汇民商厦内外装修工程(改建)幕墙结构计算书

汇民商厦内外装修工程(改建)幕墙结构计算书2016年3月目录Ⅰ.设计依据 1Ⅱ.基本计算公式 5第一章、全隐框框架式玻璃幕墙系统计算 10一、玻璃面板计算 11二、横梁计算 15三、横梁与立柱连接计算 20四、立柱模型一计算 22五、立柱模型二计算 26六、立柱与主体结构连接计算 30七、埋件计算 33第二章、窗系统计算 35一、窗玻璃一计算 36二、窗玻璃二计算 39三、层间铝板计算 42四、窗横梁计算 45五、窗立柱计算 50六、层间铝板立柱计算 54第三章、全明框框架式玻璃幕墙系统计算 57一、玻璃面板计算 58二、横梁计算 61三、横梁与立柱连接计算 66四、立柱计算 68五、立柱与主体结构连接计算 71六．埋件计算 74第四章、铝板幕墙系统计算 76一、铝板计算 77二、钢架计算 80Ⅰ.设计依据1、幕墙设计类：上海市《建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012《建筑幕墙》GB/T21086-2007《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000《浮法玻璃》GB11614-2009《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》GB15763.2-2005《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999《中空玻璃》GB/T11944-2002《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009《镀膜玻璃第一部分阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1~18915.2-2002《着色玻璃》GB/T18701-20022、门窗设计类：《建筑门窗扇开、关方向和开、关面的标志符号》GB5825-1986《铝合金门窗》GB/T8478-2008《钢质防火窗》GB16809-2008《住宅建筑门窗应用技术规范》DBJ01-79-2004《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-2010《钢门窗》GB/T20909-20073、建筑设计类：《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《民用建筑设计通则》GB50352-2005《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2010《建筑制图标准》GB/T50104-2010《建筑设计防火规范》GB50016-2006《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010《建筑采光设计标准》GB/T50033-2001《民用建筑热工设计规范》GB50176-1993《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）JGJ26-2010《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006《办公建筑设计规范》JGJ67-2006《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-1988《建筑物防雷设计规范》GB50057-20104、结构设计类：《建筑结构制图标准》GB/T50105-2010《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2010《钢结构设计规范》GB50017-2003《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2011《中国地震烈度表》GB/T17742-2008《地震震级的规定》GB17740-1999《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-19985、铝型材及铝板类：《铝合金结构设计规范》GB50429-2007《铝合金建筑型材》GB/T5237.1~5237.6-2004《铝及铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜第1-3部分》GB/T8013-2007《变形铝及铝合金化学成分》GB/T3190-1996《铝及铝合金热挤压管第一部分：无缝圆管》GB/T4437.1-2000《铝幕墙板板基》YS/T429.1-2000《铝幕墙板氟碳喷涂铝单板》YS/T429.2-2000《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-20006、钢材类：《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》GB/T3274-2007《碳素结构钢》GB/T700-2006《优质碳素结构钢》GB/T699-1999《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008《高耐候结构钢》GB/T4171-2008《焊接结构用耐候钢》GB/T4172-2000《结构用冷弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T6728-2002《高层建筑结构用钢板》YB4104-2000《热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9788-1988《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9787-1988《热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T706-1988《热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T702-2008《建筑用轻钢龙骨》GB/T11981-2008《冷弯型钢》GB/T6725-20087、花岗岩类：《天然板石》GB/T18600-2009《天然大理石建筑板材》GB/T19766－2005《天然花岗石荒料》JC/T204-2001《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830.1～830.2-2005《天然饰面石材术语》GB/T13890-2008《天然石材统一编号》GB/T17670-20088、检测验收类：《建筑变形测量规范》JGJ8-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411-2007《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB50212-2002《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000《建筑外窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008《建筑外窗空气声隔声性能分级及检测方法》GB/T8485-2008《建筑外窗气密性能分级及检测方法》GB/T7107-2002《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008《建筑外窗水密性能分级及检测方法》GB/T7108-2002《天然饰面石材试验方法》GB/T9966.1~9966.8-2001Ⅱ.基本计算公式(1).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。(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》GB50009-2012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：当计算主要承重结构时Wk=βzμsμzW0（GB500098.1.1-1）当计算围护结构时Wk=βgzμs1μzW0（GB500098.1.1-2）式中：其中:Wk垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)；βgz高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.6.1条取定。根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=1+2gI10(Z/10)-α其中g为峰值因子，取值2.5，α为地面粗糙度指数，I10为10m高名义湍流度。经化简，得：A类场地:βgz=1+0.6×(Z/10)-0.12B类场地:βgz=1+0.7×(Z/10)-0.15C类场地:βgz=1+1.15×(Z/10)-0.22D类场地:βgz=1+1.95×(Z/10)-0.30μz风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.2.1条取定。根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=1.284×(Z/10)0.24B类场地:μz=1.000×(Z/10)0.30C类场地:μz=0.544×(Z/10)0.44D类场地:μz=0.262×(Z/10)0.60按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3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μs1：外表面1.正压区按表8.3.1-1采用；2.负压区—对墙面，取-1.0—对墙角边，取-1.4内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。注：上述的局部体型系数μs1（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当非直接承受风载荷的围护构件的从属面积A大于或等于25m2时，局部风压体型系数μs1（25）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于25m2而大于1m2时，局部风压体型系数μμs1（A）=μs1（1）+[μs1（25）-μs1（1）]logA/1.4(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，根据相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度,按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表5.1.4-1采用.表5.1.4-1水平地震影响系数最大值地震影响6度7度8度9度多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震0.280.50(0.72)0.90(1.20)1.40注:括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g和0.30g的地区。根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223—2008规定：1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度：αmax=0.04设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度：αmax=0.08设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度：αmax=0.12设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度：αmax=0.16设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度：αmax=0.24设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度：αmax=0.32设计基本地震加速度为0.60g，抗震设防烈度9度：αmax=0.45GAK幕墙构件的自重(N/m2)(4).作用效应组合:一般规定，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：γ0S≤Rb.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：SE≤R/γRE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；γ0结构构件重要性系数，应取不小于1.0；γRE结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0；c.挠度应符合下式要求：df≤df,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.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合df≤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=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK2无地震作用效应组合时，应按下式进行：S=γGSGK+ψwγwSWKS作用效应组合的设计值；SGk永久荷载效应标准值；SWk风荷载效应标准值；SEk地震作用效应标准值；γG永久荷载分项系数；γW风荷载分项系数；γE地震作用分项系数；ψW风荷载的组合值系数；ψE地震作用的组合值系数；进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：①一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数γG、γW、γE应分别取1.2、1.4和1.3；②当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG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；③当永久荷载的效应对构件有利时，其分项系数γG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：①一般情况下，风荷载的组合系数ψW应取1.0，地震作用于的组合系数ψE应取0.5。②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ψW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)。幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW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。第一章、全隐框框架式玻璃幕墙系统计算参考图纸DY-07一、玻璃面板计算玻璃配置：6TP+1.14PVB+6TP+12A+6TP由图纸可知，玻璃面板最大分格为1464*2950mm二、横梁计算由图纸可知，横梁最大跨度为1464mm，选取最不利分格组合，上部面板最大高度为2950mm,下部面板最大高度为1250mm受荷简图如下三、横梁与立柱连接计算连接简图如下四、立柱模型一计算由图纸可知，铝合金立柱最大跨度4435mm,最大受荷宽度1464mm,计算模型如下五、立柱模型二计算由图纸可知，铝合金立柱最大跨度4050mm,最大受荷宽度1464mm,计算模型如下六、立柱与主体结构连接计算七、埋件计算第二章、窗系统计算参考图纸DY-02一、窗玻璃一计算玻璃配置：8TP+12A+8TP由图纸可知，玻璃面板最大分格为2250*2400mm二、窗玻璃二计算玻璃配置：6TP+12A+6TP由图纸可知，玻璃面板最大分格为550*1500mm三、层间铝板计算面板配置：3mm铝单板由图纸可知，面板最大分格为1450*1500mm四、窗横梁计算由图纸可知，窗横梁跨度为550mm，上部面板分格高度为1500mm,下部面板分格高度为900mm受荷简图如下五、窗立柱计算由图纸可知，窗立柱跨度为2400mm,受荷宽度1400mm,按单跨简支梁计算六、层间铝板立柱计算由图纸可知，层间铝板立柱跨度为1500mm,受荷宽度1450mm,按单跨简支梁计算第三章、全明框框架式玻璃幕墙系统计算参考图纸DY-09一、玻璃面板计算玻璃配置：8TP+12A+8TP由图纸可知，玻璃面板最大分格为1565*3100mm二、横梁计算由图纸可知，横梁最大跨度为1565mm，选取最不利分格组合，上部面板最大高度为3100mm,下部面板高度为0mm受荷简图如下三、横梁与立柱连接计算连接简图如下四、立柱计算由图纸可知，立柱跨度为3350mm,受荷宽度1565mm,按单跨简支梁计算五、立柱与主体结构连接计算六．埋件计算第四章、铝板幕墙系统计算参考图纸DY-05一、铝板计算面板配置：3mm铝单板由图纸可知，面板最大分格为1000*3000mm二、钢架计算1、荷载计算钢架承受风荷载考虑两种情况，如下图所示：第一种：第二种：当us=1.2时风荷载计算当us=-1.6时风荷载计算当us=-0.8时风荷载计算2、模型建立我们通过SAP2000建模，来对此结构进行结构验算。龙骨自重由程序自动考虑，铝板重力荷载手动施加，结构计算模型如下图。钢结构截面尺寸TABLE:FrameSectionProperties01-GeneralSectionNameMaterialShapet3t2tftwTextTextTextmmmmmmmm120*60*5Q235Box/Tube120605550*5Q235Angle505055杆件编号如下杆件具体指定见下表TABLE:FrameSectionAssignmentsFrameSectionTypeAnalSectTextTextText1Box/Tube120*60*52Box/Tube120*60*53Box/Tube120*60*54Box/Tube120*60*55Box/Tube120*60*56Box/Tube120*60*57Box/Tube120*60*58Box/Tube120*60*59Box/Tube120*60*510Box/Tube120*60*511Box/Tube120*60*512Angle50*513Angle50*514Angle50*515Angle50*516Angle50*517Angle50*518Angle50*519Angle50*520Angle50*521Angle50*522Box/Tube120*60*523Box/Tube120*60*524Box/Tube120*60*525Box/Tube120*60*526Box/Tube120*60*527Box/Tube120*60*528Box/Tube120*60*529Box/Tube120*60*530Box/Tube120*60*531Box/Tube120*60*532Box/Tube120*60*5荷载模式TABLE:LoadPatternDefinitionsLoadPatDesignTypeSelfWtMultTextTextUnitlessDEADDEAD1wk1OTHER0wk2OTHER0gOTHER0Dead为钢架自重，wk1为第一种情况下风荷载标准值，wk2为第二种情况下风荷载标准值，g为面板自重荷载。wk1施加wk2施加g施加荷载组合TABLE:CombinationDefinitionsComboNameCaseNameScaleFactorTextTextUnitlessCOMB1wk11.4COMB1g1.2COMB1DEAD1.2COMB2wk21.4COMB2g1.2COMB2DEAD1.2COMB3wk11COMB3g1COMB3DEAD1COMB4wk21COMB4g1COMB4DEAD1约束施加TABLE:JointRestraintAssignmentsJointU1U2U3R1R2R3TextYes/NoYes/NoYes/NoYes/NoYes/NoYes/No2YesYesYesYesYesYes4YesYesYesYesYesYes7YesYesYesYesYesYes9YesYesYesYesYesYes12YesYesYesYesYesYes15YesYesYesYesYesYes17YesYesYesYesYesYes38YesYesYesYesYesYes40YesYesYesYesYesYes43YesYesYesYesYesYes45YesYesYesYesYesYes48YesYesYesYesYesYes51YesYesYesYesYesYes52YesYesYesYesYesYes3、钢结构构件的强度校核采用有限元程序SAP2000计算,自重由程序自动加载，在荷载设计值作用下由SAP2000自动计算得到各个杆件的内力，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）的规定，采用下列公式对杆件进行承载力极限状态的验算。承受轴向拉力作用的杆件，其承载力按下式验算：承受轴向压力作用的杆件，其承载力按下式验算：其中，为压杆稳定系数。双向压弯构件，其稳定验算公式为：压弯构件的强度验算公式：受弯构件的强度