拉索-裙楼幕墙计算书

通州区新华大街商业、办公、居住项目裙楼幕墙工程计算书编号：3#—MQ-6（C版）结构计算书第21页目录目录 1第一部分计算书说明 3第一章计算书设计简介 3一、工程概况 3二、主要材料 3第二章计算书设计依据及原则 4一、设计依据 4二、设计原则 4第三章基本参数及主要材料设计指标 501、基本参数 503、钢化玻璃（厚度5～12mm） 504、结构硅酮密封胶 505、Q235B钢 506、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70） 507、角焊缝 608、HRB400级钢筋 609、结构安全系数 6第二部分裙楼楼幕墙的计算-拉索部分 7第一章面板的计算 7第一节12mm单片钢化玻璃的计算（转角） 7一、计算说明 7二、风荷载计算 7三、玻璃面板强度校核 8四、玻璃面板挠度校核 10五、转角拉索玻璃面板校核 10第二章拉索的计算 12一、计算说明 12二、荷载计算 12三、拉索预拉力值 14四、拉索最大轴力值 14五、拉索最大位移值 15第三章拉索的连接计算 16一、计算说明 16二、截面参数 16三、荷载计算 17四、耳板抗弯强度校核 17五、耳板抗剪强度校核 18六、连接钢销的计算 18七、耳板与埋件连接焊缝校核 19第一部分计算书说明第一章计算书设计简介一、工程概况01、工程名称：通州区新华大街商业、办公、居住项目裙楼幕墙工程02、工程地点：北京市通州区03、建设单位（业主）：北京东部绿城置业有限公司04、建筑师：中外建工程设计与顾问有限公司05、幕墙顾问公司：迈进外墙建筑设计咨询（上海）有限公司北京分公司06、工程性质：商业楼根据施工阶段的内容，本次我们对幕墙系统进行了设计。二、主要材料01、玻璃采用12mm厚单层钢化（超白）玻璃。02、钢材采用国产Q235B优质钢，表面采用热浸镀锌或氟碳喷涂防腐措施。03、螺栓室外采用奧氏体不锈钢A4-70螺栓，室内采用奧氏体不锈钢A2-70螺栓。04、结构胶采用中性常温固化双组份胶,符合国标《建筑用硅酮结构密封胶》（GB16776）性能标准。

第二章计算书设计依据及原则一、设计依据01、《建筑结构荷载规范》GB50009-201202、《建筑抗震设计规范》GB50011-201003、《钢结构设计规范》GB50017-200304、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-200105、《碳素结构钢》GB/T700-198806、《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-199707、《中国地震烈度表》GB/T17742-199908、《铝合金建筑型材》GB/T5237-200409、《建筑幕墙》GB/T21086-200710、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-200311、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-200912、《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-200113、《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-200814、《民用建筑热工设计规范》GB50176-9315、《公共建筑节能设计标准》GB50189-200516、《公共建筑节能设计标准》DBJ01-621-200517、《居住建筑节能设计标准》DBJ11-602-200618、甲方所供设计院施工图纸19、甲方所供招标文件及招标图纸20、幕墙工程承包合同二、设计原则01、首先计算边角最不利位置的幕墙相关构件。02、在边角位置满足设计要求的通用构件，在其他部分均不做重复计算。03、在不利位置的特殊构件，作单独计算。

第三章基本参数及主要材料设计指标01、基本参数01、建筑主体高度：30.6002、层高：标准层层高5.00m，局部最大层高（首层、四03、主体结构形式：框架-抗震墙04、建筑耐久年限：50年05、地面粗糙度类型：C类06、抗震设防烈度：8度（基本地震加速度0.2007、所在地气候分区：寒冷地区；08、基本风压：0.45kN/m2（按50年）09、基本雪压：0.40kN/m2（按50年）03、钢化玻璃（厚度5～12mm）重力体积密度：rg=25.6kN/m3大面强度设计值：fg1=84.0N/mm2侧面强度设计值：fg2=58.8N/mm2弹性模量E=0.72×105N/mm2线膨胀系数α=0.80×10-5～1.00×10-5泊松比ν=0.2004、结构硅酮密封胶短期强度允许值:f1=0.20N/mm2长期强度允许值：f2=0.01N/mm205、Q235B钢重力体积密度ρ=78.5kN/m3抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=215N/mm2抗剪强度设计值fv=125N/mm2局部承压强度设计值fce=325N/mm2弹性模量E=2.06×105N/mm2线膨胀系数α=1.2×10-5泊松比ν=0.3006、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70）抗拉强度设计值fs=320N/mm2抗剪强度设计值fv=245N/mm207、角焊缝抗拉、压、剪强度设计值fcw=160N/mm208、HRB400级钢筋抗拉强度设计值fy=360N/mm2线膨胀系数αg=1.2×10-509、结构安全系数铝合金型材的总安全系数1.8钢材的总安全系数1.55不锈钢的总安全系数1.6玻璃的总安全系数2.5结构硅酮密封胶总安全系数5.0

第二部分裙楼楼幕墙的计算-拉索部分第一章面板的计算第一节12mm单片钢化玻璃的计算（转角）一、计算说明玻璃面板选用12mm厚的单片钢化玻璃，玻璃面板的最大分格尺寸为a=1400mm，b=2350mm。二、风荷载计算1、风荷载标准值计算①、βgz：阵风系数，取βgz==1+2*2.5*0.23*(26/10)^(-0.22)\#0.0001.932——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表8.6按公式计算，其中：峰值因子，取=2.5：10m高名义湍流度，本工程地面粗糙度为C类，取=0.23：地面粗糙度指数，本工程地面粗糙度为C类，取=0.22可得：==1+2*2.5*0.23*(26/10)^(-0.22)\#0.0001.932②、μsl：风荷载局部体型系数，取μSl==(-1.4)+(-0.2)\#0.000-1.600——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条、第8.3.μsl(A)=-1.4(按表8.3.3第一项取值，属转角部位)内部压力局部体型系数按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2可得：μSl=μsl(A)+(-0.2)=(-1.4)+(-0.2)==(-1.4)+(-0.2)\#0.000-1.600③、μZ：风压高度变化系数，取μZ==0.544*(26/10)^0.44\#0.0000.828——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表8.2.1按公式计算可得：==0.544*(26/10)^0.44\#0.0000.828④、w0：基本风压值0.45kN/m2——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5（按50年一遇）wk：风荷载标准值wk=βgz·μsl·μZ·w0=1.932×（-1.60）×0.828×0.45=-=1.932*1.60*0.828*0.45\#0.0001.152kN/m2（表示负风压）——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.2、风荷载设计值计算rw：风荷载分项系数，取rW=1.4——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第3.w：风荷载设计值w=rw·wk=1.4×1.152==1.4*1.152\#0.0001.613kN/m2三、玻璃面板强度校核校核依据：≤fg——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.1、玻璃承受的水平地震荷载t：玻璃的厚度，取t=12GAk：玻璃面板自重面荷载标准值GAk=12×10-3×25.6==12*10^-3*25.60.3072kN/m2αmax：水平地震影响系数最大值，取αmax=0.16——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3βE：动力放大系数，取βE=5.0——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3qEk：作用在玻璃上的地震荷载标准值计算qEk=αmax·βE·GGk=0.16×5.0×0.3072==0.16*5.0*0.30720.2458kN/m2rE：地震作用分项系数，取rE=1.3——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4qE：作用在玻璃上的地震荷载设计值qE=rE·qEk=1.3×0.2458==1.3*0.24580.3195kN/m22、玻璃风荷载和水平地震作用组合计算ψw：风荷载的组合值系数，取ψw=1.0——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3ψE：地震作用的组合值系数，取ψE=0.5——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3qk：玻璃风荷载和水平地震作用组合标准值qk=ψw·Wk+ψE·qEk=1.0×1.152+0.5×0.2458==1.0*1.152+0.5*0.2458\#0.0001.275kN/m2q：玻璃风荷载和水平地震作用组合设计值q=ψw·w+ψE·qE=1.0×1.613+0.5×0.3195==1.0*1.613+0.5*0.3195\#0.0001.773kN/m23、玻璃强度校核a：矩形玻璃板材短边边长，取b=1400-120=1280b：矩形玻璃板材长边边长，取a=2350-120=2230fg：玻璃的强度设计值，取fg=84.0N/mm2——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表5m：弯矩系数，取m==(0.27+(0.315-0.27)/(0.60-0.50)*(0.574-0.50))\#0.00000.3033由===(1400-120)/(2350-120)\#0.0000.574，查《玻璃断裂力学》3.3.3.4四角嵌固表得σ：玻璃产生的最大应力==0.3033*1.773*10^-3*2230^2/12^2\#0.0018.57N/mm2＜fg=84.0N/mm2玻璃面板强度符合规范要求。四、玻璃面板挠度校核校核依据：df=≤df,lim=——《玻璃断裂力学》3.3——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第8.1、玻璃挠度校核a：矩形玻璃板材短边边长，取b=1400-120=1280b：矩形玻璃板材长边边长，取a=2350-120=2230μ：挠度系数，取μ==(0.875+(1-0.875)/(0.6-0.50)*(0.574-0.50))\#0.0000.968由===1280/2230\#0.0000.574，查《玻璃断裂力学》3.3.3.4四角嵌固表得df：玻璃产生的最大挠度df====0.968*1.275*10^-3*2230^4/12^3/1000000\#0.0017.66mmdf==0.968*1.275*10^-3*2230^4/12^3/1000000\#0.0017.66mm＜df,lim====2230/60\#0.0037.17mm玻璃面板挠度符合规范要求。五、转角拉索玻璃面板校核1、玻璃强度校核此处计算玻璃为转角拉索位置玻璃，假定玻璃四角中，有三个角在一个平面，另一个角支座施加50mm（实际转角拉索一侧玻璃上下最大位移差为26mm）支座位移，经SAP计算得出：玻璃强度为51.506N/mm2＜fg=84.0N/mm2转角玻璃面板强度符合规范要求。第二章拉索的计算一、计算说明拉索幕墙选用Ф30不锈钢拉索，幕墙最大分格为左侧1400mm，右侧1400mm，拉索跨度为18470mm（对应招标图纸PF6-001二、荷载计算1、自重荷载计算(1)、幕墙自重荷载标准值计算GAK1：玻璃面板自重面荷载标准值玻璃面板采用12mm厚GAK1=12×10-3×25.6==12*=10^-30.001*25.60.307kN/m2GGK：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙重力荷载标准值GGK=0.5kN/m2(2)、幕墙自重荷载设计值计算rG：永久荷载分项系数，取rG=1.2——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第3.GG：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙重力荷载设计值GG=rG·GGk=1.2×0.5==1.2*0.5\#0.000.60kN/m22、风荷载计算(1)、风荷载标准值计算wk：风荷载标准值=-=1.932*1.60*0.828*0.45\#0.0001.152kN/m2（表示负风压）——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.(2)、风荷载设计值计算rw：风荷载分项系数，取rW=1.4——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第3.w：风荷载设计值w=rw·wk=1.4×1.152==1.4*1.152\#0.0001.613kN/m23、水平地震荷载计算(1)、玻璃幕墙承受的水平地震荷载标准值计算αmax：水平地震影响系数最大值，取αmax=0.16——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3βE：动力放大系数，取βE=5.0——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3qEK：作用在玻璃幕墙上的地震荷载标准值计算qEK=αmax·βE·GGK=0.16×5.0×0.5==0.16*5.0*0.5\#0.0000.400kN/m2(2)、玻璃幕墙承受的水平地震荷载设计值计算rE：地震作用分项系数，取rE=1.3——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4qE：作用在玻璃幕墙上的地震荷载设计值qE=rE·qEK=1.3×0.400==1.3*0.400\#0.0000.520kN/m24、幕墙龙骨线荷载计算(1)、线荷载标准值计算GK线=GGK·(1.40m+1.40m)/2=0.5kN/m2×(1.40m+1.40m)/2==0.5*(1.40+1.4qK线1=wK·(1.40m+1.40m)/2=-1.152kN/m2×(1.40m+1.40m)/2==-1.152*(1.40+1.4qK线2=qEK·(1.40m+1.40m)/2=0.4kN/m2×(1.40m+1.40m)/2==0.4*(1.40+1.4(2)、线荷载设计值计算G线=GG·(1.40m+1.40m)/2=0.6kN/m2×(1.40m+1.40m)/2==0.6*(1.40+1.40)/2q线1=w·(1.40m+1.40m)/2=-1.613kN/m2×(1.40m+1.40m)/2==-1.613*(1.40+1.4q线2=qE·(1.40m+1.40m)/2=0.52kN/m2×(1.40m+1.40m)/2==0.52*(1.40+1.40)/2三、拉索预拉力值用SAP结构计算软件计算得到拉索的预拉力值为：189.223KN四、拉索最大轴力值用SAP结构计算软件计算得到拉索的最大轴力值为：282.981KN<603.56/1.8=335.311KN,满足要求。五、拉索最大位移值用SAP结构计算软件计算得到拉索的最大位移为：357mm＜18470/50=369.4mm，满足要求。用SAP结构计算软件计算得到转角拉索的支撑点处最大位移为：2.9mm与转角拉索支撑点最大位移相对应的玻璃另一角处拉索位移为：352.4mm转角位置抓件可以吸收此位移差，满足要求。以上可知，Ф30拉索满足要求，可以使用。第三章拉索的连接计算一、计算说明拉索幕墙最不利位置的分格为1400mm，拉索计算由坚朗专业软件计算。拉索连接耳板选用（Q235B）30mm厚钢板。计算拉索对结构产生的最大拉力值为：FZ=325KN（安全起见，取拉索计算值的1.3倍，即281.5X1.15=323.82）,剪力FX=28.11KN。连接节点如下图二、截面参数钢板截面积A==30*280\#08400mm2绕X轴的惯性矩Ix==30^3*280/12\#0630000mm4绕Y轴的惯性矩Iy==30*280^3/12\#054880000mm4绕X轴的抵抗矩Wnx==30^2*280/6\#042000mm3绕Y轴的抵抗矩Wny==30*280^2/6\#0392000mm3绕X轴的面积矩Sx==31500\#031500mm3绕Y轴的面积矩Sy=294000mm三、荷载计算1、连接耳板承受的竖直方向荷载产生的最大弯矩My1=FZ·144=325×103kN×144mm==325*144*1000\#0.046800000.0N·mm2、连接耳板承受的水平方向荷载产生的最大弯矩My2=Fx·292=28.11×103kN×292mm==28.11*292*1000\#0.08208120.0N·mm3、连接耳板承受的水方向荷载产生的最大剪力Vx=Fx=28110N4、连接耳板承受的竖直方向荷载产生的最大拉力N=Fz·=325000N5、连接耳板承受的弯矩值为My=My1+My2==325*144*1000\#046800000+=28.11*292*1000\#08208120==46800000+=28.11*292*1000\#0.08208120.0\#055008120N/mm2四、耳板抗弯强度校核校核依据：——按《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.:塑性发展系数，取=1.05——按《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.:钢材抗弯强度设计值，取=205N/mm2——按《钢结构设计规范》GB50017-2003第3.===325000/8400+55008120/1.05/392000\#0.0172.3N/mm2<=205N/mm2耳板抗弯强度符合规范要求。五、耳板抗剪强度校核校核依据：——按《钢结构设计规范》GB50017-2003第4.:钢材抗剪强度设计值，取=120N/mm2——按《钢结构设计规范》GB50017-2003第3.tx=30===28110*294000/30/548800005.02N/mm2＜=120N/mm2耳板抗剪强度符合规范要求。六、连接钢销的计算1、计算说明耳板与拉索之间通过1个Ф39的不锈钢钢销连接，不锈钢钢销承受竖直方向和水平方向的荷载:竖直方向荷载：FZ==325000*1325000N水平方向荷载：Fx==28110*128110N2、荷载计算Ф39钢销所承受的最大剪力V====(325000^2+28110^2)^=1/20.5\#0.00326213.38N3、钢销受剪承载力校核nv：受剪面数目，取nv=2d：钢销直径，取d=39:钢销的抗剪强度设计值，取=245N/mm2（A2-70螺栓）——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003附录第B.0.3条中表B.0.3：单个Ф39钢销的受剪承载力设计值==2*3.14*39^2/4*245585052.65N——按《钢结构设计规范》GB50017-2003第7.==2*3.14*39^2/4*245585052.65N＞V==(325000^2+28110^2)^=1/20.5\#0.00326213.38NФ39不锈钢钢销抗剪承载力满足规范要