幕墙设计计算书.doc

外墙装修幕墙设计计算书 抗震8度设防I设计依据： 建筑结构荷载规范CB500092001 建筑抗震设计规范GB 500112001 建筑结构可靠度设计统一标准GB 500682001 建筑幕墙JG 303596 玻璃幕墙工程技术规范5G7 1022003 玻璃幕墙工程质量检验标准JGJT 1392001 金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 1332001 建筑制图标准GBT 501042001 建筑玻璃应用技术规程JGJ 1132003 全玻璃幕墙工程技术规程DBJCT 0142001 点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127：2901 点支式玻幕墙支承装置Jc 13692001 吊挂式玻幕墙支承装置JC 1368-2001 建筑钳堑材基材GBT 5237卜2000 建筑铝型材阳极氧化、着色型材GBT 5237.2-2000 建筑铝型材电泳涂漆型材GBT 52373-2000 建筑铝型材粉末喷涂型材 GBT 52374-2000 建筑铝型材氟碳漆喷涂型材GBT 5237.5-2000玻璃幕墙学性能GBT 180912000建筑幕墙平面内变形性能检测方法CBT 182502000建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GBT 185752001紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.1-2000紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GB 3098.2-2000紧固件机械性能螺母细牙螺纹GB 3098.4-2000紧固件机械性能 自攻螺钉GB 3098.5 22000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB 30986-2000紧固件机械性能、不锈钢、螺母OB 3098152000螺纹紧固件应力截面积和承载面积GBT16823.11997焊接结构用耐候钢GBT 41722000浮法玻璃OB 11614 1999夹层玻璃GB 99621999钢化玻璃GBT 99631998幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB 178411999铝及铝合金轧制板材GBT 38801997铝塑复合板CBT 17748干挂天然花山岗石，建筑板材及其不锈钢配件Jc 830.1830.2 -1998建筑用铝型材、铝板氟碳涂层JC 1332000建筑用安全玻璃防火玻璃GB 15763.1 -2001混凝土接缝用密封胶7CT 8812001幕墙玻璃接缝用密封胶JCT 8822001石材幕墙接缝用密封胶JCT 8832001中空玻璃用弹性密封胶JCT 4862001天然花岗石建筑板材GBT 186012001II基本计算公式：(1)场地类别划分： 根据地面粗糙度，场地可划分为以下类别： A类近海面，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de乡镇和城市郊区： C类指有密集建筑群de城市市区： D类指有密集建筑群且房屋较高de城市市区： 四季公寓按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GB500092001 7.1.1采用 风荷载计算公式：WK=gzzSWO 其中：WK-作用在幕墙上de风荷载标准值(kNm2) gz-瞬时风压de阵风系数，按建筑结构荷载规范6850009 2001取定 根据不同场地类型，按以下公式计算：gz =K(1+2 f) 其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数 A类场地：gz=0.92*(1+2f) 其中：f=0.387*(Z10)-0.12 B类场地：gz =089*(1+2f) 其中：f=0.5*(Z10)-0.16 C类场地：gz =0.80*(1+2f) 其中：f=0.734*(Z10)-0.22 D类场地：B。：=gz =0.80*(1+2f) 其中：f=1.2248*(Z10)-0.3z-高度变化系数，按建筑结构荷载规范GB500092001取定， 根据不同场地类型，按以下公式计算： A类场地：z =1379(z10)0.24 B类场地：z =(z10)0.32 C类场地：z =0.616(z10)0.44 D类场地：z =0.318(z10)0.60 本工程属于C类地区，故z =0.616(z10)0.44 S-风荷载体型系数，按建筑结构荷载规范GB500092001取为：12 WO-基本风压，按全国基本风压图，昆明地区取为O300KN/m2(3)地震作用计算： qEAK=EmaxGAK 其中：qEAK-水平地震作用标准值 E-动力放大系数，按50取定 max-水平地震影响系数最大值，按相应设防烈度取定： 6度：max =O04 7度：max =O08 8度：max =O16 9度：max =032 昆明设防烈度为8度，故取max =0160 GAK-幕墙构件de自重(Nm2)(4)荷载组合：结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用de情况和产生de应力(内力)作用方向，选用说明了不利de组合，荷载有效应组合设计值按下式采用：gsgWWEEsETTsT各项分分别为永久荷载：重力；可变荷载、温度变化；偶然荷载：地震 水平荷载标准值：qk WK+0.5 qEAK 水平荷载设计值：q=1.4WK+0.51.3qEAk 荷载和作用效应组合de分项系数，按以下规定采用： 对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de组合，取1.2；对有永久荷载效应控制de组合，取1.35 b当其效应对结构有利时：一般情况取i0；对结构倾覆、滑移或是漂浮验算，取0.9 可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4一、风荷载计算i、标高为9.900处风荷载计算(1)风荷载标准值计算： WK：作用在幕墙上de风荷载标准值(kNm2)gz ：9.900m高处阵风系数(按C类区计算)： f =0.734(z10)-0.22=0.736 gz =0.85(1+2f)：2.101 uZ：9900m高处风压高度变化系数(按C类区计算)：(GB500092001) uZ =0.616(ZlO)0.44=0.740 风荷载体型系数uZ =1.20 WK=gzuZuS W0 (GB50009 2001)=2.10l07401.20. 300=0.560 kNm2其中：W0=0.3KNM2，取W0=0.3KNM2因为Wk-1.0KNM2，取Wk-1.000KNM2 (2)风荷载设计值： W：风荷载设计值：kNm2 rw：风荷载作用效应de分项系数：1.4(GB50009 2001)按建筑结构荷载规范GB500092001 3.2.5规定采用W= rwWk=l 41.000 =1.400kNm2二、板强度校核：铝板应力： =qa2(1000t26) =0.132725002(1000326) =44263 Nmm2铝板设计强度f=130(LYl2一MCZ) 强度满足铝板挠度：挠度系数(查表)0.0173D=Et3(12(I2)=700003 3(12(I2)= 176747.839=qKa 4D 0.01370.00145004176747.839 =6 96 铝板刚度满足三、幕墙立柱计算： 幕墙立柱计算：(第1处)幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算：1选料：(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布) qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(kNm) rw：风荷载作用效应de分项系数：1.4 wK。：风荷载标准值：1 .000kNm2 B：幕墙分格宽：0.933m qw =1.4WkB =1.41.0000.933 =1.306kNm(2)立柱弯矩： MW风荷载作用下立柱弯矩(kNm) qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值：1.306(kNm) HSJCG：立柱计算跨度：4.500m MW= qwHSJCG28 =1.3064 .50028 =3.306kNm qEA地震作用设计值(KNM。)：GAK幕墙构件(包括板块和铝框)de平均自重：850Nm2垂直于幕墙平面de分布水平地震作用：qEAK：垂直于幕墙平面de分布水平地震作用(kNm2)qEAk=maxGAK =50 .1608500001000 =0.680kNm2E：幕墙地震作用分项系数：1.3 qEA=1. 3qEAK =1.30.680 =0.884kNqE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qE = qEAB =0.8840.933 =0.825kNm ME：地震作用下立柱弯矩(kNm)：ME=qEHSJCG28 =0. 8254.50028 =2 .088kNm M：幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)采用SW+0.5SE组合M=MW0 5ME =3.306+0.52.088 =4350kNm (3)W：立柱抗弯矩预选值(cm3) W=M1031. 05215.0=4 .3501031.05215.0=19270 cm3qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(kNm)qwk =WkB =1.0000.933 =0.933kNmqEK：水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kNm)qEkqEAKB =0. 6800.933 =0. 634kNm（4）I1，I2：立柱惯性矩预选值(cm4)I1=900(qwk +0.5qEK)HSJCG23842.1=900(0933+0.50. 634)4.50043842.1=127.150cm4I2=5000(qwk +0.5qEK)Hsjcg43842 .120=5000(0. 933+0.5 0.634)x 4 .50043842.120=158.937 cm4 选定立柱惯性矩应大于： 158.937 cm4 2选用立柱型材de截面特性： 选用型材号：80一40型材强度设计值：215.000Nmm2型材弹性模量：E=2.1105N2 x轴惯性矩：Ix=55.956cm4 Y轴惯性矩：Iy=18.438 cm4 x轴抵抗矩：wx1=13.989cm3 x轴抵抗矩：Wx2-13.989 cm3 型材截面积：A=6.843cm2 型材计算校核处壁厚：t=3.000mm 型材截面面积矩：SS9.088 m3 塑性发展系数：=1.053幕墙立柱de强度计算： 校核依据：NA+Mwfa=215.0Nmm。(拉弯构件) B：幕墙分格宽：1m 6。：幕墙自重：450Nm2 幕墙自重线荷载 Gk=850Wfg1000 =45011000 =0.450kNm NK：立柱受力： NK= GkHsjcg =0.4504.500 =2.025kN N：立柱受力设计值： rG：结构自重分项系数：l.2N=1.2Nk=1.22.025=2 .43kN立柱计算强度(Nmm2)(立柱为拉弯构件)N立柱受力设计值：2.43kNA立柱型材截面积：6.843cm2M立柱弯矩：4.350kNmWX2立柱截面抗弯矩：13.989cm3塑性发展系数：1.05=N10A+MX1031. 05WX2：=2 .43106.843+4.3501031.0513.989 =171.622Nmm2171.622Nmm2fa=215. 0Nmm2 立柱强度满足4立柱抗剪计算： 校核依据：max125.0Nmm2 (1)Qwk：风荷载作用下剪力标准值(kN) Q，k=WkHsjcgB2=1.0004.500X0.9332 =2.099kN(2)QW：风荷载作用下剪力设计值(kN)QW =1.4Qwk =1 42.099=939kN(3)Q Ek:地震作用下剪力标准值(kN)Qek=qEAKHsjcg B2 =0.6804. 5000.9332 =1.427kN(4)QE：地震作用下剪力设计值(kN)QE=1.3QEK =1.31. 427 =1856kN(5)Q：立柱所受剪力： 采用QW+0.5 QE组合 Q=QW+0.5QE =2.939+0.51.856 =3.867kN(6)立柱剪应力：立柱剪应力SS；：立柱型材截面面积矩：9.088cm3Ix：立柱型材截面惯性矩：55.956cm4t：立柱壁厚：3.000mm=QSS100Ixt =3 .8679. 08810055.9563.000=20934Nmm220.934Nmm2125. 0Nmm2立柱抗剪强度可以满足四、立挺与主结构连接立挺与主结构连接：（第1处）LCt2：连接螺栓直径：6.000mmD2：连接螺栓直径：12.000ramD0：连接螺栓直径：10. 360ram 采用SG -SW，+0.5SE组合 N1WK：连接处风荷载总值(N)：N1WK=WkBHsjcg1000 1.00014.5001000 =4500.00N连接处风荷载设计值(N)N1W=1.4Nlk =1.4X4500.00 =6300NN1EK：连接处地震作用(N)N1EK=QeakBHsjcg 1000 =0 .68014.5001000 =3060.00NN连接处地震作用设计值(N)N1E=1.3xN1EK =1.33060.00=3978NN1：连接处水平总力(N)Nl-N1W+0.5 N1E =6300+0.53978 =1253.637NN2：连接处自重总值设计值(N)Nzn=850BHsjcg =8500 .9334.500 =3568725NN2：连接处自重总值设计值(N)N2=1.2N2k =1.2 3568.725 =4282.470NN：连接处总合力(N)N =(N12N22N)0.5=(7733.6372+4282.4702) 0.5 =8840 175NNvb：螺栓de承载能力：Nv：连接处剪切面数：2Nvb =23.14Do21304 (GBJ17-88 7.2.2-1)=23.1410.36021304=21905971NNum1：立梃与建筑物主结构连接de螺栓个数Num1：NNvb=8840.17521905.971=0.404个取2个Ncb1：立梃型材壁抗承压能力(N)：D2：连接螺栓直径：12.000mmNV：连接处剪切面数：4t：立梃壁厚：3.000mmNcbI=D2 2120 t NcbI (GBJl 788 721)=12.000 21203.000 2.000=17280.000N17280.000N8840.175N强度可以满足Ncbg：钢角码型材壁抗承压能力(N)：Ncbg =D2 2 267Lct2 Num1 (GBJl 788 721)=12.000 2 2676.0002.000=76896.000N76896.000N8840.175N强度可以满足五、幕墙后置埋件总截面面积计算 幕墙预埋件计算：(第1处)本工程预埋件受拉力和剪力V：剪力设计值：V=N2=4282.470NN：法向力设计值：N=NI=7733.637NM：弯矩设计值(N)：e2：螺孔中心与锚板边缘距离：60.000mmM=Ve2=4282.47060.000=256948.200NmNum1：锚筋根数：4根锚筋层数：2层Kr：锚筋层数影响系数：1.000关于混凝土：混凝土标号C30混凝土强度设计值：fc=1 5.000Nmm2按现行国家标准混凝土结构设计规范GBJl0采用。选用一级锚筋锚筋强度设计值：fy=210.000Nmm。d：钢筋直径：12.000mm v：钢筋受剪承载力系数：v =(40.08d)(fc