社区综合体建设项目(社区综合体)设计计算书

社区综合体建设项目

（社区综合体）

设

计

计

算

书

目录

第一部分、横向格栅计算..........................................................4

一、计算依据及说明..........................................................4

1、工程概况说明.........................................................4

2、设计依据.............................................................4

3、基本计算公式.........................................................6

二、荷载计算.................................................................8

1、风荷载标准值计算.....................................................8

2、风荷载设计值计算.....................................................9

3、水平地震作用计算.....................................................9

4、荷载组合计算........................................................10

三、格栅强度计算............................................................10

1、格栅截面特性........................................................10

2、格栅强度计算........................................................11

3、格栅刚度计算........................................................12

4、格栅的抗剪强度计算..................................................13

5、格栅的各种强度校核及构造............................................13

6、连接螺栓强度计算....................................................14

四、格栅框强度计算.........................................................14

1、格栅框荷载计算......................................................14

2、格栅框截面特性......................................................15

3、格栅框强度计算......................................................16

4、格栅框刚度计算......................................................18

5、格栅框抗剪计算......................................................19

五、化学锚栓计算...........................................................20

1、锚栓计算信息描述....................................................20

2、锚栓承受拉力计算....................................................20

3、锚栓承受剪力计算....................................................21

4、锚栓受拉承载力校核..................................................22

5、锚栓混凝土锥体受拉破坏承载力校核...................................23

6、混凝土劈裂破坏承载力校核...........................................25

7、锚栓钢材受剪破坏校核................................................27

8、构件边缘受剪混凝土楔形体破坏校核...................................27

9、混凝土剪撬破坏承载能力计算.........................................30

10、拉剪复合受力承载力计算.............................................30

11、锚栓构造要求校核...................................................31

六、格栅支反力计算.........................................................31

1、框架分析参数说明....................................................31

2、框架分析结果........................................................34

七、托块计算...............................................................48

1、托板计算参数说明....................................................48

2、托板强度计算........................................................48

3、托板局部抗压强度计算................................................49

.第1页.

4、锚栓抗拉强度计算....................................................49

5、锚栓抗剪强度计算....................................................49

6、螺钉抗剪强度计算....................................................50

7、怫钉抗剪强度计算....................................................50

第二部分、雨蓬计算.............................................................51

一、荷载计算................................................................51

1、风荷载标准值计算....................................................51

2、风荷载设计值计算....................................................51

3、雪荷载标准值计算....................................................52

4、雪荷载设计值计算....................................................52

5、自重荷载设计值......................................................52

6、竖向均布地震作用计算................................................52

7、荷载组合计算........................................................53

二、单层铝板强度计算.......................................................54

1、面板荷载计算........................................................54

2、铝板强度计算........................................................54

3、加强肋强度计算......................................................55

4、角码抗剪强度校核....................................................58

5、钾钉抗拉强度计算....................................................59

三、雨蓬杆件计算...........................................................59

1、雨蓬杆件承受组合荷载计算...........................................59

2、雨蓬杆件型材截面信息................................................60

3、雨蓬杆件强度验算....................................................60

4、雨蓬杆件剪应力计算..................................................61

5、雨蓬杆件挠度计算....................................................61

6、雨蓬杆件在集中活荷载作用下的校核...................................62

四、横向杆件计算...........................................................63

1、选用型材的截面特性..................................................63

2、杆件强度计算........................................................64

3、杆件剪力计算........................................................65

4、杆件刚度计算........................................................66

五、端部连接焊缝强度计算...................................................67

1、端接焊缝基本信息....................................................67

2、焊缝强度计算........................................................67

六、化学锚栓计算...........................................................69

1、锚栓计算信息描述....................................................69

2、锚栓承受拉力计算....................................................69

3、锚栓承受剪力计算....................................................71

4、锚栓受拉承载力校核..................................................72

5、锚栓混凝土锥体受拉破坏承载力校核...................................72

6、混凝土劈裂破坏承载力校核...........................................75

7、锚栓钢材受剪破坏校核................................................77

8、构件边缘受剪混凝土楔形体破坏校核...................................77

9、混凝土剪撬破坏承载能力计算.........................................79

.第2页.

10、拉剪复合受力承载力计算.............................................80

11、锚栓构造要求校核...................................................81

第三部分、采光顶计算...........................................................82

一、采光顶荷载计算.........................................................82

1、风荷载标准值计算....................................................82

2、风荷载设计值计算....................................................82

3、雪荷载标准值计算....................................................83

4、雪荷载设计值计算....................................................83

5、自重荷载设计值......................................................83

6、竖向均布地震作用计算................................................83

7、荷载组合计算........................................................84

二、采光顶框架计算信息.....................................................85

1、框架分析参数说明....................................................85

2、框架分析结果........................................................88

三、玻璃计算...............................................................126

1、玻璃面积............................................................126

2、玻璃板块自重.......................................................126

3、玻璃强度计算.......................................................127

4、玻璃跨中挠度计算...................................................129

四、横杆计算...............................................................130

1、横杆计算参数说明...................................................130

2、横杆计算结果.......................................................131

五、化学锚栓计算...........................................................134

1、锚栓计算信息描述...................................................134

2、锚栓承受拉力计算...................................................134

3、锚栓承受剪力计算...................................................135

4、锚栓受拉承载力校核.................................................136

5、锚栓混凝土锥体受拉破坏承载力校核..................................137

6、混凝土劈裂破坏承载力校核...........................................139

7、锚栓钢材受剪破坏校核...............................................141

8、构件边缘受剪混凝土楔形体破坏校核..................................141

9、混凝土剪撬破坏承载能力计算.........................................144

10、拉剪复合受力承载力计算............................................144

11、锚栓构造要求校核..................................................145

六、结构胶计算.............................................................146

1、结构胶宽度计算.....................................................146

2、结构胶厚度计算.....................................................146

3、结构胶强度计算.....................................................147

七、钢结构防火计算书......................................................147

1、防火设计依据：......................................................147

2、钢构件防火设计.....................................................148

3、防火涂料技术要求...................................................148

.第3页.

第一部分、横向格栅计算

一、计算依据及说明

1、工程概况说明

工程名称:社区综合体及配套建设项目

工程所在城市：

工程建筑物所在地地面粗糙度类别:C类

工程所在地区抗震设防烈度:七度

工程基本风压：0.3kN/m2

2、设计依据

序号标准名称标准号

1《工程结构通用规范》GB55001-2021

2《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021

3《钢结构通用规范》GB55006-2021

4《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2020

5《铝合金门窗》GB/T8478-2020

6《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019

7《建筑玻璃采光顶技术要求》JG/T231-2018

8《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018

9《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2018

10《铝合金建筑型材第1部分：基材》GB/T5237.1-2017

11《铝合金建筑型材第2部分：阳极氧化型材》GB/T5237.2-2017

12《铝合金建筑型材第3部分：电泳涂漆型材》GB/T5237.3-2017

13《铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》GB/T5237.4-2017

14《铝合金建筑型材第5部分：喷漆型材》GB/T5237.5-2017

15《铝合金建筑型材第6部分：隔热型材》GB/T5237.6-2017

16《吊挂式玻璃幕墙用吊夹》JG/T139-2017

17《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2017

18《钢结构设计标准》GB50017-2017

19《混凝土用机械锚栓》JG/T160-2017

20《冷弯型钢通用技术要求》GB/T6725-2017

21《混凝土接缝用建筑密封胶》JC/T881-2017

22《普通装饰用铝塑复合板》GB/T22412-2016

23《热轧型钢》GB/T706-2016

24《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-2016

25《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016

26《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2015

27《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015

28《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015

.第4页.

29《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015

30《紧固件机械性能螺母》GB/T3098.2-2015

31《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-2014

32《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-2014

33《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-2014

34《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-2014

35《混凝土结构加固设计规范（附条文说明）》GB50367-2013

36《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013

37《中空玻璃用弹性密封胶》GB/T29755-2013

38《一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分：一般要求》GB/T3880.1-2012

39《中空玻璃》GB/T11944-2012

40《建筑陶瓷薄板应用技术规程》JGJ/T172-2012

41《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

42《一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能》GB/T3880.2-2012

43《一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差》GB/T3880.3-2012

44《建筑工程用索》JG/T330-2011

45《干挂空心陶瓷板》GB/T27972-2011

46《建筑用隔热铝合金型材》JG175-2011

47《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-2010

48《建筑抗震设计规范》（2016年版）GB50011-2010

49《建筑制图标准》GB/T50104-2010

50《建筑玻璃点支承装置》JG/T138-2010

51《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2010

52《混凝土结构设计规范》（2015版）GB50010-2010

53《陶瓷板》GB/T23266-2009

54《建筑抗震加固技术规程》JGJ/T116-2009

55《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176-2009

56《平板玻璃》GB11614-2009

57《夹层玻璃》GB15763.3-2009

58《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009

59《耐候结构钢》GB/T4171-2008

60《半钢化玻璃》GB/T17841-2008

61《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008

62《中国地震烈度表》GB/T17742-2008

63《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》GB/T13790-2008

64《塑料门窗工程技术规程》JGJ103-2008

65《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》GB/T22476-2008

66《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008

67《不锈钢棒》GB/T1220-2007

68《建筑幕墙》GB/T21086-2007

69《铝合金结构设计规范》GB50429-2007

70《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-2007

71《民用建筑能耗数据采集标准》JGJ/T154-2007

.第5页.

72《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JG/T211-2007

73《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-2007

74《百页窗用铝合金带材》YS/T621-2007

75《小单元建筑幕墙》JG/T216-2007

76《中空玻璃用复合密封胶条》JC/T1022-2007

77《钢化玻璃》GB15763.2-2005

78《建筑隔声评价标准》GB/T50121-2005

79《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005

80《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

81《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001

82《四川省金属与石材幕墙工程技术标准》DBJ51/T193-2022

83《采光顶与金属屋面技术规程》JGJ255-2012

3、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；

郭筒街道岷阳社区综合体及配套建设项目按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》GB50009-20128.1.1-2采用

风荷载计算公式：wk=3gzXKlXK2XPS1XuzXw0

其中：Wk--作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)

Bgz--瞬时风压的阵风系数

根据不同场地类型，按以下公式计算：Bgz=l+2gI10(帚(-a)

其中g为峰值因子取为2.5,110为10米高名义湍流度,a为地面粗糙度指数

A类场地：I]o=O.12,a=0.12

B类场地：ho=O.14,a=0.15

C类场地：110=0.23,a=0.22

D类场地：I]()=0.39,a=0.30

□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：

.第6页.

A类场地：u2=1.284X^0.24

B类场地：uz=1.000X^0.30

C类场地：uz=0.544X倚)()44

D类场地：uz=0.262X^0.60

本工程属于C类地区

%L风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定

wo—基本风压，按全国基本风压图，成都市地区取为0.3kN/m2+

K1—地形修正系数

K2…风向影响系数

(3).地震作用计算：

9EAk=PExamaxXGAk

其中：qEAk-水平地震作用标准值

PE—动力放大系数,按5.0取定

amax一水平地震影响系数最大值，按相应设防烈度取定:

6度(0.05g):amax=0.04

7度(0.1g):amax=0.08

7度(015g):amax=0.12

8度(0.2g):amax=0.16

8度(0.3g):amax=0.24

9度(0.4g):amax=0.32

成都市地区设防烈度为七度，根据本地区的情况，故取。max=0.08

GAk…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：

YGSG+丫w2wsw+YE巾ESE+丫T巾TST

.第7页.

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1.3

b.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

幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定《四川省金属与石

材幕墙工程技术标准》：

1、持久设计状况、短暂设计状况：

S-YG^GK+WTYTSTK

2、地震设计状况：

S=YG^GK+yE，EK+VWYW^WK

二、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/m2)

z:计算高度25.40m

Uz:25.40m高处风压高度变化系数(按C类区计算)：(GB50009-2012条文说明8.2.1)

Uz=0.544X闱044=0.819834

1]0：10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)

8口：阵风系数：

Bgz=I+2XgXI10X(-^)(-a>1.936773

按照《工程结构通用规范》要求不小于1+0.7严产=1.773099,满足要求。

□spl：局部正风压体型系数

usnl：局部负风压体型系数，通过计算确定

"sz：建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1

□sf建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-2

对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，取-0.2或0.2

.第8页.

usa：维护构件面板的局部体型系数

wslz=wsz+0-2=1-2

uslf=psf-0.2=-2.2

按照以上计算得到

对于面板有：

uspl=L2

□sn1=2.2

K1：地形修正系数，取1

K2：风向影响系数，取1

面板正风压风荷载标准值计算如下

W3=YxpxK,xKxxxW

0g22FlsplK0(GB50009-20128.1.1-2)

=1.1X1.936773XIXIX1.2X0.819834X0.3

=0.628781kN/m2

Wkp<lkN/m2,取Wkp=1kN/m2

面板负风压风荷载标准值计算如下

Wm=Y)xPxKxKxxxW

(gz12Fisn|Fiz0(GB50009-20128.1.1-2)

=1.1X1.936773X1X1X(-2.2)X0.819834X0.3

=-1.152766kN/m2

当前幕墙抗风压等级为1级

2、风荷载设计值计算

W:风荷载设计值:kN/m2

Yw:风荷载作用效应的分项系数：L5

面板风荷载作用计算

W=yxWt

PS=1.5X1=1.5kN/m2

WxW

n=Ywkn=1.5x(-1.152766)=-1.729149kN/m2

3、水平地震作用计算

GAk:面板平米重量取0.4kN/m2

amax：水平地震影响系数最大值0。8

.第9页.

qEk:分布水平地震作用标准值(kN/m2)

Yo

qEk=XPEXamaxXGAk=1.1X5X0.08X0.4=0.176kN/m2

YE：地震作用分项系数：L4

qEA：分布水平地震作用设计值(kN/m2)

qEA=丫EXqEk=1.4X0.176=0.2464kN/m2

4、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:

Szkp=Wkp=lkN/m2

Szp=wkpx丫w+qEkX丫EX巾E

=1X1.5+0.176X1.4X0.5

=1.6232kN/m2

考虑负风压、地震荷载组合：

,如=Wkn=-1.152766kN/m2

szn=wknxYwMEkxYE*：E

=-1.152766X1.5-0.176X1.4X0.5

=-1.852349kN/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1.152766kN/m2

面板荷载组合设计值为1.852349kN/m2

三、格栅强度计算

1、格栅截面特性

选定杆件材料类别：铝-6063-T5

选用杆件型材名称：格栅型材02

型材强度设计值:85.5N/mm2

型材弹性模量:E=70000N/mm2

X轴惯性矩：k=75.8389cm4

Y轴惯性矩：Iy=1952.52cm4

X轴上部抵抗矩：Wxi=30.3355cm3

X轴下部抵抗矩：Wx2=30.3355cm3

.第10页.

Y轴左部抵抗矩：Wy]=133.499cm3

Y轴右部抵抗矩：Wy2=128.206cm3

型材截面积:A=23.5439cm2

型材计算校核处抗剪壁厚:t=3mm

型材截面面积矩：Ss=18.6543cm3

塑性发展系数:Y=1.05

2、格栅强度计算

(1)荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)

q：荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)

Wk:风荷载均布荷载标准值1.152766kN/m2

B:格栅宽度：0.05m

GAK:格栅自重(kN/m)

格栅密度为28(kN/m3)

格栅断面面积23.5439cm2

qk=WkXB

=1.152766X0.05

=0.057638kN/m

GAK=28X23.5439X10(-4)

=0.065923kN/m

水平地震作用计算：

qEk=5XamaxXGAK(JGJ102-20035.3.4)

=5X0.08X0.065923

=0.026369kN/m

所以格栅所受的荷载设计值在水平方向为：

q=ywXWkXB+巾EXyEXqEk

=1.5X1.]52766X0.05+0.5X1.4X0.026369

=0.104916kN/m

格栅在重力方向所受的线荷载设计值为：

g=YgXGAK

=1.3X0.065923

=0.0857kN/m

(2)荷载组合

格栅所受组合荷载筒图如下：

.第11页.

Y

ql=O.105kN/m

gl=O.086kN/m

(3)格栅弯矩：

通过有限元分析计算得到格栅的弯矩图如下:

风荷载作用下弯矩图重力荷载作用下弯矩图

百叶片弯矩分布如下表:

编号条目123456789

偏移0.0000.3000.6000.9001.2001.5001.8002.1002.400

My0.000-0.033-0.057-0.071-0.076-0.071-0.057-0.0330.000

Mz0.000-0.027-0.046-0.058-0.062-0.058-0.046-0.0270.000

1

。y0.000-0.246-0.421-0.526-0.561-0.526-0.421-0.2460.000

0z0.000-0.848-1.453-1.816-1.937-1.816-1.453-0.8480.000

00.000-1.093-1.874-2.342-2.498-2.342-1.874-1.0930.000

说明：偏移单位为m；弯矩单位为kN.m；应力单位为N/mm2。

格栅在组合荷载作用下的支座反力信息如下表所示:

支座编号Y向反力(kN)z向反力(kN)Y向转角反力(kN.m)z向转角反力(kN.m)

n00.1260.103——

nl0.1260.103——

3、格栅刚度计算

在荷载作用下的挠度图如下:

.第12页.

Y

A

DmaxML018mm

X

风荷载作用下位移图重力荷载作用下位移图

格栅在荷载作用下的挠度数据如下表所示:

编号条目123456789

偏移0.0000.3000.6000.9001.2001.5001.8002.1002.400

Dy0.000-0.007-0.013-0.017-0.018-0.017-0.013-0.0070.000

1

Dz0.000-0.208-0.382-0.497-0.536-0.497-0.382-0.2080.000

D0.0000.2080.3820.4970.5370.4970.3820.2080.000

说明：偏移单位为m；挠度单位为mm。

4、格栅的抗剪强度计算

格栅在荷载作用下的剪力图如下:

风荷载作用下剪力图重力荷载作用下剪力图

格栅在荷载作用下的剪力以及剪应力数据如下表所示:

编号条目123456789

偏移0.0000.3000.6000.9001.2001.5001.8002.1002.400

Qy0.1260.0940.0630.0310.000-0.031-0.063-0.094-0.126

Qz0.1030.0770.0510.0260.000-0.026-0.051-0.077-0.103

1

工y0.1990.1490.1000.0500.000-0.050-0.100-0.149-0.199

TZ0.8430.6320.4220.2110.000-0.211-0.422-0.632-0.843