桁架点式幕墙设计计算书

哈尔滨市电信传输维护中心主楼桁架点式幕墙设计计算书基本参数哈尔滨地区抗震7度设防设计依据建筑结构荷载规范GBJ987钢结构设计规范GBJ1788玻璃幕墙工程技术规范JGJ10296金属与石材幕墙工程技术规范JGJ1332001建筑玻璃应用技术规程JGJ11397建筑幕墙JG303596建筑结构静力计算手册（第二版）建筑幕墙物理性能分级GB/T1522594铝及铝合金阳极氧化，阳极氧化膜的总规范GB8013铝及铝合金加工产品的化学成份GB/T3190碳素结构钢GB70088硅酮建筑密封胶GB/T1468393建筑幕墙风压变形性能检测方法GB/T15227建筑幕墙雨水渗漏形性能检测方法GB/T15228建筑幕墙空气渗透形性能检测方法GB/T15226建筑结构抗震规范GBJ1189建筑设计防火规范GBJ1687（修订本）高层民用建筑设计防火规范GB50045建筑物防雷设计规范GB5005794铝合金建筑型材GB/T523793民用建筑隔声设计规范GBJ11888民用建筑热工设计规范GB5017693采暖通风与空气调节设计规范GBJ1987优质碳素结构钢技术条件GB69988低合金高强度结构钢GB1579不锈钢棒GB1220不锈钢冷加工钢棒GB4226聚硫建筑密封胶JC48392铝及铝合金板材GB338097不锈钢冷轧钢板GB328092不锈钢热轧钢板GB423792建筑幕墙窗用弹性密封剂JC48592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中小城镇和大城市郊区C类指有密集建筑群的大城市市区哈尔滨市电信传输维护中心按C类地区计算风压2风荷载计算风荷载计算公式WKZZSW0其中WK作用在幕墙上的风荷载标准值KN/M2Z瞬时风压的阵风系数取为225Z风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GBJ987取定,根据不同场地类型,按以下公式计算A类场地Z1379Z/10024B类场地ZZ/10032C类场地Z0713Z/10040本工程属于C类地区,故Z0713Z/10040S风荷载体型系数,按15取用W0基本风压,按全国基本风压图,哈尔滨地区取为0450KN/M2,考虑结构重要性,按50年一遇的最大风力考虑,乘11系数3地震作用计算QEAKEMAXGAK其中QEAK水平地震作用标准值E动力放大系数,按30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MAX0047度MAX0088度MAX0169度MAX032哈尔滨设防烈度为7度,故取MAX0080GAK幕墙构件的自重N/M24荷载组合水平荷载标准值QKWK06QEAK水平荷载设计值Q14WK0613QEAK荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用A、承载力计算时重力荷载12风荷载14地震作用13B、挠度和变形计算时重力荷载10风荷载10地震作用10荷载和作用效应组合的组合系数,按以下规定采用第一个可变荷载按10取用第二个可变荷载按06取用一、风荷载计算1、标高为15000处风荷载计算1风荷载标准值计算WK作用在幕墙上的风荷载标准值KN/M2Z15000M高处风压高度变化系数按C类区计算GBJ987621Z0713Z/100400840WKZZS11W0JGJ102965222250840151104501400KN/M22风荷载设计值W风荷载设计值KN/M2RW风荷载作用效应的分项系数14按玻璃幕墙工程技术规范JGJ10296516条规定采用WRWWK1414001965KN/M2二、玻璃的选用与校核玻璃的选用与校核第1处本处选用玻璃种类为中空钢化玻璃12MM12A12MM由于荷载作用在中空玻璃上故可按下式折算WK1为分配到第一片玻璃上的荷载标准值WK2为分配到第一片玻璃上的荷载标准值因两片玻璃厚度相同故荷载相同取一片计算即可WK112WKT12/T12T2206WKEK112EKT12/T12T2206WKWK212WKT22/T12T2206WKEK212EKT22/T12T2206WK1玻璃面积B该处玻璃幕墙分格宽2200MH该处玻璃幕墙分格高2700MA该处玻璃板块面积ABH220027005940M23该处玻璃板块自重GAK玻璃板块平均自重不包括铝框T玻璃板块厚度12MM12A12MM按单片计算取12MM玻璃的体积密度为256KN/M3JGJ10296521BT_L中空玻璃内侧玻璃厚度为12000MMBT_W中空玻璃外侧玻璃厚度为12000MMGAK256BT_LBT_W/10002561200012000/10000614KN/M24该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用MAX水平地震影响系数最大值0080QEAK垂直于玻璃平面的分布水平地震作用KN/M2QEAK3MAXGAKJGJ102965243008006140147KN/M2RE地震作用分项系数13QEA垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值KN/M2QEAREQEAK13QEAK1301470192KN/M25玻璃的强度计算校核依据G84000JGJ10296531Q玻璃所受组合荷载B玻璃短边边长195MA玻璃长边边长245MT玻璃厚度120MME玻璃的弹性模量072105N/MM2M玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比A/B045查表1得01295考虑大挠度折减系数与有关，WKB4/ET4141954/0721081241356按查表2得0940WK玻璃应力标准值WK【6MWKA2/T2103【601291424502/122103】094042623EK【6MEKA2/T2103【60129014724502/122103】09404475为组合应力【14WK0613EK】061442623061344750637898N/MM2G84000N/MM2玻璃的强度满足6玻璃刚度较核1玻璃刚度DE玻璃的弹性模量072105N/MM2T玻璃厚度12000MMTE095T13T23314363MMV泊松比，玻璃取02单片玻璃的刚度DDETE3/12（12）072105143633/12（1022）1851072玻璃挠度UA玻璃长边边长245M06WK单片片玻璃风荷载标准值0614103N/MM2考虑到挠度影响的折减系数，可按表3取值；玻璃的挠度系数，可按表3取值A/B04500135U06WKA4/D06141032450400135MA/1002450MM玻璃的挠度可以满足W玻璃所受应力采用SW06SE组合QW06QEA19650601924850KN/M2WK6MQA21000/12T2JGJ10296541600864850110221000/1260258279N/MM258279N/MM2G84000N/MM2玻璃的强度满足6玻璃温度应力计算校核依据MAX58800N/MM2JGJ102965311在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的挤压温度应力为E玻璃的弹性模量072105N/MM2T玻璃的线膨胀系数10105年温度变化差80000C玻璃边缘至边框距离,取5MMDC施工偏差,可取3MM,按543选用B玻璃长边边长1800M在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的温度应力为T1EAT2CDC/B/1000JGJ1029654307272253/B0728000072253/1800222400N/MM2计算值为负,挤压应力取为零0000N/MM258800N/MM2玻璃边缘与边框间挤压温度应力可以满足要求2玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力1阴影系数按玻璃幕墙工程技术规范JGJ10296表5441得10002窗帘系数按玻璃幕墙工程技术规范JGJ10296表5442得10003玻璃面积系数按玻璃幕墙工程技术规范JGJ10296表5443得10644边缘温度系数按玻璃幕墙工程技术规范JGJ10296表5444得0400A玻璃线胀系数10105I0日照量3027600KJ/M2HT0室外温度10000T1室内温度40000C0室外侧玻璃中部温度依据JGJ11397附录B计算C1室内侧玻璃中部温度依据JGJ11397附录B计算A0室外侧玻璃总吸收率A1室内侧玻璃总吸收率0室外侧玻璃的吸收率为01421室内侧玻璃的吸收率为01420室外侧玻璃的透过率为00751室内侧玻璃的透过率为00750室外侧玻璃反射率为07831室内侧玻璃反射率为0783A00101/101JGJ11397B0370164A110/101JGJ11397B0380028当中空玻璃空气层厚为9MM时C0I000147A0000679A10801T00199T1JGJ11397B0337795C1I0000679A000215A10370T00630T1JGJ11397B03426654因此，中空玻璃中部温度最大值为MAXC0,C126654S玻璃边缘部分温度依据JGJ11397附录B计算S065T0035T1JGJ11397B0406510000035400007500T玻璃中央部分与边缘部分温度差TCS19154玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力T2074EA1234CSJGJ10296544074072105101051234T4343N/MM2玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求7玻璃最大面积校核AZD玻璃的允许最大面积M2WK风荷载标准值3423KN/M2T1中空玻璃中较薄玻璃的厚度60MMT2中空玻璃中较厚玻璃的厚度60MM2玻璃种类调整系数0660A计算校核处玻璃板块面积1984M2AZD2T2T22/41T1/T23/WK5784M2JGJ102966272A1984M2AZD5784M2可以满足使用要求三、幕墙玻璃板块结构胶计算幕墙玻璃板块结构胶计算第1处该处选用结构胶类型为DC9951按风荷载和自重效应,计算结构硅酮密封胶的宽度1风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算CS1风载荷作用下结构胶粘结宽度MMWK风荷载标准值3423KN/M2A矩形分格短边长度1102MF1结构胶的短期强度允许值014N/MM2按563条规定采用CS1WKA/2/014JGJ10296564134231102/2/0141347MM取14MM2自重效应胶缝宽度的计算CS2自重效应胶缝宽度MMB幕墙分格宽1102MH幕墙分格高1800MT玻璃厚度60MMF2结构胶的长期强度允许值0007N/MM2按563条规定采用CS2HBBT_LBT_W256/HB/2/7JGJ1029656421500MM取15MM3结构硅酮密封胶的最大计算宽度15MM2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算1温度变化效应胶缝厚度的计算TS3温度变化效应结构胶的粘结厚度MM1结构硅酮密封胶的温差变位承受能力125年温差800US玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量MM铝型材线膨胀系数A1235105玻璃线膨胀系数A21105USB2351/1001800800002351/1001944MMTS3US/12105JGJ102965651944/0125201250538MM2地震作用下胶缝厚度的计算TS4地震作用下结构胶的粘结厚度MMH幕墙分格高1800M幕墙层间变位设计变位角00077胶缝变位折减系数06002结构硅酮密封胶的地震变位承受能力1000TS4H1000/2220500077180006001000/1000210000548MM3胶缝推荐宽度为15MM4胶缝推荐厚度为8MM5胶缝强度验算胶缝选定宽度为15MM胶缝选定厚度为6MM1短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力WK风荷载标准值3423KN/M2A矩形分格短边长度1102MCS结构胶粘结宽度15000MM1WKA05/CS3423110205/150000126N/MM22短期荷载和作用在结构胶中产生的剪应力H幕墙分格高1800MT玻璃厚度60MM2128HBT/CS/BH/10000004N/MM23短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力1222050126200042050126N/MM2014N/MM2结构胶强度可以满足要求四、固定片（压板）计算固定片（压板）计算第1处WFG_X计算单元总宽为11020MMHFG_Y计算单元总高为18000MMHYB1压板上部分高为3500MMHYB2压板下部分高为3500MMWYB压板长为500MMHYB压板宽为500MMBYB压板厚为70MMDYB压板孔直径为60MMWK作用在玻璃幕墙上的风荷载标准值为3423KN/M2QEAK垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用为0120KN/M2A每个压板承受作用面积M2AWFG_X/1000/2HYB1HYB2/1000/211020/20350003500/201929M2PWK每个压板承受风荷载标准值KNPWKWKA3423019290660KNPW每个压板承受风荷载设计值KNPW14PWK1406600924KNMW每个压板承受风荷载产生的最大弯矩KNMMW15PWWYB/215092400500/20035KNMPEK每个压板承受地震作用标准值KNPEKQEAKA0120019290023KNPE每个压板承受地震作用设计值KNPE13PEK1300230030KNME每个压板承受地震作用产生的最大弯矩KNMME15PEWYB/215003000500/20001KNM采用SW06SE组合M每个压板承受的最大弯矩KNMMMW06ME00350600010035KNMW压板截面抵抗矩MM3WHYHDYBBYB2/650060702/63593MM3I压板截面惯性矩MM4IHYHDYBBYB3/1250060703/1212577MM4106M/W1060035/3593983N/MM2983N/MM2842N/MM2强度不满足要求U压板变形MMU1510002PWK06PEKWYB3/48EI15100006600600235003/2407105125770030MMDU压板相对变形MMDUU/LU/WYB/20030/25000012DU000121/150符合要求NVBH压板螺栓受拉承载能力计算ND压板螺栓有效直径为5060MMNVBHD2170/43141650602170/4GBJ1788721534185NNVBH341852PW06PE18845N满足要求五、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KN/MRW风荷载作用效应的分项系数14WK风荷载标准值3423KN/M2B幕墙分格宽1102MQW14WKB14342311025281KN/M2立柱弯矩MW风荷载作用下立柱弯矩KNMQW风荷载线分布最大荷载集度设计值5281KN/MHSJCG立柱计算跨度1800MMWQWHSJCG2/8528118002/82139KNMQEA地震作用设计值KN/M2GAK玻璃幕墙构件包括玻璃和框的平均自重500N/M2垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用QEAK垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用KN/M2QEAK3MAXGAKJGJ1029652430080500000/10000120KN/M2E幕墙地震作用分项系数13QEA13QEAK1301200156KN/M2QE水平地震作用线分布最大荷载集度设计值矩形分布QEQEAB015611020172KN/MME地震作用下立柱弯矩KNMMEQEHSJCG2/8017218002/80070KNMM幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩KNM采用SW06SE组合MMW06ME21390600702181KNM3W立柱抗弯矩预选值CM3WM103/105/8422181103/105/84224664CM3QWK风荷载线分布最大荷载集度标准值KN/MQWKWKB342311023772KN/MQEK水平地震作用线分布最大荷载集度标准值KN/MQEKQEAKB012011020132KN/M4I1,I2立柱惯性矩预选值CM4I1900QWK06QEKHSJCG3/384/07900377206013218003/384/0775207CM4I25000QWK06QEKHSJCG4/384/07/205000377206013218004/384/07/2037604CM4选定立柱惯性矩应大于75207CM42选用立柱型材的截面特性选用型材100系列型材强度设计值84200N/MM2型材弹性模量E07105N/MM2X轴惯性矩IX176950CM4Y轴惯性矩IY86900CM4X轴抵抗矩WX150560CM3X轴抵抗矩WX250560CM3型材截面积A11970CM2型材计算校核处壁厚T3000MM型材截面面积矩SS15260CM3塑性发展系数1053幕墙立柱的强度计算校核依据N/1/AM/WA842N/MM2压弯构件JGJ10296554B幕墙分格宽1102MGAK幕墙自重500N/M2幕墙自重线荷载GK500WFG/10005001102/10000551KN/MNK立柱受力NKGKHSJCG055118000992KNN立柱受力设计值RG结构自重分项系数12N12NK1209921190KNI回转半径IX立柱计算惯性矩176950CM4A立柱型材截面积11970CM2IIX/A05176950/11970053845CM构件细长比HSJCG立柱计算跨度1800MHSJCG100/I1800100/384546816立柱计算强度N/MM2立柱为压弯构件N立柱受力设计值1190KNA立柱型材截面积11970CM2M立柱弯矩2181KNMWX2立柱截面抗弯矩50560CM3塑性发展系数1051轴心受压的稳定系数0801N10/A/1M103/105/WX242316N/MM242316N/MM2A842N/MM2立柱受压强度可以满足4幕墙立柱的刚度计算校核依据UMAXU20MM且UMAXL/180JGJ10296555UMAX立柱最大挠度UMAX5QWK06QEKHSJCG41000/384/07/IX立柱最大挠度UMAX为4250MM20MMDU立柱挠度与立柱计算跨度比值HSJCG立柱计算跨度1800MDUU/HSJCG/10004250/1800/100000021/180挠度可以满足要求5立柱抗剪计算校核依据MAX489N/MM21QWK风荷载作用下剪力标准值KNQWKWKHSJCGB/2342318001102/23395KN2QW风荷载作用下剪力设计值KNQW14QWK1433954753KN3QEK地震作用下剪力标准值KNQEKQEAKHSJCGB/2012018001102/20119KN4QE地震作用下剪力设计值KNQE13QEK1301190155KN5Q立柱所受剪力采用QW06QE组合QQW06QE47530601554846KN6立柱剪应力立柱剪应力SS立柱型材截面面积矩15260CM3IX立柱型材截面惯性矩176950CM4T立柱壁厚3000MMQSS100/IX/T484615260100/176950/300013930N/MM213930N/MM2489N/MM2立柱抗剪强度可以满足六、立梃与主结构连接立梃与主结构连接第1处LCT2连接处钢角码壁厚8000MMD2连接螺栓直径12000MMD0连接螺栓直径10360MM采用SGSW06SE组合N1WK连接处风荷载总值NN1WKWKBHSJCG100034231102180010006789863N连接处风荷载设计值NN1W14N1WK1467898639505808NN1EK连接处地震作用NN1EKQEAKBHSJCG10000120110218001000238032NN1E连接处地震作用设计值NN1E13N1EK13238032309442NN1连接处水平总力NN1N1W06N1E9505808063094429691473NN2连接处自重总值设计值NN2K500BHSJCG50011021800991800NN2连接处自重总值设计值NN212N2K129918001190160NN连接处总合力NNN12N22059691473211901602059764278NNVB螺栓的承载能力NV连接处剪切面数2NVB2314D02130/4GBJ178872112314103602130/421905971NNUM1立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数NUM1N/NVB9764278/219059710446个取2个NCBL立梃型材壁抗承压能力ND2连接螺栓直径12000MMNV连接处剪切面数4T立梃壁厚3000MMNCBLD22120TNUM1GBJ17887211200021203000200017280000N17280000N9764278N强度可以满足NCBG钢角码型材壁抗承压能力NNCBGD22267LCT2NUM1GBJ178872112000226780002000102528000N102528000N9764278N强度可以满足七、幕墙预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VN21190160NN法向力设计值NN19691473NM弯矩设计值NMME2螺孔中心与锚板边缘距离60000MMMVE211901606000071409600NMNUM1锚筋根数4根锚筋层数2层KR锚筋层数影响系数1000关于混凝土混凝土标号C30混凝土强度设计值FC15000N/MM2按现行国家标准混凝土结构设计规范GBJ10采用。选用一级锚筋锚筋强度设计值FY210000N/MM2D钢筋直径10000MMV钢筋受剪承载力系数V4008DFC/FY05JGJ102965710540081000015000/210000050855V取07T锚板厚度10000MMB锚板弯曲变形折减系数B06025T/DJGJ10296571060602510000/100000850Z外层钢筋中心线距离150000MMAS锚筋实际总截面积ASNUM1314D2/44000314D2/4314000MM2锚筋总截面积计算值AS1V/KVN/08/KBM/13/KR/KB/Z/FYJGJ102965710178015MM2AS2N/08/KBM/04/KR/KB/Z/FYJGJ102965710274535MM278015MM2314000MM274535MM2314000MM24根10000锚筋可以满足要求A锚板面积60000000MM205FCA450000000NN9691473N05FCA锚板尺寸可以满足要求八、幕墙预埋件焊缝计算幕墙预埋件焊缝计算第1处HF焊缝厚度8000L焊缝长度100000M弯矩引起的应力M6M/2HELW2122GB/MM2N法向力引起的应力NN/2HELW122GB/MM2剪应力V/2HFLWGB/MM2总应力MN2205GBJ178871231178111781N/MM2160N/MM2焊缝强度可以满足九、幕墙横梁计算幕墙横梁计算第1处1选用横梁型材的截面特性选用型材详见节点图型材强度设计值84200N/MM2型材弹性模量E07105N/MM2X轴惯性矩IX23940CM4Y轴惯性矩IY31420CM4X轴抵抗矩WX17720CM3X轴抵抗矩WX28260CM3Y轴抵抗矩WY17860CM3Y轴抵抗矩WY210580CM3型材截面积A5660CM2型材计算校核处壁厚T2000MM型材截面面积矩SS5800CM3塑性发展系数1052幕墙横梁的强度计算校核依据MX/WXMY/WYA842JGJ102965521横梁在自重作用下的弯矩KNMH幕墙分格高0901MGAK横梁自重400N/M2GK横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值KN/MGK400H/10004000901/10000360KN/MG横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值KN/MG12GK1203600432KN/MMX横梁在自重荷载作用下的弯矩KNMMXGB2/8043211022/80066KNM2横梁在风荷载作用下的弯矩KNM风荷载线分布最大荷载集度标准值梯形分布QWKWKH342309013082KN/M风荷载线分布最大荷载集度设计值QW14QWK1430824315KN/MMYW横梁在风荷载作用下的弯矩KNMMYWQWB23H2/B2/24431511022309012/11022/240509KNM3地震作用下横梁弯矩QEAK横梁平面外地震荷载E动力放大系数3MAX地震影响系数最大值0080GK幕墙构件自重400N/M2QEAK3MAX400/1000JGJ1029652430080400/10000096KN/M2QEX水平地震作用线分布最大荷载集度标准值B幕墙分格宽1102M水平地震作用线分布最大荷载集度标准值梯形分布QEXQEAKH009609010086KN/MQE水平地震作用线分布最大荷载集度设计值E地震作用分项系数13QE13QEX1300860112KN/MMYE地震作用下横梁弯矩MYEQEB23H2/B2/24011211022309012/11022/240013KNM4横梁强度横梁计算强度N/MM2采用SGSW06SE组合WX1X轴抵抗矩7720CM3WY2Y轴抵抗矩10580CM3塑性发展系数105MX/WX1MYW/WY206MYE/WY2103/10554654N/MM254654N/MM2A842N/MM2横梁正应力强度可以满足3幕墙横梁的抗剪强度计算校核依据MAX489N/MM21QWK风荷载作用下横梁剪力标准值KNWK风荷载标准值3423KN/M2B幕墙分格宽1102M风荷载线分布呈梯形分布时QWKWKB21H/B/2/234231102210901/1102/2/21229KN2QW风荷载作用下横梁剪力设计值KNQW14QWK1412291721KN3QEK地震作用下横梁剪力标准值KN地震作用线分布呈梯形分布时QEKQEAKB21H/B/2/200961102210901/1102/2/2