石材和瓷板幕墙的结构设计计算

石材与瓷板幕墙工程构造设计计

算书

J贝目名称：未命名工程

设计日期_______________

设计者_____________

校对者_____________

审核者_____________

批准者_____________

设计单位：未命名企业

目录

一.计算引用的规范、原则及资料

1.幕墙设计规范

2.建筑设计规范

3.铝材规范

4.金属板及石材规范

5.玻璃规范

6.幕墙设计规范

7.胶类及密封材料规范

8.门窗及五金件规范

9.《建筑构造静力计算手册》

10.土建图纸

二、基本参数

1.幕墙所在地区

2.地区粗糙度分类等级

3.抗震烈度

三、幕墙承受荷载计算

I.风荷载原则值计算:

2.垂直于幕墙平面的分布水平地震作用原则值:

3.作用效应组合：

四、幕墙立柱计算

1.立柱型材选材计算：

2.选用立柱型材H勺截面特性：

3.立柱的内力分析：

4.幕墙立柱H勺抗弯强度及抗剪强度验算：

5.幕墙立柱H勺挠度验算：

五、幕墙横梁计算

1.横梁型材选材计算：

2.确定材料的截面参数：

3.选用横梁型材口勺截面特性：

4.幕墙横梁的抗弯强度计算：

5.横梁的挠度计算：

6.横梁的抗剪计算：

六、石板的选用与校核

1.石板板块荷载计算：

2.石板的抗弯设计：

3.石板的剪应力校核：

七、连接件计算

1.横梁与角码间连结：

2.角码与立柱连接：

3.立柱与主构造连接

八、幕墙埋件计算（土建预埋）

1.荷载及受力分析计算：

2.埋件计算：

3.锚板总面积校核：

4.锚筋长度计算：

九、幕墙焊缝计算

1.受力分析：

2.焊缝特性参数计算：

3.焊缝校核计算：

十、立柱连接伸缩缝计算

、耐候胶胶缝计算

一.计算引用的规范、原则及资料

1.幕墙设计规范

《建筑幕墙》JG3035-1996

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2023

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2023

《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94

《建筑幕墙空气渗透性能测试措施》GB/T15226-94

《建筑幕墙风压变形性能测试措施》GB/T15227-94

《建筑幕墙雨水渗透性能测试措施》GB/115228-94

《建筑幕墙保温性能测试措施》GB8484

《建筑幕墙平面内变形性能检测措施》GB/T18250-2023

《建筑幕墙抗震性能振动台试验措施》GB/T18575-2023

2.建筑设计规范：

《建筑构造荷载规范》GB50009-2023

《钢构造设计规范》GB50017-2023

《高层民用钢构造技术规程》JGJ99-98

《建筑设计防火规范》GBJ16-2023

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2023

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2023

《中国地震烈度表》GB/T17742-1999

《建筑抗震设计规范》GB50011-2023

《建筑抗震设防分类原则》GB50223-1995

《高层建筑混凝土构造技术规程》JGJ3-2023

《混凝土构造设计规范》GB50010-2023

《建筑构造可靠度设计统一原则》GB50068-2023

《建筑装饰工程施工质量验收规范》GB50210-2023

《建筑钢构造焊接规程》GB/T8162

《碳钢焊条》GB/T5U7-1995

《铝型材截面几何参数算法及计算机程序规定》YS/T437-2023

3.铝村规范：

《铝合金建筑型材》GB/T5237-2023

《建筑铝型材基材》GB/T5237.1-2023

《建筑铝型材阳极氧化、着色型材》GB/T5237.2-2023

《铝及铝合金阳极氧化邛n极氧化膜口勺总规范》GB8013-1987

4.金属板及石材规范：

《天然花岗有荒料》JC/T204-2023

《天然大理石荒料》JC/T202-2023

《天然板石》GB/T18600-2023

《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2023

《天然大理石建筑板材》JC/T79-2023

《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC/T887-2023

《天然饰面石材术语》GB/T13890-92

《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2023

《干挂天然花岗岩，建筑板材及其不锈钢配件》JC830-1998

《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS10I：98

《建筑装饰庄微晶玻璃》JC/T872-2023

5.钢材规范：

《不锈钢冷扎钢板》GB/T3280

《不锈钢热扎钢板》GB/T4237-92

《不锈钢热扎钢带》GB/T5090

《碳素构造钢》GB/1,7()()-19«8

《优质碳素构造钢》GB/T699

《合金构造钢》GB/T3077

《不锈钢和耐热钢冷扎带钢》GB/T4239

《高耐候构造钢》GB/T4171-2023

《碳素构造和低合金构造钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912

《碳素构造和低合金构造钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274

《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术规定》GB/T13912-1992

6.胶类及密封材料规范：

《硅酮建筑密封胶》GB/14683-2023

《建筑用硅酣构造密封胶》GB16776-2023

《石材幕墙接缝用密封胶》JC/T883-2023

《工业用橡胶板》GB/T5574-I994

《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-98

《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2023

《建筑表面住有机硅防水剂》JC/T902-2023

7.土建图纸：

二、基本参数

1.幕墙所在地区：

2.地区粗糙度分类等级：

幕墙属于薄壁外围护构件，按《建筑构造荷载规范》(GB50009-2023)

A类：指近海海面和海岛、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和都市郊区；

C类：指有密集建筑群的都市市区；

D类：指有密集建筑群且房屋较高的都巾巾区；

根据上面分类原则，本工程按C类类地区考虑。

3.抗震烈度：

按照国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2023).《中国地震动参数区

划图》(GB18306-2023)规定，该地区地震基本烈度为8度抗震

水平地震影响系数最大值为：8度抗震，amax=0.000o

三、幕墙承受荷载计算

1.风荷载原则值计算：

幕墙属于薄壁外围护构件，按建筑构造荷载规范(GB50009-2023)计算：

wk=pgz*pz*ps*wd.......-2[GB50009-2023]

上式中：

wk：作用在幕墙上U勺风荷载原则值(kN/m2)；

Bz——瞬时风压口勺阵风系数，取2.250

us——风荷载体型系数，竖直幕墙外表面取1.50()

Z——风荷载作用点离地面高度Z(m)=,40.000

地区粗糙度分类等级：C类

uz——风荷载高度变化系数，并与建筑口勺地区类别有关，按《建筑构造荷载规

范》GBJ9取值

高度变化系数为1.130

Wo——基本风乐，取0.55()

因此，风荷载原则值为：

wk=2.250x1.500X1.130x0.550=2.098

风荷载设计值为：

2.垂直于幕墙平面的I分布水平地震作用原则值：

垂直于幕墙平面时分布水平地震作用原则值按下式计算：

qEk=pE*amax*(G+Gl)[JGJ102-2023]

式中：qEK一一垂直幕墙平面H勺分布水平地震作用(kN/m2)

BE——地震动力放大系数，取5.000

amax——水平地震影响系数最大值，取0.000

G——单位面积的幕墙构造自重，取0.560।kN/m2)

G1——单位面积的幕墙构造附件重，取0.000(kN/m2)

因此，垂直于幕墙平面的分布水平地震作用原则值为：

qEk=5.000x0.000x0.560=0.000(KN/m2)

3.作用效应组合：

荷载和作用效应按下式进行组合：

S=yGSGk+\!/wYwSwk+\|/EyESEk.......[JGJ102-2023]

上式中：

S：作用效应组合的设计值；

SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应原则值：

Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生口勺效应原则值；

YG、yw、YE：各效应的J分项系数；

巾w、2E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。

上面代JyG、yw、yE为分项系数，按、543、5.4.4[JGJ102-2023]规定如下:

进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：

重力荷载：YG：1.2；

风荷载：Yw：1.4；

地震作用：YE：1.3；

进行位移及挠度计算时;

重力荷载：yG：1.0；

风荷载：Yw：1.0；

地震作用：YE：1.0；

上式中，风荷载H勺组合系数3W为1.0：

地震蚱用的组合系数中E为。.5；

四.石板的选用与校核

目前计算板数n=0

五.横梁强度、刚度校核:

模型简图为:

横梁名：

材料：钢Q235,抗弯强度f=215.0(MPa)

(1)横梁截面特性：

L形高H=O.O(mm)

L形宽B=().0(mm)

L形厚t=0.0(mm)

(2)荷载：

分布荷载：

水平地震荷载原则值qE(kN/m)=().()(K)(kN/m)

水平风载原则值qw(kN/m)=O.OOO(kN/mi

竖向恒载原则值qG(kN/m)=O.OOO(kN/m)

集中荷载：

(3)各跨强度，刚度校核

强度计算公式：f=Mx/(Wx*1.05)+My/(Wy*1.05)<[f|

++++++++++++++end++++++++++++++++++++++++++++

*1*K1*

六.*********立柱强度、刚度校核:*(**J»*|**7*

模型简图为:

立柱名:column

材料:钢Q235,抗弯强度f=215.0(MPa)

(1)立柱截面特性：

L形高H=200.0(mm)

L形宽B=200.0(mm)

L形厚t=8.0(mm)

(2)荷载：

水平地震荷载原则值qE(kN/m)=0.538(kN/m)

水平风载原则值qw(kN/m)=2.517(kN/m)

竖向恒载集中力原则值NG(kN)=2.419(kN»

(3)各跨强度，刚度校核

强度计算公式：f=N/A*fa+My/(Wy*1.05)<[f](MPa)

单元序号：1高度为1.20()(m)

强度校核：

立柱弯矩、轴力：

M1-2(x)=0.547(kM-m)N=3.758(kM)

强度校核：

抗压弯强度f=3.53O(MPa)<=[f]=215.0(MPa)(强度满足规定)

刚度验算：

位移u=0.024(mm)刚度比=9049160.7

刚度比=9049160.7〉180(刚度满足规定)

单元序号:2高度为1.20()(m)

强度校核：

立柱弯矩、轴力：

M1-2(x)=0.547(kM-m)N=3.758(kM)

强度校核：

抗压弯强度f=3.53O(MPa)<=[f]=215.0(MPa)(强度满足规定)

刚度验算：

位移u=0.005(mm)刚度比=44745778.8

刚度比=44745778.8,180(刚度满足规定)

单元序号：3高度为1.200(m)

强度校核：

立柱弯矩、轴力：

M1-2(x)=0.547(kM-m)N=3.758(kM)

强度校核：

抗压弯强度f=3.53O(MPa)<=[f]=215.0(MPa)(强度满足规定)

刚度验算：

位移u=0.024(mm)刚度比=9049160.7

刚度比=9049160.7〉180(刚度满足规定)

++++++++++++++end++++++++++++++++++++++++++++

七、********连接件设计********

基本参数：

1：计算点标高：40.000

2：立柱计算间距B(指立柱左右分格平均宽度)：1200.000

3：横梁计算分格尺寸(指横梁上下分格平均高度)：=1200.000

4：立柱预埋件间距L(mm):1200.00

5：横梁总跨数n(跨):4

6：立柱总跨数m(跨):3

A:横梁与立柱

1.横梁与角码间连结：

计算参数：

横梁与角码连接螺栓公称直径6.00

螺栓抗剪强度设计值fvlb(MPa)：215.000

(1)风荷载作用下横梁剪力设计值：

Vw=1.4*Wk*a*b/4=734.147(N)

(2)地震作用下横梁剪力原则值：

VEk=pE*amax*(Gk/A)*a*b/4=0.000(N)

(3)地震作用下横梁剪力设计值：

VE=1.3*().5*VEk=0.000(N)

(4)连接部位总剪力N1：

N1=Vw+VE=734.150(N)

(5)连接螺栓计算：

Nvlb=nvl*n*d*d*fvlb/4...-1[GBJ17-88]

=6078.982

Nvlb：螺栓受剪承载能力设计值(N)

nvl：剪切面数：取1

螺栓个数Nnuml=N1/Nvlb=0.121

实际螺栓个数取Nnuml=2

(6)连接部位横梁型材壁抗承压能力计算：

Nel：连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力设计值(N)

tl：连接部位横梁壁厚(mm)：

fcl：型材抗压强度设计值(MPa)

Nel=Nnuml*d*tl*fcl...-3[GB5OO17-2023]

=20640.000(N)>N1=734.150(N)

连接部位幕墙横梁型材壁抗承木能力验算满足规定！

2.角码与立柱连接：

计算参数：

立柱与角码连接螺栓直径d(mm)：6.00

螺栓抗剪强度设计值fv2b(MPa)：215.000

立柱与横梁连接处铝角码厚度t3(mm)：5.00

(1)自重荷载计算：

竖向自重荷载设计值Gl=1.2*Gk=1322.173(N)

水平荷载设计值G2=1.4*B*H*Wk+L3*0.5*BiH*qEk=4228.686(N)

(2)连接处螺栓剪力设计值：

N2=sqrt(G1*G1+G2*G2)=4430.600(N)

⑶连接处螺栓强度计算：

Nv2b=nv2*n*d*d*fv2b/4.......-1[GBJ17-88]

=6078.982

Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)

nv2：剪切面数：取1

螺栓个数Nnum2=N2/Nv2b=0.729

实际螺栓个数取Nnum2=2

(4)连接部位立柱型材壁抗承压能力计算：

t2：连接部位立柱壁厚(mm)：

fc2：型材抗压强度设计值(MPa)

N21=Nnum2*d*t2*fc2.......-3[GB5()()17-2023]

=20640.000(N)>N2=4430.600(N)

连接部位立柱型材壁抗承压能力验算满足规定！

(5)连接部位铝角码壁抗承压能力计算：

fc3：型材的承压强度设计值,对6063-T5取85.5(MPa)

Nc3=Nnum2*d*t3*fc3.......-3[GB50017-2023J

=5130.000(N)>N2=4430.600(N)

连接部位铝角码壁抗承压能力验算满足规定！

B.立柱与主构造连接：

计算参数：

立柱与主体连接螺栓直径d(mm)：12.00

螺栓抗剪强度设计值fv3b(MPa)：215.000

立柱与主体连接钢角码壁厚t4(mm)：5.000

(1)连接处水平剪切总力计算：

水平剪切总力Qv:4228.686(N)

⑵连接处重力总力计算：

竖向剪力Qh:1676.667(N)

(3)连接处总剪力计算：

总剪力Q=sqrt(Qv*Qv+Qh*Qh):4549.000(N)

(4)螺栓承载力计算：

Nv3b=nv3*n*d*d*fv3b/4.......-1[GBJ17-88]

=48.632

螺栓个数num=Q/Nv2b=0.094

实际螺栓个数取num=2

(5)立柱型材壁抗承压能力计算：

fc4：立柱型材日勺承压强度设计值

Nc4：立柱型材壁抗承压能力(N)

Nc4=2*Nnum3xd*t2*fc4.......-3[GB50017-2023]

=82560.000(2>Q=4549.000(N)

立柱型材壁抗承压能力验算满足规定！

⑹钢角码型材壁抗承压能力计算：

fc5：钢角码的抗压强度设计值

Nc5=2*Nnum2*d*t4*fc5.......-3[GB50017-2023]

=51600.000(N)>Q=4549.000(N)

钢角码型材壁抗承压能力验算满足规定！

、*********预埋件设计********

计算公式(轴力受压为正)(规范C.0.1)：

受拉时：As2V/(ciYXavXfs)+N/(0.8XabXfs)+M/(1.3XayXabXfsXZ]

As^N/(0.8XabXfs)+M/(0.4XayXabXfsXZ]

受压时：As>(V-0.3N)/(aYXavXfs)+(M-C.4XNXZ)/(1.3XayXabXfsX

As>(M-0.4XNXZ)/(0.4XayXabXfsXZ)

预埋件名称ymj-1

轴力N(kN)=1.0000

剪力V(kN)=1.000()

弯矩M(kN-m)=1.000()

锚板厚度t(mm)=lO.OO(X)

混凝土等级二C15

钢筋级别:HPB235

所需锚筋的截面面积(mm*mm)：=92.8962

所需锚筋总的根数：=4

++++++++++++++end++++++++++++++++++++++++++++

九、*********幕墙预埋件与调整件[I勺焊缝计算********

(1)基本参数：

设计轴力N=O.OOO(N)

设计剪力V=0.000(N)

设计弯矩M=O.OOO(N-mm)

焊角高度hf=