小学幕墙设计计算书

XX小学

幕墙设计计算书

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2014年8月

目录

目录..............................................................................1

I.设计依据.......................................................................4

H.基本计算公式...................................................................9

HL工程信息概述..................................................................12

1工程所在地区信息.........................................................12

2板材选用信息............................................................13

3型材选用信息............................................................13

IV.明框幕墙......................................................................14

一、风荷载计算...................................................................14

1板块风载荷计算［直接承受风载荷）........................................14

2支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷）....................................14

二、玻璃的选用与校核............................................................15

1玻璃自重计算.............................................................15

2玻璃水平地震作用计算.....................................................15

3玻璃的强度计算...........................................................16

4玻璃的挠度计算...........................................................18

三、玻璃边缘至边框槽底诃隙校核..................................................19

四、幕墙立柱计算.................................................................19

1荷载计算.................................................................20

2选用立柱型材的截面特性..................................................21

3幕墙立柱的强度计算.......................................................21

4幕墙立柱的刚度计算.......................................................22

5立柱抗剪计算.............................................................22

五、立柱与主结构连接............................................................23

1连接处荷载计算...........................................................23

2连接处螺栓个数计算.......................................................24

3螺栓抗剪强度验算.........................................................25

4型材壁的强度验算.........................................................25

5立柱连接伸缩缝计算.......................................................25

六、幕墙后锚固连接设计计算......................................................26

1后锚固载荷计算...........................................................26

2锚栓钢材受拉破坏承载力..................................................28

3混凝土锥体受拉破坏承载力................................................29

4锚栓钢材受剪破坏承载力..................................................3（）

5混凝土楔形体受剪破坏承载力..............................................30

6混凝土剪撬破坏承载力.....................................................31

7拉剪复合受力承载力.......................................................32

七、幕墙横梁计算................................................................32

1选用横梁型材的撮面特性..................................................32

2幕墙懂梁的强度计算.......................................................33

3幕墙横梁的抗剪强度计算..................................................35

4幕墙横梁的刚度计算.......................................................36

八、横梁与立柱连接件计算........................................................36

1单个螺栓受剪承教力计算..................................................36

2横向节点连结（横梁与角码）.................................................37

3竖向节点（角码与立柱）.....................................................38

V.陶土板幕墙.....................................................................39

一、风荷载计算..................................................................39

1板块风载荷计算1直接承受风载荷）........................................39

2支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷）...................................40

二、板强度校核：.................................................................40

1陶土板强度校核...........................................................40

2陶土板剪应力校核.........................................................41

3挂钩剪应力校核...........................................................41

三、幕墙立柱计算................................................................42

1荷载计算.................................................................42

2选用立柱型材的截面特性..................................................43

3幕墙立柱的强度计算.......................................................43

4幕墙立柱的刚度计算.......................................................44

5立柱抗剪计算.............................................................45

四、立柱与主结构连接............................................................46

1连接处荷载计算...........................................................46

2连接处螺栓个数计算.......................................................47

3螺栓抗剪强度验算.........................................................47

4型材壁的强度验算.........................................................47

5角码抗承压承载能力计算..................................................47

6立柱连接伸缩缝计算.......................................................48

五、幕墙后锚固连接设计计算......................................................48

1后锚固载荷计算...........................................................48

2锚栓钢材受拉破坏承载力..................................................51

3混凝土锥体受拉破坏承载力................................................52

4锚栓钢材受剪破坏承载力..................................................53

5混凝土楔形体受剪破坏承载力..............................................53

6混凝土剪撬破坏承载力.....................................................53

7拉剪复合受力承载力.......................................................53

六、幕墙预埋件焊健计算..........................................................54

1焊缝截面参数计算.........................................................54

2焊缝强度计算.............................................................54

七、幕墙横梁计算................................................................55

1选用横梁型材的截面特性..................................................56

2幕墙横梁的强度计算.......................................................56

3幕墙横梁的抗剪强度计算..................................................58

4幕墙横梁的刚度计算.......................................................59

八、横梁与立柱连接件计算........................................................60

1单个螺栓受剪承载力计算..................................................60

2节点连结.................................................................60

VL格栅计算......................................................................62

1、计算简图.................................................................62

2、几何信息.................................................................64

3、载荷信息.................................................................65

4、内力计算结果.............................................................66

5、位移计算结果.............................................................67

6、设计验算结果.............................................................68

VII.节能计算.....................................................................70

一、本计算概况：............................................................71

二、参考资料：..............................................................71

三、计算基本条件：..........................................................71

四、基本计算参数：..........................................................75

五、幕墙计算单元的传热系数计算：...........................................77

六、太阳能透射比及遮阳系数计算：...........................................88

七、可见光投射比计算J.....................................................89

八、结露计算：..............................................................90

附录材料力学性能...............................................................93

I.设计依据

①幕墙设计规范：

《铝合金结构设计规范》GB50429-2007

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127:2001

《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138-2010

《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001

《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009

《建筑幕墙》GB/T21086-2007

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

《地震震级的规定》GB/T17740-1999

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《小单元建筑幕墙》JG/T216-2007

《建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2010

②建筑设计规范：

《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2011

《工程网络计划技术规程》JGJ/T121-99

《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004

《既有居住建筑节能改造技术规程》JGJ129-2012

《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002

《建筑材料放射性核素限量》GB6500-2010

《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154:2003

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

《建筑隔声评价标准》GB/T50121-2005

《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008

《建筑工程预应力施工规程》CECS180:2005

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《建筑抗震设防分类标唯》GB50223-2008

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《建筑设计防火规范》GB50016-2006

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002

《民用建筑隔声设计规范》GB50018-2010

《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

《民用建筑设计通则》GB50352-2005

《膜结构技术规程》CECS158:2004

《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010

《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012

《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2010

《中国地震动参数区划图》（国标委服务函[2008]57号第1号修改单）GB18306-2001

《中国地震烈度表》GB/T17742-2010

《建筑制图标准》GB/T50104-2010

《钢结构焊接规范》GB50661-2011

《混凝十.结构加固设计规范》GB50327-2006

《钢结构工程施工规范》GB50755-2012

《高层民用建筑设计防火规范》（2005年版）GB50045-95

《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ99-98

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

《高处作业吊蓝》GB19155-2003

《擦窗机》GB19154-2003

《建筑结构静力计算手册（第二版）》

③铝材规范：

《建筑用隔热铝合金型材》JG/T175-2011

《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T1332000

《铝合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2008

《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB5237.2-2008

《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》GB5237.3-2008

《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》GB5237.4-2008

《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》GB5237.5-2008

《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》GB5237.6-2012

《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2009

《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880.1-3-2006

《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2009

《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》YS/T459-2003

《变形铝及铝合金牌号表示方法》GB/T16474-2011

《变形铝及铝合金状态代号》GB/T16475-2008

《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008

《建筑装饰用铝单板》GB/T23443-2009

④金属板及石材规范：

《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830.1、2-2005

《建筑装饰用微晶玻璃》JC/T872-2000

《建筑幕墙用宽板》JG/T217-2007

《铝幕墙板、板基》YS/T429.1-2000

《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》YS/T429.2-2012

《建筑幕墙用铝塑复合板》GB/T17748-2008

《铝塑复合板用铝带》YS/T432-2000

《天然板石》GB/T18600-2009

《天然大理石荒料》JC/T202-2011

《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005

《天然花岗石荒料》JC/T204-2011

《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2009

《天然花岗石板材》GB/T18601-2009

《天然石材统一编号》GB/T17670-2008

《天然饰面石材术语》GB/T13890-2008

《建筑装饰工程石材应用技术规范》DB11/T512-2007

《微晶玻璃陶瓷复合砖》JC/T994-2006

《超薄天然石材复合板》JC/T1049-2007

《建筑幕墙用陶板》JG/T324-2011

《建筑装饰用石材蜂窝复合板》JG/T328-2011

《建筑幕墙用氟碳铝单板制品》JG331-2011

《纤维增强水泥外墙装卸挂板》JC/T2085-2011

《建筑用泡沫铝板》JG/T359-2012

《金属装饰保温板》JG/T360-2012

《外墙保温用锚栓》JG/T366-2012

《聚碳酸酯(PC)中空板》JG/T166-2012

《聚碳酸酯(PC)实心板》JG/T347-2012

⑤玻璃规范：

《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.12002

《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002

《防弹玻璃》GB17840-1999

《浮法玻璃》GBU614.2-2009

《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》GB15763.1-2009

《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》GB15763.2-2005

《建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃》GB15763.3-2009

《建筑用安全玻璃第4部分：均质钢化玻璃》GB15763.4-2009

《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB117841-2008

《平板玻璃》GBU614-2009

《热穹玻璃》JC/T915-2003

《压花玻璃》JC/T511-2002

《中空玻璃》GB/T11944-2012

《着色玻璃》GB/T11614-2009

《半钢化玻璃》GB/T17841-2008

⑥钢材规范：

《钢分类》GB/T13304.1.2-2008

《钢铁牌号表示方法》GB/T221-2008

《钢及合金术语》GB/T20566-2006

《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005

《不锈钢棒》GB/T1220-2007

《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280-2007

《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009

《不锈钢热轧钢板和钢带》GB/T4237-2007

《不锈钢丝》GB/T4240-2009

《建筑绝热用玻璃棉制品》GB/T17795-2008

《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007

《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000

《彩色涂层钢板及钢带》GB/T12754-2006

《低合金钢焊条》GB/T5118-2012

《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008

《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007

《耐候结构钢》GB/T4171-2008

《高碳格不锈钢丝》YB/T096—1997

《焊接结构用耐候钢》GB/T4172-2000

《合金结构钢》GB/T3077-1999

《结构用无缝钢管》GB/T8162-2008

《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002

《冷拔无缝异形钢管》GB/T3094-2012

《碳钢焊条》GB/T5117-2012

《碳素结构钢》GB/T700-2006

《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB912-2008

《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007

《优质碳索结构钢》GB/T699-1999

《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T143702007

《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-2007

《碳素结构钢冷轧钢板和钢带》GB/T11253-2007

《建筑装饰用搪瓷钢板》JG/T234-2008

⑦胶类及密封材料规范：

《建筑密封材料术语》GB/T14682-2006

《建筑密封胶分级及要求》GB/T22083-2008

《丙烯酸酯建筑密封胶》JC/T484-2006

《幕墙玻璃接缝用密封狡》JC/T882-2001

《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001

《石材用建筑密封胶》GB/T23261-2009

《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004

《干挂石材幕墙用环氧狡粘剂》JC/T887-2001

《非结构承载用石材粘狡剂》JC/T989-2006

《工业用橡胶板》GB/T5574-2008

《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-2001

《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007

《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1-20-2002

《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001

《建筑用硅酮结构密封狡》GB16776-2005

《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005

《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005

《建筑装饰用天然石材防护剂》JC/T973-2005

《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003

《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006

《丙烯酸建筑密封胶》JC/T484-2006

《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007

《绝热用硬质酚醛泡沫制品(PF)》GB/T20974-2007

《建筑绝热用聚氨酯泡沫塑料》GB/T21558-2008

《硫化橡胶或热塑性橡狡撕裂强度的测定》GB/T529-2008

《石材用建筑密封胶》GB23261-2009

《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-2008

《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002

《中空玻璃用弹性密封狡》JC/T486-2001

《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003

《中空玻璃用复合密封皎条》JC/T1022-2007

⑧门窗及五金件规范：

《封闭型沉头抽芯钾钉》GB/T12616-2004

《封闭型平圆头抽芯怫钉》GB/T12615-2004

《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277-1985

《紧固件公差螺栓、螺订、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002

《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2010

《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000

《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》GB/T3098.4-2000

《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.52000

《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉一、螺柱》GB/T3098.6-2000

《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000

《紧固件机械性能抽芯柳钉》GB/T3098.19-2004

《紧固件术语盲抑钉》GB/T3099-2004

《紧固件螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件》GB/T16938-2008

《铝合金门窗》GB/T8478-2008

《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997

《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000

《地弹簧》QB/T3884-2005

《铝合金门插锁》QB/T3885-1999(2009)

《平开铝合金窗把手》QB/T3886T999(2009)

《铝合金撑挡》QB/T3887-1999(2009)

《铝合金窗不锈钢滑撑》QB/T3888-1999(2009)

《铝合金门窗拉手》QB/T3889-1999(2009)

《铝合金窗锁》QB/T3900-1999(2009)

《铝合金门锁》QB/T3901-1999(2009)

《推拉铝合金门用滑轮》QB/T3902-1999(2009)

《闭合器》QB/T3893-1999(2009)

《外装门锁》QB/T2473-2009

《弹子插芯门锁》GB/T2474-2009

《叶片门锁》QB/T2475-2009

《球型门锁》QB/T2476-2009

《铜合金铸件》GB/T13819-1992

《锌合压铸件》GB/T13821-2009

《铝合金压铸件》GB/T15114-2009

《铸件尺寸公差与机械加工余量》QB/T6414-1999

《建筑门窗五金件插销》JG214-2007

《建筑门窗五金件传助机构用执手》JG124-2007

《建筑门窗五金件旋压执手》JG213-2007

《建筑门窗五金件合页(钱链)》JG125-2007

《建筑门窗五金件传均锁闭器》JG126-2007

《建筑门窗五金件滑撑》JG127-2007

《建筑门窗五金件滑轮》JG129-2007

《建筑门窗五金件多点锁闭器》JG215-2007

《建筑门窗五金件撑挡》JG128-2007

《建筑门窗五金件通用要求》JG212-2007

《建筑门窗五金件单点锁闭器》JG130-2007

《建筑门窗内平开下悬五金系统》JG168-2004

《钢型共挤门窗》JG207-2007

《电动采光排烟窗》JG189-2006

《铝合金门窗工程技术规范》JGJ/T214-2010

⑨相关物理性能级测试方法：

《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001

《玻璃幕幅光学性能》GB/T180912000

《采暖居住建筑节能检验标准》JGJ132-2001

《彩色涂层钢板及钢带试验方法》GB/T13448-2006

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000

《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007

《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001

《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000

《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008

《建筑外窗采光性能分级及检测方法》GB/T11976-2008

《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008

《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》GB/T8485-2008

《建筑外窗气密性能分级及检测方法》GB/T7107-2002

《建筑外窗水密性能分级及检测方法》GB/T7108-2008

《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001

《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2010

II.基本计算公式

(1).场地类别划分：

地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：

一A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

一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交B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。

(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》GB50009-2012规定采用，垂直于

建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：

1当计算主要承重结构时

Wk=zUsHZW()(GB500098.1.1-1)

2当计算围护结构时

Wk=PgzUsipzWo(GB50(X)98.1.1-2)

式中：

其中：Wk—-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN7m?)；

BRZ--高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.6.1条取

定。

根据不同场地类型,按以下公式计算：Bgz=l+2glio(Z/10)-°

其中g为峰值因子，取值2.5,a为地面粗糙度指数，九为10m高名义湍流度。经化简,

得：

<,12

A类场地:0gz=l+O.6X(Z/lO)'

0,5

B类场地:3fiZ=l+0.7X(Z/10)

C类场地：|3^=1+1,15X(Z/1O)'022

a3

D类场地:3W=1+1.95X(Z/10)°

Mz--风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》61350009-2012第8.2.1条取定。

根据不同场地类型,按以下公式计算：

A类场地:u,=1.284X(Z/1O)024

030

B类场地:UZ=1.OOOX(Z/1O)

0W

C类场地:U2=0.544X(Z/10)

aeo

D类场地:uz=0.262X(Z/10)

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条验算围护构件及其连接的强度时,

可按下列规定采用局部风压体型系数H81：

一、外表面

1.正压区按表8.3.1-1采用：

2.负压区

—对增面，取-1.0

—对墙角边，取-1.4

二、内表面

对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。

注：上述的局部体型系数口」(I)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当非直

接承受风载荷的围护构住的从属面积A大于或等于25m2时，局部风压体型系数入।(25)可乘以折

减系数0.8,当构件的从属面积小于25m2而大于1m?时，局部风压体型系数-i(A)可按而枳的

时数线性插值，即

Usi(A)=usi(1)+[usi(25)-nsi(1))logA/1.4

044

本工程属于C类地区，故Mz=0.544X(Z/10)

Wo—-基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5给出的风压采用，但不

得小于0.3kN/m2.

(3).地震作用计算：

qtAk=BEXa11axXGAK

其中：qM—-水平地亮作用标准值

BE-一动力放大系数，按5.0取定

a皿一-水平地震影响系数最大值，根据相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度,

按照《建筑抗震设计规范》GB500U一律筑表5设.4T采用.

表5.1.4-1水平地震影响系数最大值

地震影响6度7度8度9度

多遇地震0.040.08(0.12)0.16(