呼和浩特市坤德上海大众4S店幕墙工程

1、呼和浩特市坤德上海大众4S店幕墙工程计算书（第四版）编制审核呼和浩特市坤德上海大众4S店幕墙工程一、工程概况呼和浩特市坤德上海大众4S店外墙装饰，采用玻璃幕墙及干挂铝塑板，建筑装饰总高度为13.47米，结构形式为钢筋混凝土框架结构。铝塑板安装方式：铝板选用氟碳喷涂（三涂）3.0mm铝单板及4.0mm厚，铝塑板尺寸；2100mm×1800mm、2400mm×2100mm，铝板幕墙主龙骨采用160x60x4.0钢方管，横龙骨160x60x4.0钢方管，铝塑板干挂采用40×40×2.0钢材表面进行防锈处理。转接件与结构通过焊缝连接，转接件与铝板龙骨通过焊缝连接

2、钢化玻璃厚度8+12A+8mm，立柱高度13.47m，横梁跨度3.3m、2.4m等，主要玻璃板块尺寸为3300mm×1500mm、1500mm×3635mm、2130mm×1600mm. 立柱龙骨采用160x60x4.0钢方管，横龙骨160×60×4.0钢方管，板材固定方式为四点钢销连接。立柱底部固定在地圈梁预埋件上，立柱顶部焊接在钢梁下翼缘，横梁与立柱为焊连接。基本设计参数： 基本风压（50年一遇） 0.55KN/m2 地面粗糙度 B类 建筑装饰总高度 13.47m 抗震设计分组： 第一组；二、设计依据和遵照标准1、建筑图、结构图、装饰施工图

3、2、钢结构设计规范GBJ173、建筑结构荷载规范GBJ94、建筑抗震设计规范GBJ115、 金属与石材幕墙工程技术规范JGJ1336、 建筑幕墙标准图集J103-277、 混凝土后锚固技术规范JGJ 145-20048、 混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006三、荷载计算1、风荷载计算呼市地区50年基本风压w0=0.55KN/m2,外墙高度13.47m，取风压高度系数z=1.104（B类地区）；体型系数s=1.3；阵风系数gz=2.25；作用于幕墙上的风荷载标准值详见表1。 2、地震作用计算 幕墙玻璃板单位面积重力标准值取0.6144KN/m2；呼市地区设防烈度8度，地震影响系数ma

4、x=0.16，动力放大系数E=5.0垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值及平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值计算详见表1 3、温度作用取年温差80度，4、荷载组合按考虑地震作用进行荷载组合，计算结果详见表1。表1、 幕墙荷载计算计算项目玻璃幕墙铝塑板幕墙板材尺寸2100×18002400×21002113×16002100×18002400×2100风荷载计算基本风压wo(KN/m2)0.550.550.550.550.55幕墙高度（m)13.4713.4713.4713.4713.47风压高度系数z1.1041.1041.1041.10

5、41.104体型系数s(±)1.31.31.31.31.3阵风系数gz2.052.052.052.052.05风荷载标准值Wk=gzzs w0(KN/m2)1.62 1.62 1.62 1.62 1.62 地震作用计算设防烈度8度，地震影响系数max，0.160.160.160.160.16 动力放大系数E55555幕墙重量(KN/m2)0.2120.2120.61440.2120.212主龙骨立柱钢重（KN/m)0.1760.1760.1760.1760.176横向龙骨钢重（KN/m)0.1760.1760.1760.1760.176龙骨平均重(KN/m2)0.1816 0.157

6、1 0.1933 0.1816 0.1571 幕墙重力标准值g（KN/m2)0.3936 0.3691 0.8077 0.3936 0.3691 一区格板尺寸2.1×1.82.4×2.12.113×1.62.1×1.82.4×2.1一区格板材面积A(m2)3.785.043.38083.785.04一区格龙骨面积A（m2)板材重量标准值Gk=gA1.488 1.860 2.731 1.488 1.860 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEk=EmaxGk/A (KN/m2)0.3149 0.2953 0.6462 0.3149 0.29

7、53 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk （KN/m2）0.31 0.30 0.65 0.31 0.30 温度应力材料弹性模量E(Mpa)20000.00 20000.00 72000.00 20000.00 20000.00 材料线胀系数0.00004 0.00004 0.000010 0.00004 0.00004 年最大温差T(1/0C)80 80 80 80 80 构件长度L(m)2.10 2.40 2.13 2.10 2.40 一块板材温度内力N=TLE(KN)134.40 153.60 122.69 134.40 153.60 荷载组合水平风荷载设计值w=

8、1.4WkA （KN)8.56 11.42 7.66 8.56 11.42 一块板上自重作用设计值Q=1.2qkA1.79 2.23 3.28 1.79 2.23 水平地震作用设计值Q=1.3qkA(KN)1.934 2.419 3.550 1.934 2.419 平行于幕墙水平地震作用设计值Q=1.3PEk(KN)0.409 0.384 0.840 0.409 0.384 一块板上垂直于幕墙水平组合作用设计值 集中荷载Q=wSw+EESE+（KN）8.809 11.648 8.163 8.809 11.648 均布荷载q=Q/A2.330 2.311 2.415 2.330 2.311 一块

9、板上平行于幕墙集中荷载组合值 Q=GSG+wSw+EESE+（KN）10.758 14.034 11.776 10.758 14.034 均布荷载q=Q/A2.846 2.785 3.483 2.846 2.785 四、幕墙板材抗弯、变形计算1、板材抗弯计算所用玻璃、铝塑板板材材料性能详见表2表2 板材料性能性 能钢化玻璃铝塑板硅酮密闭胶强度（MPa）0.2强度 MPafg=84.0（大面）fg=58.8（侧面0抗拉fta2=70抗剪fva2=20弹性模量 GPa0.72×1050.7×105材料线胀系数（1/0C）1.0×10-52.35×10-5材料

10、重力密度（KN/m3）25.628泊松比0.200.33方钢龙骨 取钢化玻璃抗弯强度设计值：84N/mm2；铝塑板抗弯强度设计值：70N/mm2四边支承板均布荷载下最大弯矩系数m查玻璃幕墙工程技术规范；板材各荷载下抗弯计算如表3所示。由表3计算可知，铝塑板区隔尺寸偏大，承载力不满足要求，必须将区隔尺寸控制在1.8m×1.6m范围内。对于大区格玻璃幕墙必须采用12mm厚钢化玻璃，否则须将区隔尺寸将为2.1m×1.6m.表3 板材设计玻璃幕墙铝塑板区隔尺寸1500×36002400×33002113×16002100×18002400&#

11、215;21001.8×1.6板材长边长度b(m)3.63.32.1132.12.41.8板材短边长度a（m）1.52.41.61.82.11.6区隔面积A(m2)5.47.923.38083.785.042.88板及龙骨重量g（KN/m2)0.78060.74110.80770.39360.36910.3936区隔板总重G=gA(kn)4.2155.8692.7311.4881.8601.134板材厚度t（mm)12128444垂直于板面风荷载Wk(KN/m2)1.621.621.621.621.621.62垂直于板面地震作用qE(KN/m2)0.81180.96341.05000

12、.51170.47990.2953幕墙水平组合作用设计值q(N/mm2)2.75262.32392.41452.33042.31122.4915材料弹性模量E(N/mm2)720007200072000200002000020000a/b0.41670.72730.75720.85710.87500.8889四点支承板材弯矩系数m0.13070.139090.140290.145430.14650.0528参数=(Wka4)/(Et4)1821291096147104862073.6折减系数0.58440.6380.670.50.50.5风载最大应力wk=(6mWka2)/t266.72665

13、.15863.664194.586256.03041.057板材强度fg848484707070抗风计算结论满足满足满足不满足不满足，满足地震最大应力Ek=(6mqEka2)/t233.47738.79241.31061.52775.9287.484抗地震作用结论满足满足满足满足不满足满足2、玻璃幕墙变形计算由表4计算可知，对于大区格玻璃幕墙挠度不满足要求，须将区隔尺寸改为2.1m×1.6m方能满足变形要求。.表4 双层钢化玻璃跨中挠度验算变形计算项目玻璃幕墙铝塑板区隔尺寸1500×36002400×33002113×16002100×1800

14、2400×21001.8×1.6强度 MPafg=84.0（大面）fg=84.0（大面）fg=84.0（大面）抗拉fta2=70抗拉fta2=70抗拉fta2=70fg=58.8（侧面0fg=58.8（侧面）fg=58.8（侧面）抗剪fva2=20抗剪fva2=20抗剪fva2=20弹性模量 MPa720007200072000700007000070000材料线胀系数（1/0C）1.0×10-51.0×10-51.0×10-52.35×10-52.35×10-52.35×10-5材料重力密度（KN/m3）25.6

15、25.625.6282828泊松比0.20.20.20.330.330.33夹层玻璃等效厚度te=0.95(t13+t23)1/315.1215.1210.08444玻璃刚度D=Ete3/12(1-)15147648165369605145600278606.9652278606.9652278606.9652跨中挠度df=qa4/D (mm)53.126.913.9187.2319.4101.2挠度系数0.010130.007270.006630.006630.006630.00663允许挠度df=L/6025.00不满足40不满足26.667满足30.00035.00026.667作用于夹

16、层风荷载=wkt13/(t13+t23)0.8090940.8090940.8090940.8090940.8090940.81五、横梁计算1、横梁抗弯抗剪承载力计算详见表5、表6。横梁采用160×60×4.5方钢管，横梁间距为2.7米，横梁跨度（立柱间距）为2.1米。计算结果表明，安装玻璃幕墙及铝塑板的横梁间距为2.4m及以下时，横梁跨度（立柱间距）为2.4m及以下时，方钢梁的承载力及变形能够满足规范要求。否则，需增大横梁截面尺寸。表5 横梁抗弯抗剪承载力计算横梁设计横梁材料160×60×4.5方钢管Q235钢材抗拉、弯、压强度f(Mpa)215215

17、215Q235钢材抗剪强度fv(Mpa)125125125b（mm)606060t(mm)4.54.54.5b/t13.3 13.3 13.3 横梁跨度（立柱间距）L（m)2.4 2.4 1.8 横梁截面抵抗矩Wx690106901069010横梁截面抵抗矩Wy388863888638886截面塑性发展系数1.051.051.05横梁承受垂直幕墙最大均布荷载q（KN/m2)2.753 2.324 2.415 横梁承受平行幕墙最大均布荷载q(KN/m2)4.014 3.252 3.483 横梁间距（m)2.42.50 2.3横梁弯矩My=(qs)L2/8(kn-m)6.9363 5.8537 3

18、.2446 横梁弯矩Mx(kn-m)4.7564 4.1829 2.2491 横梁剪力Vh=(qs)L(KN)11.560 9.756 7.210 横梁剪力Vy=(qs)L/2(KN)7.9274 6.9716 4.9981 抗弯承载力=Mx/(Wx)+My/(Wy)235.52 201.09 110.50 抗弯计算结论满足要求满足要求满足要求横梁抗剪面积Awh(mm2)135013501350横梁抗剪面积Awy(mm2)450450450抗剪承载力1.5V/Awh12.845 10.840 8.011 抗剪承载力1.5V/Awy26.425 23.239 16.660 抗剪计算结论满足要求满

19、足要求满足要求表5 变形计算横梁材料弹性模量E(N/mm2)206000206000206000横梁单肢截面惯性矩Ix116660011666001166600横梁单肢截面惯性矩Iy552080055208005520800横梁最大线荷载qy(KN/m)4.014 3.252 3.483 变形f=5ql4/384EI（mm）7.22 6.88 5.28 允许变形L/300(mm)8.00 8.00 6.00 横梁最大线荷载qx(KN/m)2.753 2.324 2.415 变形f=5ql4/384EI（mm）1.046 1.039 0.774 允许变形L/300(mm)8.0 8.0 6.0

20、六、立柱计算 1、基本参数立柱采用160×60×4.5方钢管，基本参数取塑性系数=1.05；Q235钢材抗弯强度设计值f= 215Mpa 抗剪强度fv=125Mpa，tw=4.5mm,b=51mm立柱总高度13.74m，立柱两支点的间距7.8m，间距按板材区隔确定，一般为2.4米及以下。2、立柱承载力计算采用160×60×4.5钢方管，立柱间距分别为1.8m、2.4m，立柱跨度为7.8m时，立柱截面应力大于材料强度，不满足要求。需更换立柱方钢，改为180×100×8钢管。计算过程详见表7、表8.表7 立柱承载力计算表立柱材料160&#

21、215;60×4.5方钢管备注Q235钢材抗拉、弯、压强度f(Mpa)215215215Q235钢材抗剪强度fv(Mpa)125125125b（mm)606060t(mm)4.54.54.5b/t13.3 13.3 13.3 立柱截面抵抗矩Wx(mm3)690106901069010立柱截面抵抗矩Wy(mm3)388863888638886立柱截面面积Ao（mm2)1846.91846.91846.9塑性系数1.051.051.05截面惯性矩Ix552080055208005520800截面惯性矩Iy116660011666001166600立柱承受垂直幕墙最大均布荷载q（KN/m2

22、)2.415 2.330 2.311 立柱承受平行幕墙最大均布荷载q(KN/m2)3.483 2.846 2.785 立柱间距s（m)1.82.42.7立柱跨度L(m)3.93.93.9立柱竖向弯矩Mx=(qs)L2/8(kN-m)8.263 10.634 11.864 立柱竖向轴力N(KN)48.904 26.639 29.322 截面回转半径i=(I/A)0.525.133 25.133 25.133 立柱长细比=L/i155.18 155.18 155.18 超标，不得大于150(fy/235)0.5148.43 148.43 148.43 稳定系数10.39950.39950.3995

23、偏拉承载力N/(Ao)+M/(Wx)140.515 161.176 179.608 偏拉承载力N/(1Ao)+M/(Wy)268.6578 296.5428 330.3110 超标，不得大于150不满足要求，需更换钢管。表8 更换方钢承载力计算立柱材料180×100×8.0方钢管Q235钢材抗拉、弯、压强度f(Mpa)215215215Q235钢材抗剪强度fv(Mpa)125125125b（mm)1006060t(mm)84.54.5b/t12.5 13.3 13.3 立柱截面抵抗矩Wx(mm3)182572018257201825720立柱截面抵抗矩Wy(mm3)1302

24、26013022601302260立柱截面面积An（mm2)4039.14039.14039.1塑性系数1.051.051.05截面惯性矩Ix164314901643149016431490截面惯性矩Iy651132065113206511320立柱承受垂直幕墙最大均布荷载q（KN/m2)2.415 2.330 2.311 立柱承受平行幕墙最大均布荷载q(KN/m2)3.483 2.846 2.785 立柱间距s（m)2.12.42.7立柱跨度L(m)666立柱竖向弯矩Mx=(qs)L2/8(kN-m)22.817 25.169 28.081 立柱竖向轴力N(KN)57.054 40.983 45.111 截面回转半径i=(I/A)0.540.151 40.151 40.151 立柱长细比=L/i149.44 149.44 149.44 <150，可以(fy/345)0.5142.94 142.94 142.94 稳定系数10.1830.1830.183偏压承载力N/(An)+M/(Wn)89.091 23.276 25.817 <f ，满足立柱毛截面面积（）14400.0 14400.0 14400.0 临界轴向压力NE=(2EA)/(1.12)1190.63 1190.63 1190.63 立柱材料弹性模量E(N/mm2