超市肋玻接玻璃幕墙设计计算书

xxxxxxxx店xxxxxxx全玻璃幕墙工程肋玻接玻璃幕墙设计计算书基本参数:济南地区基本风压0.450kN/m2抗震6度（0.05g）设防Ⅰ.设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138-2001《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001《建筑幕墙》JG3035-1996《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《铝合金建筑型材基材》GB/T5237.1-2000《铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材》GB/T5237.2-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000《浮法玻璃》GB11614-1999《钢化玻璃》GB/T9963-1998《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999《建筑结构静力计算手册(第二版)》《BKCADPM集成系统(BKCADPM2005版)》Ⅱ.基本计算公式:(1).场地类别划分:地面粗糙度可分为以下类别:--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。xxxxxxxx店按C类地区计算风压。(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规定采用风荷载计算公式:Wk=βgz×μs×μz×W0（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/m2)；βgz---高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第7.5.1条取定。根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=K(1+2μf)其中K为地区粗糙度调整系数，μf为脉动系数。经化简，得：A类场地:βgz=0.92×[1+35-0.072×(Z/10)-0.12]B类场地:βgz=0.89×[1+(Z/10)-0.16]C类场地:βgz=0.85×[1+35^(0.108)×(Z/10)-0.22]D类场地:βgz=0.80×[1+35^(0.252)×(Z/10)-0.30]μz---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:μz=1.379×(Z/10)0.24B类场地:μz=1.000×(Z/10)0.32C类场地:μz=0.616×(Z/10)0.44D类场地:μz=0.318×(Z/10)0.60本工程属于C类地区,故μz=0.616×(Z/10)0.44μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第7.3.3条取为：-2.0W0---基本风压,按《建筑结构荷载规范》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，济南地区取为0.450kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=βE×αmax×GAK其中:qEAk---水平地震作用标准值βE---动力放大系数,按5.0取定αmax---水平地震影响系数最大值，按相应设防烈度和设计基本地震加速度取定:6度(设计基本地震加速度为0.05g):αmax=0.047度(设计基本地震加速度为0.10g):αmax=0.087度(设计基本地震加速度为0.15g):αmax=0.128度(设计基本地震加速度为0.20g):αmax=0.168度(设计基本地震加速度为0.30g):αmax=0.249度(设计基本地震加速度为0.40g):αmax=0.32济南设防烈度为6度（0.05g）,故取αmax=0.040GAK---幕墙构件的自重(N/m2)(4).作用效应组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载(作用)的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，作用效应组合设计值按下式采用：S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK各项分别为永久荷载、风荷载和地震作用。作用的分项系数，按以下规定采用：①永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，取1.35；b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；对结构倾覆、滑移或漂浮验算，取0.9。②可变荷载根据设计规范规定取代表值，其分项系数一般情况取1.4，地震作用取1.3。水平荷载标准值:qk=Wk+0.5qEAk水平荷载设计值:q=1.4Wk+1.3×0.5qEAk一、风荷载计算标高为12.0m处风荷载计算(1).风荷载标准值计算:W0:基本风压W0=0.45kN/m2βgz:12.0m高处阵风系数(按C类区计算)βgz=0.85×[1+35^(0.108)×(Z/10)-0.22]=2.049μz:12.0m高处风压高度变化系数(按C类区计算):(GB50009-2001)μz=0.616×(Z/10)0.44(C类区，在15米以下按15米计算)=0.616×(15.0/10)0.44=0.740μs:风荷载体型系数μs=-2.00Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=2.049×0.740×2.0×0.450=1.365kN/m2(2).风荷载设计值:W:风荷载设计值(kN/m2)γw:风荷载作用效应的分项系数：1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用W=γw×Wk=1.4×1.365=1.910kN/m2二、玻璃的选用与校核本处选用玻璃种类为:钢化玻璃1.玻璃面积Lx:该处玻璃幕墙分格宽:1400mmLy:该处玻璃幕墙分格高:3500mmA:该处玻璃板块面积:A=Lx×Ly/106=1400×3500/106=4.900m22.该处玻璃板块自重GAK:玻璃板块自重(不包括铝框)t:玻璃板块厚度:12.0mm玻璃的重力密度为:25.6(kN/m3)GAK=25.6×t/1000=25.6×12.0/1000=0.307kN/m23.该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用αmax:水平地震影响系数最大值:0.040qEk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEk=5×αmax×GAK=5×0.040×0.307=0.061kN/m2γE:地震作用分项系数:1.3qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=rE×qEk=1.3×qEK=1.3×0.061=0.080kN/m24.作用效应组合水平荷载标准值：qK=WK+0.5×qEAK=1.365+0.5×0.061=1.395kN/m2水平荷载设计值：q=W+0.5×qEA=1.910+0.5×0.080=1.950kN/m25.玻璃的强度计算校核依据:σ≤ｆg=84.000N/mm2Wk:垂直于玻璃平面的风荷载标准值(N/mm2)qEK:垂直于玻璃平面的地震作用标准值(N/mm2)σWk:在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2)σEk:在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2)θ:参数η:折减系数，可由参数θ按JGJ102-2003中的表6.1.2-2采用a:支承点间玻璃面板短边边长:1180.0mmb:支承点间玻璃面板长边边长:1640.0mmt:玻璃的厚度:12.0mmm:玻璃板的弯矩系数,按边长比a/b查JGJ102-2003表8.1.5-1得:0.139在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2)θ=(Wk+0.5×qEK)×b4/(E×t4)=6.76η:折减系数，按θ=6.76查6.1.2-2表得:0.99σWk=6×m×Wk×b2×η/t2=6×0.139×1.365×1.6402×0.986×1000/12.02=20.923N/mm2在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2)θ=(Wk+0.5×qEK)×b4/(E×t4)=6.76η:折减系数，按θ=6.76查6.1.2-2表得:0.99σEk=6×ψ×qEAK×a2×η/t2=6×0.139×0.061×1.6402×0.986×1000/12.02=0.942N/mm2σ:玻璃所受应力:采用SW+0.5SE组合:σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK=1.4×20.923+0.5×1.3×0.942=29.905N/mm2玻璃最大应力设计值σ=29.905N/mm2≤ｆg=84.000N/mm2玻璃强度满足要求!df:在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm)D:玻璃的刚度(N.mm)t:玻璃厚度:12.0mmν:泊松比，按JGJ102-20035.2.9条采用，取值为0.20μ:挠度系数:0.01667θ=Wk×b4/(E×t4)=6.61η:折减系数，按θ=6.61查6.1.2-2表得:0.99D=(E×t3)/12(1-ν2)=10800000.0(N.mm)df=μ×Wk×b4×η/D=15.0(mm)由于玻璃的最大挠度df=15.0mm,小于或等于玻璃短边边长的60分之一27.333(mm)玻璃的挠度满足!6.钢爪孔部位的玻璃局部强度设计计算:这部分理论计算，仅供参考。其主要依据是《建筑结构静力计算手册》。更重要的是要以实验为依据。按弹性薄板小挠度理论外缘简支的开孔圆板，在内缘施加均布荷载的力学模型计算。此模型假设环形玻璃面(钢爪孔的半径小于钢爪孔垫圈的半径,形成受荷环形玻璃面)上受到的荷载均匀分布。W1:钢爪孔边缘环形玻璃面荷载设计值(N/mm2)n:一块玻璃连接点数6个r:钢爪孔的半径12.0mmR:钢爪孔垫圈半径28.0mmt:玻璃厚度12.0mmq:组合荷载值1.950kN/m2μ:玻璃的泊松比，应取0.20β:比值(钢爪孔的半径与钢爪孔垫圈的半径之比)0.429ρ:比值(距离钢爪孔中心的距离与钢爪孔垫圈的半径之比)W1=Lx×Ly×q/n/(2πr)=1400.0×3500.0×1.950/6/(2π×(28.02-12.02))/1000=0.396N/mm2k:环形玻璃板的径向弯矩系数，根据弹性薄板小挠度理论环形板计算公式:k=((3+μ)×(1-ρ2)+β2×(3+μ+4×(1+μ)×β2/(1-β2)×lnβ)×(1-1/ρ2)+4×(1+μ)×β2×lnρ)/16x:最大径向弯矩处距钢爪孔中心的距离(mm)求K的最大值，需对上式求导，令dk/dρ=0，可得：通过精确计算得，当x=18.521mm时，径向弯矩最大！在最大径向弯矩处，ρ=0.661径向最大弯矩系数k=0.112σ:应力设计值(N/mm2)σ=6k×W1×R2/t2=6×0.112×0.396×28.02/12.02=1.46N/mm2σ≤fgk=58.8N/mm2,强度满足要求三、玻璃肋宽度选用:本工程选用玻璃肋种类为:浮法平板玻璃1.