高科创新孵化中心项目设计计算书

青凤高科创新孵化中心项目设计计算书青凤高科创新孵化中心项目设计计算书计算:校核:审核:XXX装饰工程公司二〇二〇年十一月三日﹒第第一部分、[强度计算信息]170系列明框玻璃幕墙 4一、计算依据及说明 41、工程概况说明 42、设计依据 43、基本计算公式 6二、荷载计算 81、风荷载标准值计算 82、风荷载设计值计算 103、水平地震作用计算 114、荷载组合计算 11三、水密性指标值计算 121、水密性计算 12四、立柱计算 121、立柱荷载计算 122、选用立柱型材的截面特性 153、立柱的强度计算 184、立柱的刚度计算 195、立柱抗剪计算 20第二部分、[强度计算信息]铝合金窗 22一、计算依据及说明 221、工程概况说明 222、设计依据 223、基本计算公式 24二、荷载计算 251、风荷载标准值计算 252、风荷载设计值计算 283、水平地震作用计算 294、荷载组合计算 29三、门窗水密性能计算 301、门窗水密性计算 30四、窗扇立料计算 311、扇框荷载计算 312、窗扇截面特性 313、扇框强度计算 324、扇框剪切强度计算 335、扇框刚度计算 34五、门窗横挺计算 341、横梃荷载计算 342、横梃截面特性 353、横梃强度计算 364、横梃剪切强度计算 385、横梃刚度计算 39六、门窗与主结构连接件计算 401、基本参数 402、荷载计算 403、连接片与建筑结构连接计算 40第三部分、[强度计算信息]200系列明框玻璃幕墙 42一、计算依据及说明 421、工程概况说明 422、设计依据 423、基本计算公式 44二、荷载计算 461、风荷载标准值计算 462、风荷载设计值计算 483、水平地震作用计算 494、荷载组合计算 49三、水密性指标值计算 501、水密性计算 50四、立柱计算 501、立柱荷载计算 502、选用立柱型材的截面特性 533、立柱的强度计算 564、立柱的刚度计算 575、立柱抗剪计算 58第四部分、[强度计算信息]铝单板雨棚 60一、计算依据及说明 601、工程概况说明 602、设计依据 603、基本计算公式 62二、荷载计算 641、风荷载标准值计算 642、风荷载设计值计算 653、雪荷载标准值计算 654、雪荷载设计值计算 655、自重荷载设计值 656、竖向均布地震作用计算 657、荷载组合计算 66三、单层铝板强度计算 671、面板荷载计算 672、铝板强度计算 673、加强肋强度计算 684、角码抗剪强度校核 715、铆钉抗拉强度计算 72四、雨蓬杆件计算 721、雨蓬杆件承受组合荷载计算 722、雨蓬杆件型材截面信息 733、雨蓬杆件强度验算 744、雨蓬杆件剪应力计算 745、雨蓬杆件挠度计算 756、雨蓬杆件在集中活荷载作用下的校核 76五、横向杆件计算 771、选用型材的截面特性 772、杆件强度计算 773、杆件剪力计算 794、杆件刚度计算 80六、机械锚栓计算 801、锚栓计算信息描述 802、锚栓承受拉力计算 813、锚栓承受剪力计算 824、锚栓受拉承载力校核 845、锚栓混凝土锥体受拉破坏承载力校核 846、混凝土劈裂破坏承载力校核 877、锚栓钢材受剪破坏校核 898、构件边缘受剪混凝土楔形体破坏校核 909、混凝土剪撬破坏承载能力计算 9310、拉剪复合受力承载力计算 9411、锚栓构造要求校核 95[强度计算信息]170系列明框玻璃幕墙计算依据及说明工程概况说明工程名称:青凤高科创新孵化中心项目工程所在城市:重庆市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B类工程所在地区抗震设防烈度:六度工程基本风压:0.4kN/m2设计依据序号标准名称标准号1《绿色建筑评价标准》GB/T50378-20192《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-20183《建筑玻璃采光顶技术要求》JG/T231-20184《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-20185《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-20176《吊挂式玻璃幕墙用吊夹》JG/T139-20177《铝合金建筑型材第1部分：基材》GB/T5237.1-20178《铝合金建筑型材第2部分：阳极氧化型材》GB/T5237.2-20179《铝合金建筑型材第3部分：电泳涂漆型材》GB/T5237.3-201710《铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》GB/T5237.4-201711《铝合金建筑型材第5部分：喷漆型材》GB/T5237.5-201712《铝合金建筑型材第6部分：隔热型材》GB/T5237.6-201713《钢结构设计标准》GB50017-201714《混凝土用机械锚栓》JG/T160-201715《冷弯型钢通用技术要求》GB/T6725-201716《混凝土接缝用建筑密封胶》JC/T881-201717《热轧型钢》GB/T706-201618《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-201619《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-201620《普通装饰用铝塑复合板》GB/T22412-201621《民用建筑热工设计规范》GB50176-201622《紧固件机械性能螺母》GB/T3098.2-201523《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-201524《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-201525《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-201526《公共建筑节能设计标准》GB50189-201527《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-201428《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-201429《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-201430《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-201431《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-201332《混凝土结构加固设计规范(附条文说明)》GB50367-201333《中空玻璃用弹性密封胶》GB/T29755-201334《一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分：一般要求》GB/T3880.1-201235《中空玻璃》GB/T11944-201236《建筑陶瓷薄板应用技术规程》JGJ/T172-201237《建筑结构荷载规范》GB50009-201238《一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能》GB/T3880.2-201239《一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差》GB/T3880.3-201240《建筑工程用索》JG/T330-201141《干挂空心陶瓷板》GB/T27972-201142《建筑用隔热铝合金型材》JG175-201143《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-201044《建筑抗震设计规范》(2016年版)GB50011-201045《混凝土结构设计规范》(2015版)GB50010-201046《建筑制图标准》GB/T50104-201047《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-201048《建筑玻璃点支承装置》JG/T138-201049《石材用建筑密封胶》GB/T23261-200950《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-200951《建筑抗震加固技术规程》JGJ/T116-200952《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176-200953《陶瓷板》GB/T23266-200954《平板玻璃》GB11614-200955《夹层玻璃》GB15763.3-200956《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-200957《半钢化玻璃》GB/T17841-200858《耐候结构钢》GB/T4171-200859《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-200860《中国地震烈度表》GB/T17742-200861《铝合金门窗》GB/T8478-200862《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》GB/T13790-200863《塑料门窗工程技术规程》JGJ103-200864《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》GB/T22476-200865《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-200866《不锈钢棒》GB/T1220-200767《建筑幕墙》GB/T21086-200768《铝合金结构设计规范》GB50429-200769《民用建筑能耗数据采集标准》JGJ/T154-200770《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JG/T211-200771《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-200772《百页窗用铝合金带材》YS/T621-200773《小单元建筑幕墙》JG/T216-200774《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-200775《中空玻璃用复合密封胶条》JC/T1022-200776《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830·1~830·2-200577《钢化玻璃》GB15763.2-200578《建筑隔声评价标准》GB/T50121-200579《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-200580《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-200381《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-200182《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001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;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;青凤高科创新孵化中心项目按B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》GB50009-20128.1.1-2采用风荷载计算公式:EQw\s\do3(k)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sl)×μ\s\do3(z)×w\s\do3(0)其中:EQw\s\do3(k)作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)EQβ\s\do3(gz)瞬时风压的阵风系数根据不同场地类型,按以下公式计算:EQβ\s\do3(gz)=1+2gI\s\do3(10)(\f(z,10))(-α)其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,α为地面粗糙度指数A类场地:EQI\s\do3(10)=0.12,α=0.12B类场地:EQI\s\do3(10)=0.14,α=0.15C类场地:EQI\s\do3(10)=0.23,α=0.22D类场地:EQI\s\do3(10)=0.39,α=0.30EQμ\s\do3(z)风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:EQμ\s\do3(z)=1.284×\b(\f(Z,10))0.24B类场地:EQμ\s\do3(z)=1.000×\b(\f(Z,10))0.30C类场地:EQμ\s\do3(z)=0.544×\b(\f(Z,10))0.44D类场地:EQμ\s\do3(z)=0.262×\b(\f(Z,10))0.60本工程属于B类地区EQμ\s\do3(sl)风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定EQw\s\do3(0)基本风压,按全国基本风压图,重庆市地区取为0.4kN/m2(3).地震作用计算:EQq\s\do3(EAk)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Ak)其中:EQq\s\do3(EAk)水平地震作用标准值EQβ\s\do3(E)动力放大系数,按5.0取定EQα\s\do3(max)水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6度(0.05g):EQα\s\do3(max)=0.047度(0.1g):EQα\s\do3(max)=0.087度(0.15g):EQα\s\do3(max)=0.128度(0.2g):EQα\s\do3(max)=0.168度(0.3g):EQα\s\do3(max)=0.249度(0.4g):EQα\s\do3(max)=0.32重庆市地区设防烈度为六度,根据本地区的情况,故取EQα\s\do3(max)=0.04EQG\s\do3(Ak)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：EQγ\s\do3(G)S\s\do3(G)+γ\s\do3(w)ψ\s\do3(w)S\s\do3(w)+γ\s\do3(E)ψ\s\do3(E)S\s\do3(E)+γ\s\do3(T)ψ\s\do3(T)S\s\do3(T)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：地震荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:①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1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.5荷载计算风荷载标准值计算EQW\s\do3(k):作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度29.5mEQμ\s\do3(z):29.5m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(\f(z,10))0.3=1.383396EQI\s\do3(10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):阵风系数:EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×I\s\do3(10)×(\f(z,10))(-α)EQ=1+2×2.5×0.14×(\f(29.5,10))(-0.15)=1.595148EQμ\s\do3(sp1):局部正风压体型系数EQμ\s\do3(sn1):局部负风压体型系数,通过计算确定EQμ\s\do3(sz):建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1EQμ\s\do3(sf):建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-1对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，取-0.2或0.2EQA\s\do3(v):立柱构件从属面积取8.1m2EQA\s\do3(h):横梁构件从属面积取2m2EQμ\s\do3(sa):维护构件面板的局部体型系数EQμ\s\do3(s1z)=μ\s\do3(sz)+0.2=1.2EQμ\s\do3(s1f)=μ\s\do3(sf)-0.2=-1.2维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算EQμ\s\do3(s25z)=μ\s\do3(sz)×0.8+0.2=1(GB50009-20128.3.4)EQμ\s\do3(s25f)=μ\s\do3(sf)×0.8-0.2=-1(GB50009-20128.3.4)对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有EQμ\s\do3(saz)=1.2EQμ\s\do3(saf)=-1.2同样，取立柱面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(savz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.908485,1.4)+0.2=1.070216EQμ\s\do3(savf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)-0.2EQ=-1+((-0.8)-(-1))×\f(0.908485,1.4)-0.2=-1.070216同样，取横梁面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(sahz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.30103,1.4)+0.2=1.156996EQμ\s\do3(sahf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)-0.2EQ=-1+((-0.8)-(-1))×\f(0.30103,1.4)-0.2=-1.156996按照以上计算得到对于面板有:EQμ\s\do3(sp1)=1.2EQμ\s\do3(sn1)=-1.2对于立柱有:EQμ\s\do3(svp1)=1.070216EQμ\s\do3(svn1)=-1.070216对于横梁有:EQμ\s\do3(shp1)=1.156996EQμ\s\do3(shn1)=-1.156996面板正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.595148×1.2×1.383396×0.4=1.059226kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.595148×(-1.2)×1.383396×0.4=-1.059226kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.595148×1.070216×1.383396×0.4=0.944668kN/m2EQW\s\do3(kvp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(kvp)=1kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-0.944668kN/m2EQW\s\do3(kvn)>-1kN/m2,取EQW\s\do3(kvn)=-1kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.021267kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.021267kN/m2当前幕墙抗风压等级为1级风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2EQγ\s\do3(w):风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算EQW\s\do3(p)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kp)=1.5×1.059226=1.588839kN/m2EQW\s\do3(n)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kn)=1.5×(-1.059226)=-1.588839kN/m2立柱风荷载作用计算EQW\s\do3(vp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvp)=1.5×1=1.5kN/m2EQW\s\do3(vn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvn)=1.5×(-1)=-1.5kN/m2横梁风荷载作用计算EQW\s\do3(hp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khp)=1.5×1.021267=1.5319kN/m2EQW\s\do3(hn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khn)=1.5×(-1.021267)=-1.5319kN/m2水平地震作用计算EQG\s\do3(Ak):面板平米重量取0.3072kN/m2EQα\s\do3(max):水平地震影响系数最大值:0.04EQq\s\do3(Ek):分布水平地震作用标准值(kN/m2)EQq\s\do3(Ek)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Ak)=5×0.04×0.3072=0.06144kN/m2EQγ\s\do3(E):地震作用分项系数:1.3EQq\s\do3(EA):分布水平地震作用设计值(kN/m2)EQq\s\do3(EA)=γ\s\do3(E)×q\s\do3(Ek)=1.3×0.06144=0.079872kN/m2荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkp)=W\s\do3(kp)=1.059226kN/m2EQS\s\do3(zp)=W\s\do3(kp)×γ\s\do3(w)+q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=1.059226×1.5+0.06144×1.3×0.5=1.628775kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkn)=W\s\do3(kn)=-1.059226kN/m2EQS\s\do3(zn)=W\s\do3(kn)×γ\s\do3(w)-q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=-1.059226×1.5-0.06144×1.3×0.5=-1.628775kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为1.059226kN/m2面板荷载组合设计值为1.628775kN/m2立柱承受风荷载标准值为1kN/m2横梁承受风荷载标准值为1.021267kN/m2水密性指标值计算水密性计算根据《建筑幕墙》GB/T21086--20075.1.2.1要求,水密性能指标应按照如下方法确定,对于ⅢA和ⅣA地区，即热带风暴和台风多发地区，水密性能指标P按照下面公式计算：EQP=1000×μ\s\do3(z)×μ\s\do3(c)×ω\s\do3(0)GB/T21086--20075.1.2.1z:计算高度29.5mEQμ\s\do3(z):29.5m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(\f(z,10))0.3=1.383396EQμ\s\do3(c):风力系数，可取1.2EQω\s\do3(0):重庆市地区基本风压，取0.4kN/m2，重庆市地区所属气候区域为ⅢB类气候所以有：EQP=1000×μ\s\do3(z)×μ\s\do3(c)×ω\s\do3(0)=1000×1.383396×1.2×0.4=664.030216Pa由于该地区所属气候区域为ⅢB类气候，根据GB/T21086--20075.1.2.1(b)规定，实际水密性能按照上式的75%进行设计，即P×0.75=498.022662Pa立柱计算立柱荷载计算(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)EQq\s\do3(w):风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)EQr\s\do3(w):风荷载作用效应的分项系数：1.5EQW\s\do3(k):风荷载标准值:1kN/m2EQB\s\do3(l):幕墙左分格宽:1.5mEQB\s\do3(r):幕墙右分格宽:0.75mEQq\s\do3(wk)=W\s\do3(k)×\f(B\s\do3(l)+B\s\do3(r),2)EQ=1×\f(1.5+0.75,2)=1.125kN/mEQq\s\do3(w)=1.5×q\s\do3(wk)=1.5×1.125=1.6875kN/m(2)分布水平地震作用设计值EQG\s\do3(Akl):立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.5kN/m2EQG\s\do3(Akr):立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.5kN/m2EQq\s\do3(EAkl)=5×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akl)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2EQq\s\do3(EAkl)=5×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akr)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2EQq\s\do3(ek)=\f(q\s\do3(Ekl)×B\s\do3(l)+q\s\do3(Ekr)×B\s\do3(r),2)EQ=\f(0.1×1.5+0.1×0.75,2)=0.1125kN/mEQq\s\do3(e)=1.3×q\s\do3(ek)=1.3×0.1125=0.14625kN/m(3)立柱荷载组合立柱所受组合荷载标准值为:EQq\s\do3(k)=q\s\do3(wk)=1.125kN/m立柱所受组合荷载设计值为:EQq=q\s\do3(w)+ψ\s\do3(E)×q\s\do3(e)=1.6875+0.5×0.14625=1.760625kN/m立柱计算简图如下:(4)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:立柱弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.6751.3502.0252.7003.3754.0504.7255.400弯矩(kN.m)0.0002.8084.8136.0166.4176.0164.8132.8080.000最大弯矩发生在2.7m处M:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m)M=6.417478kN·m立柱在荷载作用下的轴力图如下:立柱在荷载作用下的支座反力信息如下表:支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)n0-4.754n1-4.7543.949选用立柱型材的截面特性立柱截面采用叠合截面叠合式截面杆件截面之间没有任何约束，此时不能按照"平截面假定"条件进行计算，但由于二者有着共同的边界约束条件。在正常受力下，变形在弹性范围内，两者各自沿自身截面中和轴产生挠曲，二者挠度相等，所以二者分配的荷载与各自截面刚度(EI)成正比选定立柱主截面材料类别:铝-6063-T5选用立柱主截面型材名称:青凤立柱5400型材强度设计值:85.5N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X轴惯性矩:EQI\s\do3(x)=445.955cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(y)=92.7997cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=51.2433cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=52.3513cm3Y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=28.5563cm3Y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=28.5512cm3型材截面积:A=15.1968cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=3mm型材截面面积矩:EQS\s\do3(s)=38.2818cm3塑性发展系数:γ=1.05选定立柱叠合截面材料类别:钢-Q235选用立柱型材名称:100*50*5型材强度设计值:215N/mm2型材弹性模量:EQE\s\do3(d)=206000N/mm2X轴惯性矩:EQI\s\do3(xd)=173.667cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(yd)=56.1667cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1d)=34.7333cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2d)=34.7333cm3Y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1d)=22.4667cm3Y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2d)=22.4667cm3型材截面积:EQA\s\do3(d)=14cm2型材计算校核处抗剪壁厚:EQt\s\do3(d)=5mm型材截面面积矩:EQS\s\do3(sd)=22cm3型材截面塑性发展系数:γ=1.05两个截面的荷载/内力(包括弯矩和剪力)分配系数为EQ\f(q\s\do3(1),q\s\do3(2))=\f(E×I\s\do3(x),E\s\do3(d)×I\s\do3(xd))EQ=\f(70000×445.955,206000×173.667)=0.872579分配系数EQr\s\do3(1)=\f(E×I\s\do3(x),E×I\s\do3(x)+E\s\do3(d)×I\s\do3(xd))EQ=\f(70000×445.955,70000×445.955+206000×173.667)=0.465977EQr\s\do3(1)=\f(E\s\do3(d)×I\s\do3(xd),E×I\s\do3(x)+E\s\do3(d)×I\s\do3(xd))EQ=\f(206000×173.667,70000×445.955+206000×173.667)=0.534023截面承受的线荷载分别为:EQq\s\do3(z1)=q\s\do3(z)×r\s\do3(1)=1.760625×0.465977=0.820411kN/mEQq\s\do3(z2)=q\s\do3(z)×r\s\do3(2)=1.760625×0.534023=0.940214kN/m轴力分配系数为EQn\s\do3(1)=\f(E×A,E×A+E\s\do3(d)×A\s\do3(d))EQ=\f(70000×15.1968,70000×15.1968+206000×14)=0.269462EQn\s\do3(2)=\f(E\s\do3(d)×A\s\do3(d),E×A+E\s\do3(d)×A\s\do3(d))EQ=\f(206000×14,70000×15.1968+206000×14)=0.730538立柱的强度计算校核依据:EQ\f(N,A)+EQ\f(M,γ×w)≤ｆa(JGJ102-20036.3.7)Bl:幕墙左分格宽:1.5mBr:幕墙右分格宽:0.75mHv:立柱长度GAkl:幕墙左分格自重:0.5kN/m2GAKr:幕墙右分格自重:0.5kN/m2幕墙自重线荷载:Gk=EQ\f(GAkl×Bl+GAkr×Br,2)=EQ\f(0.5×1.5+0.5×0.75,2)=0.5625kN/mrG:结构自重分项系数:1.3G:幕墙自重线荷载设计值0.73125kN/mf:立柱计算强度(N/mm2)A:立柱型材截面积(cm2)Nl:当前杆件最大轴拉力(kN)Ny:当前杆件最大轴压力(kN)Mmax:当前杆件最大弯矩(kN.m)Wz:立柱截面抵抗矩(cm3)γ:塑性发展系数:1.05立柱杆件计算的弯矩分配系数分别为r1=0.465977,r2=0.534023轴力分配系数分别为n1=0.269462,n2=0.730538立柱通过有限元计算得到主截面的应力校核数据表格如下:编号NlNyMmaxWzAfzb01.0640.0002.99051.243315.196856.278通过上面计算可知,立柱主截面杆件b0的应力最大,为56.278121N/mm2≤ｆa=85.5N/mm2,所以立柱主截面承载力满足要求立柱通过有限元计算得到叠合截面的应力校核数据表格如下:编号NlNyMmaxWzAfzb02.8850.0003.42734.73331496.030通过上面计算可知,立柱叠合截面杆件b0的应力最大,为96.030458N/mm2≤ｆa=215N/mm2,所以立柱叠合截面承载力满足要求立柱的刚度计算1).立柱主截面的挠度验算校核依据:EQU\s\do3(max)≤EQ\f(L,180)且EQU\s\do3(max)≤30mmEQD\s\do3(fmax):立柱最大允许挠度:通过有限元分析计算得到立柱的挠度图如下:立柱挠度分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.6751.3502.0252.7003.3754.0504.7255.400挠度(mm)0.0007.21913.24717.21318.59317.21313.2477.2190.000最大挠度发生在2.7m处,最大挠度为18.59267mm≤30mmEQD\s\do3(fmax)=EQ\f(Hvmax,180)×1000=EQ\f(5.4,180)×1000=30mm立柱主截面最大挠度Umax为:18.59267mm≤30mm立柱主截面挠度满足要求2).立柱叠合截面的挠度验算校核依据:EQU\s\do3(max)≤EQ\f(L,250)且EQU\s\do3(max)≤30mm最大挠度为18.59267mm≤30mmEQD\s\do3(fmax)=EQ\f(Hvmax,250)×1000=EQ\f(5.4,250)×1000=21.6mm立柱叠合截面最大挠度EQU\s\do3(max)为:18.59267mm≤21.6mm立柱叠合截面挠度满足要求立柱抗剪计算校核依据:EQτ\s\do3(max)≤[τ]=49.6N/mm2通过有限元分析计算得到立柱的剪力图如下:立柱剪力分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.6751.3502.0252.7003.3754.0504.7255.400剪力(kN)-4.754-3.565-2.377-1.1880.0001.1882.3773.5654.754最大剪力发生在0m处按照承受的荷载比例进行内力分配有主截面承受的最大剪力为EQQ\s\do3(z)=4.753688×r\s\do3(1)=2.215109kN验算主截面强度τ:立柱主截面剪应力:EQS\s\do3(s):立柱主截面型材截面面积矩:38.2818cm3EQI\s\do3(x):立柱主截面型材截面惯性矩:445.955cm4t:立柱主截面抗剪壁厚:3mmEQτ=\f(Q\s\do3(z)×S\s\do3(s)×100,I\s\do3(x)×t)EQ=\f(2.215109×38.2818×100,445.955×3)=6.338335N/mm26.338335N/mm2≤49.6N/mm2立柱抗剪强度可以满足叠合截面承受的最大剪力为EQQ\s\do3(d)=4.753688×r\s\do3(2)=2.538578kN验算叠合截面强度τd:立柱叠合截面剪应力:EQS\s\do3(sd):立柱叠合截面型材截面面积矩:22cm3EQI\s\do3(xd):立柱叠合截面型材截面惯性矩:173.667cm4EQt\s\do3(d):立柱叠合截面抗剪壁厚:5mmEQτ\s\do3(d)=\f(Q\s\do3(d)×S\s\do3(sd)×100,I\s\do3(xd)×td)EQ=\f(2.538578×22×100,173.667×5)=6.431703N/mm26.431703N/mm2≤125N/mm2立柱叠合截面抗剪强度可以满足[强度计算信息]铝合金窗计算依据及说明工程概况说明工程名称:青凤高科创新孵化中心项目工程所在城市:重庆市工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B类工程所在地区抗震设防烈度:六度工程基本风压:0.4kN/m2设计依据序号标准名称标准号1《绿色建筑评价标准》GB/T50378-20192《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-20183《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-20184《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-20175《吊挂式玻璃幕墙用吊夹》JG/T139-20176《铝合金建筑型材第1部分：基材》GB/T5237.1-20177《铝合金建筑型材第2部分：阳极氧化型材》GB/T5237.2-20178《铝合金建筑型材第3部分：电泳涂漆型材》GB/T5237.3-20179《铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》GB/T5237.4-201710《铝合金建筑型材第5部分：喷漆型材》GB/T5237.5-201711《铝合金建筑型材第6部分：隔热型材》GB/T5237.6-201712《钢结构设计标准》GB50017-201713《混凝土用机械锚栓》JG/T160-201714《冷弯型钢通用技术要求》GB/T6725-201715《混凝土接缝用建筑密封胶》JC/T881-201716《热轧型钢》GB/T706-201617《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-201618《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-201619《普通装饰用铝塑复合板》GB/T22412-201620《民用建筑热工设计规范》GB50176-201621《紧固件机械性能螺母》GB/T3098.2-201522《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-201523《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-201524《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-201525《公共建筑节能设计标准》GB50189-201526《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-201427《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-201428《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-201429《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-201430《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-201331《混凝土结构加固设计规范(附条文说明)》GB50367-201332《中空玻璃用弹性密封胶》GB/T29755-201333《一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分：一般要求》GB/T3880.1-201234《中空玻璃》GB/T11944-201235《建筑结构荷载规范》GB50009-201236《一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能》GB/T3880.2-201237《一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差》GB/T3880.3-201238《建筑用隔热铝合金型材》JG175-201139《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-201040《建筑抗震设计规范》(2016年版)GB50011-201041《混凝土结构设计规范》(2015版)GB50010-201042《建筑制图标准》GB/T50104-201043《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-201044《建筑玻璃点支承装置》JG/T138-201045《建筑抗震加固技术规程》JGJ/T116-200946《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176-200947《陶瓷板》GB/T23266-200948《平板玻璃》GB11614-200949《夹层玻璃》GB15763.3-200950《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-200951《半钢化玻璃》GB/T17841-200852《耐候结构钢》GB/T4171-200853《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-200854《中国地震烈度表》GB/T17742-200855《铝合金门窗》GB/T8478-200856《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》GB/T13790-200857《塑料门窗工程技术规程》JGJ103-200858《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》GB/T22476-200859《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-200860《建筑幕墙》GB/T21086-200761《铝合金结构设计规范》GB50429-200762《民用建筑能耗数据采集标准》JGJ/T154-200763《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JG/T211-200764《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-200765《中空玻璃用复合密封胶条》JC/T1022-200766《钢化玻璃》GB15763.2-200567《建筑隔声评价标准》GB/T50121-200568《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-200569《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-200370《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-200171《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001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;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;青凤高科创新孵化中心项目按B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》GB50009-20128.1.1-2采用风荷载计算公式:EQw\s\do3(k)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sl)×μ\s\do3(z)×w\s\do3(0)其中:EQw\s\do3(k)作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)EQβ\s\do3(gz)瞬时风压的阵风系数根据不同场地类型,按以下公式计算:EQβ\s\do3(gz)=1+2gI\s\do3(10)(\f(z,10))(-α)其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,α为地面粗糙度指数A类场地:EQI\s\do3(10)=0.12,α=0.12B类场地:EQI\s\do3(10)=0.14,α=0.15C类场地:EQI\s\do3(10)=0.23,α=0.22D类场地:EQI\s\do3(10)=0.39,α=0.30EQμ\s\do3(z)风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:EQμ\s\do3(z)=1.284×\b(\f(Z,10))0.24B类场地:EQμ\s\do3(z)=1.000×\b(\f(Z,10))0.30C类场地:EQμ\s\do3(z)=0.544×\b(\f(Z,10))0.44D类场地:EQμ\s\do3(z)=0.262×\b(\f(Z,10))0.60本工程属于B类地区EQμ\s\do3(sl)风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定EQw\s\do3(0)基本风压,按全国基本风压图,重庆市地区取为0.4kN/m2(3).地震作用计算:EQq\s\do3(EAk)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Ak)其中:EQq\s\do3(EAk)水平地震作用标准值EQβ\s\do3(E)动力放大系数,按5.0取定EQα\s\do3(max)水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6度(0.05g):EQα\s\do3(max)=0.047度(0.1g):EQα\s\do3(max)=0.087度(0.15g):EQα\s\do3(max)=0.128度(0.2g):EQα\s\do3(max)=0.168度(0.3g):EQα\s\do3(max)=0.249度(0.4g):EQα\s\do3(max)=0.32重庆市地区设防烈度为六度,根据本地区的情况,故取EQα\s\do3(max)=0.04EQG\s\do3(Ak)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：EQγ\s\do3(G)S\s\do3(G)+γ\s\do3(w)ψ\s\do3(w)S\s\do3(w)+γ\s\do3(E)ψ\s\do3(E)S\s\do3(E)+γ\s\do3(T)ψ\s\do3(T)S\s\do3(T)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：地震荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:①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1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.5荷载计算风荷载标准值计算EQW\s\do3(k):作用在门窗上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度29.5mEQμ\s\do3(z):29.5m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(\f(z,10))0.3=1.383396EQI\s\do3(10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):阵风系数:EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×I\s\do3(10)×(\f(z,10))(-α)EQ=1+2×2.5×0.14×(\f(29.5,10))(-0.15)=1.595148EQμ\s\do3(sp1):局部正风压体型系数EQμ\s\do3(sn1):局部负风压体型系数,通过计算确定EQμ\s\do3(sz):建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1EQμ\s\do3(sf):建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-1对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，取-0.2或0.2EQA\s\do3(v):立梃构件从属面积取4m2EQA\s\do3(h):横梃构件从属面积取1.4575m2EQμ\s\do3(sa):维护构件面板的局部体型系数EQμ\s\do3(s1z)=μ\s\do3(sz)+0.2=1.2EQμ\s\do3(s1f)=μ\s\do3(sf)-0.2=-1.2维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算EQμ\s\do3(s25z)=μ\s\do3(sz)×0.8+0.2(GB50009-20128.3.4)=1EQμ\s\do3(s25f)=μ\s\do3(sf)×0.8-0.2(GB50009-20128.3.4)=-1对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有EQμ\s\do3(saz)=1.2EQμ\s\do3(saf)=-1.2同样，取立梃面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(savz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.60206,1.4)+0.2=1.113991EQμ\s\do3(savf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)-0.2EQ=-1+((-0.8)-(-1))×\f(0.60206,1.4)-0.2=-1.113991同样，取横梃面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(sahz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.163609,1.4)+0.2=1.176627EQμ\s\do3(sahf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)-0.2EQ=-1+((-0.8)-(-1))×\f(0.163609,1.4)-0.2=-1.176627按照以上计算得到对于面板有:EQμ\s\do3(sp1)=1.2EQμ\s\do3(sn1)=-1.2对于立梃有:EQμ\s\do3(svp1)=1.113991EQμ\s\do3(svn1)=-1.113991对于横梃有:EQμ\s\do3(shp1)=1.176627EQμ\s\do3(shn1)=-1.176627面板正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.595148×1.2×1.383396×0.4=1.059226kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.595148×(-1.2)×1.383396×0.4=-1.059226kN/m2同样，立梃正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.595148×1.113991×1.383396×0.4=0.983307kN/m2EQW\s\do3(kvp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(kvp)=1kN/m2立梃负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-0.983307kN/m2EQW\s\do3(kvn)>-1kN/m2,取EQW\s\do3(kvn)=-1kN/m2同样，横梃正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.038595kN/m2横梃负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.038595kN/m2当前门窗抗风压等级为1级风荷载设计