mm2 : 49.6N / mm2压块抗剪承载力满足要求。4. 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

25、=2V=2X 1004=2008N抗拉承载力设计值：N；二耳;ftb4de=5.06mmd,d e普通螺钉直径和螺纹处有效直径，M6螺钉净截面面积为 20.12mmNz,Nt 普通螺钉所承受的剪力和拉力f tb普通螺钉抗拉强度设计值Nb个普通螺钉的抗拉承载力设计值2 2Ntb =ftb 二 5.06320 =6435 N 2008N4 4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=2X 1004=2008N四、伸缩缝处计算1. 荷载计算2基本参数 : 郑州地区基本风压 0.450 kN/m 2 (50 年 )抗震设防烈度 7

26、度 设计基本地震加速度 0.15g1、风荷载计算：标高为24m处风荷载计算W 0: 基本风压W 0=0.45 kN/m3 gz： 24m高处阵风系数(按B类区计算)3 gz=0.89 X 1+35 °X (Z/10) -0.16=1.664年版)卩z： 24m高处风压高度变化系数 (按B类区计算):(GB5°°°9-2°°1)(2°°6°.32卩 z=1.°°° X (Z/10). =1.323卩 sl =-1.8风荷载标准值 ：W k=3 gzX 卩 zX 卩 sl X W

27、0=1.664 X 1.323 X 1.8 X 0.452=1.783 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W= Y wXWk=1.4X1.783=2.496 kN/m 22 、自重荷载计算33mm铝单板自重 G1=28KN/mX 3mnX 1.51mX 1.15m X 2=°.292KN3口 120X 80X 4 横梁自重 G2=12.06Kg/m口 120X 80X 4 立柱自重 G3=12.06Kg/m3X 10N/KgX 3.5m=0.422KN 自重荷载标准值 Gk=G1+G2+G3=0.292+0.416+0.422=1.130KN3、垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEKX10N/KgX 1.15mX 3=0.4