广场幕墙结构计算书

目录

第一部分、计算书设计依据------------------------------9

第二部分基本参数及主要材料设计指标------------------10

1、基本参数._____________________________________________________10

2、6063-T5铝型材（壁厚W10mm）____________________________________________________10

3、6063A-T5铝型材（壁厚（10mm）_________________________________________________11

4、浮法玻璃（厚度5〜12mm）_____________________________________________________11

5、钢化玻璃（厚度5〜12mm）______________________________________________________11

6、3003铝单板（2.5mm、3.0mm厚）________________________________11

7、结构硅酮密封胶-----------------------------------------------12

8、Q235B钢_____________________________________________________12

9、结构用不锈钢（0Grl8Ni9）_________________________________________________________12

10、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70）_____________________________________________________12

11>焊缝（II级焊缝，焊缝厚度或直径dW16mm）...........................................12

12、C30钢筋混凝土----------------------------------------------13

13、①5nlm抽芯铝硼钉.____________________________________________13

第三部分、幕墙风荷载作用值计算----------------------13

第一章、计算说明------------------------------------------------13

第二章、幕墙风荷载计算------------------------------------------13

一、水平风荷载值计算...........................................13

二、各幕墙分项风荷载计算值.....................................15

第四部分、明框玻璃幕墙结构计算----------------------17

第一章、荷载计算------------------------------------------------17

一、计算说明...................................................17

二、明框玻璃幕墙自重荷载计算...................................17

三、明框玻璃幕墙承受的水平风荷载计算...........................17

四、明框玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算.........................18

五、荷载组合...................................................18

第二章、玻璃面板计算--------------------------------------------19

一、计算说明...................................................19

二、玻璃面板强度校核...........................................19

三、玻璃面板挠度校核...........................................21

第三章、明框玻璃幕墙板块的平面内变形性能计算--------------------22

一、计算说明...................................................22

二、平面变形性能确定...........................................22

三、平面变形性能校核...........................................22

第四章、玻璃幕墙横梁计算----------------------------------------23

一、计算说明...................................................23

二、力学模型...................................................23

三、荷载作用值................................................23

四、荷载计算...................................................25

五、横梁截面参数...............................................26

六、横梁强度校核...............................................26

七、横梁抗剪强度校核...........................................27

八、横梁挠度校核...............................................27

第五章、玻璃幕墙立柱计算----------------------------------------28

一、计算说明...................................................28

二、力学模型...................................................28

三、荷载作用值................................................28

四、立柱截面参数...............................................29

五、立柱抗弯强度校核...........................................29

六、立柱抗剪强度校核...........................................30

七、立柱挠度校核...............................................30

第六章、幕墙连接件计算------------------------------------------30

一、横梁与立柱的连接计算.......................................30

二、立柱与钢角码的连接计算.....................................32

三、钢角码与埋件连接计算.......................................33

第五部分、半隐框玻璃幕墙结构计算（一）---------------34

第一章、荷载计算------------------------------------------------34

一、计算说明...................................................34

二、半隐框玻璃幕墙自重荷载计算................................34

三、半隐框玻璃幕墙承受的水平风荷载计算........................34

四、半隐框玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算......................35

五、荷载组合...................................................35

第二章、玻璃面板计算--------------------------------------------36

一、计算说明...................................................36

二、玻璃面板强度校核...........................................36

三、玻璃面板挠度校核...........................................38

第三章、玻璃幕墙横梁计算----------------------------------------39

一、计算说明...................................................39

二、力学模型...................................................39

三、荷载作用值.................................................39

四、荷载计算..................................................41

五、横梁截面参数..............................................42

六、横梁强度校核..............................................42

七、横梁抗剪强度校核..........................................42

八、横梁挠度校核..............................................43

第四章、玻璃幕墙立柱计算----------------------------------------44

一、计算说明..................................................44

二、力学模型..................................................44

三、荷载作用值................................................44

四、立柱截面参数..............................................45

六、立柱抗弯强度校核..........................................45

七、立柱抗剪强度校核..........................................45

八、立柱挠度校核..............................................46

第五章、幕墙连接件计算------------------------------------------46

一、横梁与立柱的连接计算......................................46

二、立柱与钢角码的连接计算....................................48

三、钢角码与埋件连接计算......................................49

第六部分、半隐框玻璃幕墙结构计算（二）---------------50

第一章、荷载计算------------------------------------------------50

一、计算说明...................................................50

二、横明竖隐玻璃幕墙自重荷载计算..............................50

三、横明竖隐玻璃幕墙承受的水平风荷载计算......................50

四、横明竖隐玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算....................51

五、荷载组合...................................................51

第二章、玻璃面板计算--------------------------------------------52

一、计算说明...................................................52

二、玻璃面板强度校核...........................................52

三、玻璃面板挠度校核...........................................54

四、玻璃板块与副框之间的结构胶强度计算........................55

第三章、玻璃幕墙横梁计算----------------------------------------56

一、计算说明...................................................56

二、力学模型...................................................56

三、荷载作用值.................................................56

四、荷载计算...................................................58

四、横梁截面参数...............................................59

五、横梁强度校核...............................................59

六、横梁抗剪强度校核...........................................60

七、横梁挠度校核...............................................60

第四章、玻璃幕墙立柱计算----------------------------------------61

一、计算说明...................................................61

二、力学模型...................................................61

三、荷载作用值.................................................61

四、立柱截面参数...............................................62

五、立柱抗弯强度校核...........................................62

六、立柱抗剪强度校核...........................................63

八、立柱挠度校核...............................................63

第五章、幕墙连接件计算------------------------------------------63

一、横梁与立柱的连接计算.......................................63

二、立柱与钢角码的连接计算.....................................65

三、钢角码与埋件连接计算.......................................66

第七部分隔热窗结构计算----------------------------67

第一章玻璃面板计算--------------------------------------------67

一、计算说明...................................................67

二、玻璃面板荷载计算...........................................67

三、外片玻璃面板强度校核.......................................68

四、玻璃面板挠度校核...........................................70

第二章、上悬窗中横梃计算----------------------------------------71

一、计算说明...................................................71

二、上悬窗的荷载计算...........................................71

三、计算模型...................................................73

四、上悬窗中横内力计算.........................................73

五、横梁截面参数...............................................74

六、横梁抗弯强度校核...........................................74

七、横梁抗剪强度校核...........................................75

八、横梁挠度校核...............................................75

第三章、推拉窗中横梃计算----------------------------------------76

一、计算说明...................................................76

二、推拉窗的荷载计算...........................................76

三、计算横型...................................................78

四、推拉窗中横内力计算.........................................79

五、横梁截面参数...............................................80

六、横梁抗弯强度校核...........................................80

七、横梁抗剪强度校核...........................................80

八、横梁挠度校核...............................................81

第八部分、铝挂件石材幕墙结构计算---------------------82

第一章、荷载计算------------------------------------------------82

一、计算说明...................................................82

二、单位面积石材幕墙的自重荷载计算............................82

三、石材幕墙板块承受的水平风荷载计算..........................82

四、石材幕墙板块承受的垂直于幕墙平面的分布水平地震荷载计算………83

五、荷载组合...................................................83

第二章、石材面板计算--------------------------------------------84

一、计算说明...................................................84

二、石材面板强度校核...........................................84

第三章、石材幕墙横梁计算----------------------------------------85

一、计算说明...................................................85

二、力学模型...................................................86

三、荷载作用值.................................................86

四、荷载计算...................................................88

五、横梁截面参数...............................................88

六、横梁强度校核...............................................89

七、横梁抗剪强度校核...........................................89

八、横梁抗扭计算...............................................90

九、横梁挠度校核...............................................91

第四章、石材幕墙立柱计算----------------------------------------91

一、计算说明...................................................91

二、力学模型...................................................91

三、荷载作用值.................................................92

四、立柱截面参数...............................................93

五、立柱强度校核...............................................93

六、立柱挠度校核...............................................93

第五章、主要幕墙连接附件计算------------------------------------94

一、横梁与立柱的连接计算.......................................94

二、立柱与钢角码的连接计算.....................................94

三、钢角码与埋件连接计算.......................................95

第九部分、雨篷结构计算------------------------------96

第一章、荷载计算------------------------------------------------96

一、计算说明...................................................96

二、荷载计算...................................................96

三、荷载效应组合...............................................98

第二章、点式玻璃面板计算----------------------------------------99

一、计算说明...................................................99

二、外片玻璃面板强度校核.......................................99

三、内片玻璃面板强度校核......................................100

四、玻璃面板挠度校核..........................................100

第三章、雨蓬钢结构构件计算-------------------------------------101

一、结构计算简图..............................................101

二、荷载分析..................................................101

三、作用在钢结构上的线荷载....................................102

四、钢结构强度校核............................................102

五、雨蓬挠度计算..............................................103

第十部分、金属飘棚结构计算--------------------------103

第一章、荷载计算-----------------------------------------------103

一、计算说明..................................................103

二、飘棚风荷载（负风压）计算..................................103

三、荷载效应组合..............................................104

第十一部分、采光顶结构计算-------------------------107

第一章、荷载计算-----------------------------------------------107

一、计算说明..................................................107

二、荷载计算..................................................107

三、荷载效应组合..............................................108

第二章、玻璃面板计算-------------------------------------------109

一、计算说明..................................................109

二、玻璃强度校核..............................................109

三、玻璃挠度校核..............................................110

第三章、龙骨结构计算-------------------------------------------111

一、计算说明..................................................111

二、龙骨截面特性..............................................112

三、200x100x8龙骨强度校核....................................112

四、200x100x8龙骨挠度校核....................................113

五、140x80x4龙骨强度校核.....................................113

六、140x80x4龙骨挠度校核.....................................114

七、60x60x4龙骨挠度校核......................................114

八、60x60x4龙骨挠度校核......................................114

第十二部分、铝合金格栅结构计算----------------------115

第一章、荷载计算-----------------------------------------------115

一、计算说明..................................................115

二、荷载计算..................................................115

三、荷载效应组合..............................................116

第二章、铝合金格栅校核-----------------------------------------117

一、计算说明..................................................117

二、荷载计算..................................................117

三、铝合金格栅截面特性........................................117

四、铝合金格栅强度校核........................................118

五、铝合金格栅刚度校核........................................118

第三章、铝合金格栅龙骨校核-------------------------------------119

一、龙骨截面特性..............................................119

二、200x100x8主龙骨校核......................................119

三、150x100x6次龙骨挠度校核..................................120

四、120x60x4次龙骨挠度校核...................................121

第十三部分、办公楼热工性能计算----------------------121

第一章、透明玻璃幕墙热工性能计算-------------------------------122

一、计算依据及参考数据........................................122

二、热工性能计算..............................................123

三、幕墙热工计算..............................................123

四、结论......................................................125

第二章、不透明玻璃幕墙热工计算---------------------------------125

一、热工性能计算..............................................125

二、结论......................................................127

第十四部分、公寓楼热工性能计算----------------------127

第一章、透明玻璃幕墙热工性能计算-------------------------------127

一、计算依据及参考数据........................................127

二、热工性能计算..............................................128

三、幕墙热工计算..............................................128

四、结论......................................................130

第十五部分、裙楼热工性能计算------------------------131

第一章、透明玻璃幕墙热工性能计算-------------------------------131

一、计算依据及参考数据........................................131

二、热工性能计算..............................................132

三、幕墙热工计算..............................................132

1、玻璃K值计算..............................................132

2、铝合金型材K值计算.......................................132

3、幕墙K值计算..............................................133

四、结论......................................................134

第二章、不透明玻璃幕墙热工计算---------------------------------135

一、热工性能计算..............................................135

1、不透明玻璃幕墙K值计算.....................................135

二、结论......................................................136

第三章、石材幕墙热工性能计算-----------------------------------136

一、计算依据及参考数据........................................136

二、热工性能计算..............................................136

三、石材幕墙热工计算..........................................137

四、结论......................................................138

第一部分、计算书设计依据

1.《碳素结构钢》GB700-88

2.《不锈钢冷轧钢板》GB3280-92

3.《铝及铝合金板材》GB3380-97

4.《建筑结构荷载规范》GB50009-200K06版）（06版）

5.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

6.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

7.《钢结构设计规范》GB50017-2002

8.《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

9.《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-93

10.《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-94

11.《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94

12.《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-94

13.《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000

14.《建筑幕墙》JG3035-96

15.《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

16.《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003

17.《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001

18.《建筑结构静力计算手册》（第二版）

19.甲方所供建筑招标图纸及电子版图纸

20.甲方所供招投标书

第二部分基本参数及主要材料设计指标

1、基本参数

01、工程名称：

05、工程性质：建筑工程甲级

06、建筑层数：地下2层，办公楼地上24层、公寓地上32

层

07、建筑高度：办公楼87.45m、公寓99.95m

08＞抗震等级：六级

2、6063-T5铝型材（壁厚W10mm）

抗拉抗压强度设计值fa=85.5N/mmJ

抗剪强度设计值fa=49.6N/mm，

2

局部承压强度设计值fab=120.0N/mm

弹性模量E=0.7X105N/mm2

线膨胀系数a=2.35Xl(y5

泊松比v=0.33

3、6063A-T5铝型材（壁厚W10mm）

2

抗拉抗压强度设计值fa-124.4N/mm

2

抗剪强度设计值fa=72.2N/mm

2

局部承压强度设计值fab=150.0N/mm

弹性模量E=0.7X105N/mm2

线膨胀系数a=2.35XIO-5

泊松比v=0.33

4、浮法玻璃（厚度5〜12mm）

重力体积密度：r=25.6KN/m3

2

大面强度设计值：fgl=28.0N/mm

侧面强度设计值：fg2=19.5N/mm2

弹性模量E=0.72X105N/mm2

线膨胀系数a=0.80XW5-1.00X105

泊松比v=0.20

5、钢化玻璃（厚度5〜12mm）

重力体积密度：r=25.6KN/m3

大面强度设计值：fg「84.0N/mm，

J

侧面强度设计值：fg2=58.8N/mm

弹性模量E=0.72X105N/mm2

线膨胀系数a=0.80X10-5-1.00X105

泊松比V=0.20

6、3003铝单板（2.5mm、3.0mm厚）

抗拉强度设计值fa=81N/mmJ

抗剪强度设计值fa、=47N/mm2

2

局部承压强度设计值fab=120N/mm

弹性模量E=0.7X105N/nun2

线膨胀系数a=2.35X105

泊松比v=0.33

7、结构硅酮密封胶

短期强度允许值：f尸0.20N/mm2

2

长期强度允许值：f2=0.01N/mm

8、Q235B钢

抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=215N/mm2

抗剪强度设计值fv=125N/mm'

2

局部承压强度设计值fab=320N/mm

弹性模量E=2.06X105N/mm2

线膨胀系数a=1.2X10

重力体积分布P=78.5X103N/m3

泊松比v=0.30

9、结构用不锈钢（0Grl8Ni9）

2

屈服强度8s^206N/mm

抗拉压强度设计值价二187N/mm2

抗剪强度设计值fss=109N/nun"

2

局部承压强度设计值fsbr=279N/mm

弹性模量E=2.06X105N/mm2

线膨胀系数a=1.8X10-5

重力体积密度P=78.5KN/m3

泊松比v=0.30

10、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70）

抗拉强度设计值fa=320N/mm2

2

抗剪强度设计值fv=245N/mm

11、焊缝（II级焊缝，焊缝厚度或直径dWl6nlln）

抗压强度设计值f；=215N/nun2

抗拉强度设计值f：=215N/mm2

抗剪强度设计值f>125N/mrn2

2

角焊缝抗压、抗拉、抗剪强度设计值fI#=160N/mm

12、C30钢筋混凝土

轴心抗压强度标准值£=20.1N/mm2

抗拉强度标准值f=2.01N/mm2

轴心抗压强度设计值£=14.3N/mm'

抗拉强度设计值f=1.43N/mm2

线膨胀系数a=1.0X10'5

13、①5mm抽芯铝钾钉

抗剪强度设计值Nvb=2200N

第三部分、幕墙风荷载作用值计算

第一章、计算说明

根据荷载作用产生的效应（应力、内力、位移和挠度等），将各种荷载

进行组合，以每一个构件受到的最不利组合荷载作为我们的设计依据。

幕墙受到的荷载可分为恒荷载和活荷载，恒荷载主要是自身的重力荷

载作用，活荷载即可变荷载主要考虑风荷载、地震作用和温度作用。可变

荷载中，一般情况下风荷载产生的效应最大，起控制作用。在此，我们主

要和重点分析了整个幕墙工程受到的风荷载情况。另外，地震荷载对幕墙

结构的变形性能等有着非常重要的影响。

现根据本工程的特点，将本工程幕墙的计算分成若干个分项，分别计

算各幕墙分项承受的最大风荷载，作为该幕墙的代表风压荷载值，计算和

校核幕墙构件的强度和挠度、检验幕墙的各项性能是否达到设计要求。

第二章、幕墙风荷载计算

一、水平风荷载值计算

1、WK:作用在幕墙上的风荷载标准值

WpBgzXPsJzXWo

Bgz:瞬时风压的阵风系数，

按《建筑结构荷载规范》GB50009-200K06版）表7.5.1规定；

□si：局部风压体形系数，

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（06版）（06版）第7.3.3条规定

该体型系数为最不利的一种室内外风荷载组合。

入：风荷载高度变化系数，

按《建筑结构荷载规范》6850009-2001（06版）表7.2.1规定

W°:作用在幕墙上的风荷载基本值

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（06版）附表D.4规定（按

50年一遇）

2、水平风荷载设计值

4：风荷载作用效应分项系数，取1=1.4

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条规定及《金属与

石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.1.6条规定

W:作用在幕墙上的风荷载设计值

W=rwXWK

风

大

荷

幕幕面

瞬时载风压基本风

墙墙最大边

风压体高度压值水平风荷载水平风荷载

分所计算角

阵风型变化W0标准值设计值

项在标高分

系数系系数(KN/m(KN/m2)(KN/m2)

名部(m)区

Bgz数2)

称位位

置

S1

隐

框公

大1.50-1.2.07

隔寓98.60.62.1843.058

面7299

执楼

窗

雨裙大1.88~2.1.00

4.70.63.165

篷楼面400

金

属裙大1.59-1.1.532.7

15.70.61.957

飘楼面53740

棚

采

二、各幕墙分项风荷载计算值

表3-1

第四部分、明框玻璃幕墙结构计算

第一章、荷载计算

一、计算说明

该明框玻璃幕墙位于办公楼主楼，该部分玻璃幕墙所在最大标高为

86.2m。明框玻璃幕墙最大水平分格为B=1605mm,竖向分格为H=2200mm,

层高为3.5mo

二、明框玻璃幕墙自重荷载计算

1、玻璃面板自重荷载标准值计算

GAK：玻璃面板自重面荷载标准值

玻璃采用TP8+12A+TP8mm厚钢化中空玻璃

GAK=（8+8）X103X25.6=0.4096KN/m2

GGK：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙面板自重面荷载标准值

2

GGK=0.50KN/m

2、玻璃面板自重荷载设计值计算

rc：自重作用效应分项系数，取&=1.2

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条规定

GG：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙面板自重面荷载设计值

GG=rG•GGK=1.2X0.5=0.6KN/rn

三、明框玻璃幕墙承受的水平风荷载计算

1、风荷载计算

以最大标高86.2m计算风荷载值，玻璃板块最大水平分格为1605mm,

最大竖向风格为2200mm.

殁：作用在幕墙上的风荷载标准值（kN/m2）

//：瞬时风压阵风系麴521

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）。

hi：局部风压体型系数：大面区取T.090

玻璃面积1.605X2.面3.531m2,log3.531=0.5479

usl（Ar-{1.0+E0.8X1.0-1.0]X0,5479}=-0.890

usl=-0.890+（-0.2）=-1.090

所以按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）取上尸-1.090。

%：风荷载高度变化系数：1.992

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）B类取值

8。：青岛地区基本风压%=0.6kN/m?（按《建筑结构荷载规范》

GB5009-2001）

风荷载标准值

UzUsiWo

=1.521X1.992X1.090X0.60

=1.982kN/m2

风荷载作用分项系数丫产1.4

风荷载设计值：

W=YWXWK

=1.4X1,982

=2.775KN/m2、

四、明框玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算

1、幕墙玻璃面板承受的水平地震荷载标准值计算

a小水平地震影响系数最大值，取amax=0.04

查《玻璃幕墙工程技术规范》入口02-2003表5.3.4

瓦：动力放大系数，取g=5.0

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.4条规定

qEK：作用在幕墙上的地震荷载标准值计算

2

q,.：K=amax•BE,GGK=0.04X5.0X0.50=0.1KN/m

2、幕墙玻璃面板承受的水平地震荷载设计值计算

rE：地震荷载作用效应分项系数，取*=1.3

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条规定

q,.:：作用在幕墙上的地震荷载设计值

qE=rE•qEK=l.3X0.1=0.13KN/m'

五、荷载组合

1、风荷载和水平地震作用组合标准值计算

明：风荷载作用效应组合系数，取%，=1.0

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3条规定

%：地震荷载作用效应组合系数，取%=0.5

按《玻璃幕墙工程技术规范》入口02-2003第5.4.3条规定

qK=5•WK+WE•qEK

=1.0X1.982+0.5X0.1

=2.032KN/m2

2、风荷载和水平地震作用组合设计值计算

q=・W+WE•QE

=1.0X2.775+0.5X0.13

=2.840KN/m2

第二章、玻璃面板计算

一、计算说明

玻璃面板选用TP8+12A+TP8mm厚的中空钢化玻璃。明框玻璃幕墙的分

格尺寸为，幕墙分格宽度a=1605mm,幕墙分格高度b=2200mm。该部分玻

2

璃承受的风荷载为982KN/m,W=2.775KN/mo

二、玻璃面板强度校核

1、校核依据：吁号OWfg『84.0N/mn?。

a：玻璃面板在荷载作用下产生的应力；

玻璃面板弯矩系数；

由黄黑=0.73,查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表

6.1.2-1,得加=0.0707。

夕：玻璃面板受到的组合荷载设计值；

/：玻璃计算厚度；

〃：玻璃的应力折减系数。

2、外片玻璃面板强度校核

1）外片玻璃荷载计算

外片玻璃自重荷载标准值为：G的=8X25.6=204.8N/mnkO.205KN/m2

根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.1.5条规定：

直接承受风荷载的外片玻璃受到的风荷载标准值为

/3

①加=1.10r一_F

4+，2

03

=l.lxl.982x_-

83+83

=1.090KN/m2

风荷载设计值为

助=/必

=1.4X1.090

=1.526KN/m2

外片玻璃承受水平地震荷载标准值为

夕，=。皿乩%=0.04x5.0x0.205=00410KN/m2

水平地震荷载设计值为

2

qE\=/£夕以i=l.3X0.0410=0.0533KN/m

外片玻璃承受的水平组合荷载标准值为

qK\=WS①K\E^EKl

=1.0X1.090+0.5X0.0410

=1.IHKN/m2

水平组合荷载设计值为

q、=九①।