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阳光房钢结构荷载计算书设计计算书2013年11月22日目 录一、风荷载计算第1页 阳光房设计计算书一、 计算依据及说明1. 工程概况说明 工程名称: 郑州高新科技企业加速器项目 工程所在城市:郑州 工程所属建筑物地区类别:c类 工程所在地区抗震设防烈度:7度 工程基本风压:0.45kn/m2 工程强度校核处标高:14.3m 2. 设计依据 建筑结构荷载规范 gb 50009-2001 (2006年版) 建筑设计防火规范 gb50016-2006 建筑幕墙 gb/t 21086-2007 建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程 jgj/t151-2008 混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 jg 160-2004 建筑玻璃采光顶 jg/t 231-2008 建筑抗震设计规范 gb 50011-2001(2008年版) 建筑结构可靠度设计统一标准 gb 50068-2001 钢结构设计规范 gb 50017-2003 玻璃幕墙工程技术规范 jgj 102-2003 中空玻璃稳态u值（传热系数）的计算和测定 gb/t22476-2008 玻璃幕墙工程质量检验标准 jgj/t 139-2001 建筑制图标准 gb/t 50104-2001 建筑玻璃应用技术规程 jgj 113-2009 全玻璃幕墙工程技术规程 dbj/ct 014-2001 建筑结构用冷弯矩形钢管 jg/t178-2005 建筑幕墙平面内变形性能检测方法 gb/t 18250-2000 建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 gb/t 18575-2001 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 3098.5-2000 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 gb 3098.6-2000 紧固件机械性能 不锈钢 螺母 gb 3098.15-2000 螺纹紧固件应力截面积和承载面积 gb/t 16823.1-1997 耐候结构钢 gb/t4171-2008 平板玻璃 gb11614-2009 浮法玻璃 gb11614.2-2009 夹层玻璃 gb15763.3-2009 中空玻璃 gb/t11944 -2002 钢化玻璃 gb15763.2-2005 铝及铝合金轧制板材 gb/t 3880-1997 建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 jc 133-2000 建筑用安全玻璃 防火玻璃 gb 15763.1-2009 混凝土接缝用密封胶 jc/t 881-2001 幕墙玻璃接缝用密封胶 jc/t 882-2001 铝合金门窗 gb/t 8478-2008 混凝土结构后锚固技术规程 jgj 145-2004 公共建筑节能设计标准 gb 50189-2005 建筑用硬质塑料隔热条 jg/t 174-2005 建筑用隔热铝合金型材 穿条式 jg/t 175-2005 民用建筑能耗数据采集标准 jg/t154-2007 建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法 jgj/t211-2007 建筑物防雷检测技术规范 gb/t21434-2008 混凝土加固设计规范 gb50367-2006 冷弯型钢 gb/t6725 -2008 建筑抗震加固技术规程 jgj/t116-2009 公共建筑节能改造技术规范 jgj176-2009 建筑外门窗保温性能分级及检测方法 gb/t8484-2008 建筑钢结构焊接技术规程 jgj81-2002 中国地震烈度表 gb/t17742-2008 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; 此项目按c类地区计算风压(2).风荷载计算: 落地式全玻幕墙属于薄壁外围护构件，根据建筑结构荷载规范gb50009-2001(2006年版) 7.1.1 采用 风荷载计算公式: = 其中: -作用在幕墙上的风荷载标准值(kn/m2) -瞬时风压的阵风系数,按建筑结构荷载规范gb50009-2001(2006年版)取定 根据不同场地类型,按以下公式计算:=k(1+2) 其中k为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数 a类场地: =0.92(1+2) 其中：=0.387()(-0.12) b类场地: =0.89(1+2) 其中：=0.5()(-0.16) c类场地: =0.85(1+2) 其中：=0.734()(-0.22) d类场地: =0.80(1+2) 其中：=1.2248()(-0.3) -风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范gb50009-2001取定, 根据不同场地类型,按以下公式计算: a类场地: =1.379()0.24 b类场地: =()0.32 c类场地: =0.616()0.44 d类场地: =0.318()0.60 本工程属于c类地区 -风荷载体型系数,按建筑结构荷载规范gb50009-2001(2006年版)取定 -基本风压,按全国基本风压图,郑州地区取为0.45kn/m2(3).地震作用计算: = 其中: -水平地震作用标准值 -动力放大系数,按 5.0 取定 -水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定: 6度(0.05g): =0.04 7度(0.1g): =0.08 7度(0.15g): =0.12 8度(0.2g): =0.16 8度(0.3g): =0.24 9度(0.4g): =0.32 北京地区设防烈度为7度,根据本地区的情况,故取=0.12 -幕墙构件的自重(n/m2)(4).荷载组合: 结构设计时，根据构件受力特点，荷载或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，荷载和效应组合设计值按下式采用： + 各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震 水平荷载标准值: =+0.5，维护结构荷载标准值不考虑地震组合 水平荷载设计值: q=1.4+0.51.3 荷载和作用效应组合的分项系数,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的组合，取1.2；对有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1.4二、 单玻采光顶荷载计算1. 风荷载标准值计算 wk: 作用在落地式全玻幕墙上的风荷载标准值(kn/m2) z : 计算高度14.3m z: 15m高处风压高度变化系数(按c类区计算): (gb50009-2001 7.2.1) z=0.616()0.44=0.616 由于0.6160.74,取z=0.74 f: 脉动系数 : (gb50009-2001 7.4.2-8) f=0.535(1.8(0.22-0.16)()-0.22=0.734056 gz: 阵风系数 : (gb50009-2001 7.5.1-1) gz=0.85(1+2f) = 2.0979 a: 单坡采光顶屋面坡面为2%的排水坡度 当前坡面为封闭式落地单玻屋面 s: 风荷载体型系数,按照(gb50009-2001 7.3.1),按照风向不同分为2种情况,迎风面体型系数按照坡面角度查表7.3.1取0.2,背风面体型系数取-0.5 正负向风荷载标准值计算如下 wk1: 迎风风荷载标准值 wk1=gzzslw0 (jgj102-2003 5.3.2) =2.09790.740.20.45 =0.13972 kn/m2 2. 风荷载设计值计算 w: 风荷载设计值: kn/m2 w : 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按玻璃幕墙工程技术规范jgj 102-2003 5.1.6条规定采用 w1=wwk1=1.40.13972=0.195608kn/m2 w2=wwk2=1.4(-0.3493)=-0.489019kn/m2 3. 雪荷载标准值计算 sk: 雪荷载标准值(kn/m2) s0: 基本雪压,郑州50年一遇最大积雪的自重: 0.4kn/m2 根据现行gb50009-2001取值 r: 屋面积雪分布系数,根据gb50009-2001屋面积雪分布系数表6.2.1,按照坡面为2%的排水坡度,夹角25取1.0 根据gb50009-2001公式6.1.1屋面雪载荷按下式计算 sk=rs0 =1.00.4 =0.4kn/m24. 雪荷载设计值计算 s: 雪载荷设计值(kn/m2) s: 雪载荷分项系数为 1.4 s=ssk =1.40.4 =0.56kn/m25. 自重荷载设计值 g:构件自重荷载设计值(kn/m2) wgt:全玻幕墙面板和构件平均平米重量取0.5 kn/m2 gak:构件自重荷载标准值(kn/m2) rg: 恒载荷分项系数为 1.2 gak=wgt=0.5kn/m2 g=rggak =1.20.5 =0.6kn/m26. 竖向均布地震作用计算 gk:重力荷载代表值取结构自重值(kn/m2) gk=gak =0.5kn/m2 vmax: 竖向地震影响系数最大值:0.104 qevk: 分布竖向地震作用标准值(kn/m2) qevk=evmaxgk (jgj102-2003 5.3.4) =50.1040.5 =0.26kn/m2 re: 地震作用分项系数: 1.3 qeav: 分布竖向地震作用设计值(kn/m2) qeav=reqevk =1.30.26 =0.338kn/m27. 荷载组合计算 考虑三种工况 1.风荷载为主要荷载,组合为(考虑正风荷载、地震荷载、雪荷载、重力荷载): 分为两个方向进行组合: (1).重力方向 szkg=gak=0.5kn/m2 szg =gakg+skss+qevkee =0.51.2+0.321.40.7+0.261.30.5 =1.0826kn/m2 (2).垂直于坡面方向 正风荷载计算 szkp1=wkp1=0.13972kn/m2 szp1 =wkp1w =0.139721.4 =0.195608kn/m2 2.风荷载为主要荷载,组合为(考虑负风荷载、地震荷载、雪荷载、重力荷载): 分为两个方向进行组合: (1).重力方向 szkg=gak=0.5kn/m2 szg =gakg+skss+qevkee =0.51.2+0.321.40.7+0.261.30.5 =1.0826kn/m2 (2).垂直于坡面方向 负风荷载计算 szkp2=wkp2=-0.3493kn/m2 szp2 =wkp2w =-0.34931.4 =-0.489019kn/m2 3.雪荷载为主要荷载,组合为(考虑地震荷载、雪荷载、重力荷载): 由于没有风荷载,故只有一个方向的荷载进行组合: szsk=gak + sk =0.5+0.32 =0.82kn/m2 szs =gakg+sks+qevkee =0.51.2+0.321.4+0.261.30.5 =1.217kn/m2 4.活荷载为主要荷载,组合为(考虑地震荷载、活荷载、重力荷载): 由于没有风荷载,故只有一个方向的荷载进行组合: szlk=gak + lk =0.5+0.5 =1kn/m2 szl =gakg+lkl+qevkee =0.51.2+0.51.4+0.261.30.5 =1.469kn/m2 5.综合上面情况,计算最大面板荷载情况 (1).在正风荷载为主要活荷载的情况下,面板所承受的荷载组合值为 标准值swka = szkgcos(a)+ szkp1 =0.572733kn/m2 设计值swa = szgcos(a)+ szp1 =1.13317kn/m2 (2).在负风荷载为主要活荷载的情况下,面板所承受的荷载组合值为 标准值swkb = szkgcos(a)+ szkp2 =0.0837131kn/m2 设计值swb = szgcos(a)+ szp2 =0.44854kn/m