干挂石材幕墙计算书.docx

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干挂石材幕墙计算书

.

干挂石材幕墙设计计算书

基本参数:

XX地域基本风压0.650kN/m2

抗震布防烈度7度设计基当地震加快度0.10g

Ⅰ.设计依照:

《建筑构造靠谱度设计一致标准》

GB50068-2001

《建筑构造荷载规范》

GB50009-2001（2006

版）

《建筑抗震设计规范》

GB50011-2001

《混凝土构造设计规范》

GB50010-2002

《钢构造设计规范》

GB50017-2003

《混凝土构造后锚固技术规程》

JGJ145-2004

《玻璃幕墙工程技术规范》

JGJ102-2003

《建筑幕墙》JG3035-1996

《玻璃幕墙工程质量查验标准》

JGJ/T139-2001

《铝合金建筑型材

基材》GB/T5237.1-2004

《铝合金建筑型材

阳极氧化、着色型材》

GB/T5237.2-2004

《紧固件机械性能

螺栓、螺钉和螺柱》

GB/T3098.1-2000

《紧固件机械性能

螺母

粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000

《紧固件机械性能

自攻螺钉》

GB/T3098.5-2000

《紧固件机械性能

不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》

GB/T3098.6-2000

《紧固件机械性能

不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000

《浮法玻璃》GB11614-1999

可编写

.

《钢化玻璃》GB/T9963-1998

《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999

《建筑构造静力计算手册（第二版）》

《BKCADPM集成系统（BKCADPM2006版）》

Ⅱ.基本计算公式:

（1）.场所类型区分:

地面粗拙度可分为A、B、C、D四类：

--A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及荒漠地域；

--B类指野外、农村、森林、丘陵以及房子比较稀少的乡镇和城市郊区；

--C类指有密集建筑群的城市市里；

--D类指有密集建筑群且房子较高的城市市里。

本工程按B类地域计算风荷载。

（2）.风荷载计算:

幕墙属于薄壁外头护构件，依据《建筑构造荷载规范》GB50009-2001（2006版）规定采

用

风荷载计算公式:

Wk=βgz×μs×μz×W0（）

此中:

Wk---垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值（kN/m2）；

βgz---高度Z处的阵风系数,按《建筑构造荷载规范》GB50009-2001（2006版）第

7.5.1条取定。

依据不一样场所种类,按以下公式计算:

βgz=K（1+2μf）

此中K为地域粗拙度调整系数，μf为脉动系数。

经化简，得：

A类场所:

βgz=0.92×[1+35-0.072×（Z/10）-0.12]

可编写

.

B类场所:

β=0.89

×[1+（Z/10）-0.16]

gz

C类场所:

βgz=0.85

×[1+35

0.108×（Z/10）

-0.22]

D类场所:

βgz=0.80

×[1+35

0.252×（Z/10）

-0.30]

μz---风压高度变化系数,按《建筑构造荷载规范》GB50009-2001（2006

版）第

条

取定。

依据不一样场所种类,按以下公式计算:

A类场所:

μz=1.379×（Z/10）0.24

B类场所:

μz=1.000

×（Z/10）

0.32

C类场所:

μz=0.616

×（Z/10）

0.44

D类场所:

μz=0.318×（Z/10）0.60

本工程属于B类地域,故μ=1.000

×（Z/10）0.32

z

μs---风荷载体型系数,按《建筑构造荷载规范》GB50009-2001（2006

版）第

条取

为：

-1.2

W0---基本风压,按《建筑构造荷载规范》

GB50009-2001（2006

版）附表D.4给出的50

年一遇的风压采纳，但不得小于

0.3kN/m

2，大连地域取为0.650kN/m

2

（3）.地震作用计算:

qEAk=βE×αmax×GAK

此中:

qEAk---水平川震作用标准值

βE---动力放大系数,按5.0取定

αmax---水平川震影响系数最大值，按相应抗震布防烈度和设计基当地震加快度取定

:

αmax选择可按JGJ102-2003

中的表5.3.4进行。

表

水平川震影响系数最大值α

max

可编写

.

抗震布防烈度

6度

7度

8度

α

0.04

0.08（0.12）

0.16（0.24）

max

注:

7、8度时括号内数值分别用于设计基当地震速度为

0.15g和0.30g

的地域。

设计基当地震加快度为

0.05g

，抗震布防烈度

6度：

αmax=0.04

设计基当地震加快度为

0.10g

，抗震布防烈度

7度：

αmax=0.08

设计基当地震加快度为

0.15g

，抗震布防烈度

7度：

αmax=0.12

设计基当地震加快度为

0.20g

，抗震布防烈度

8度：

αmax=0.16

设计基当地震加快度为

0.30g

，抗震布防烈度

8度：

αmax=0.24

设计基当地震加快度为

0.40g

，抗震布防烈度

9度：

αmax=0.32

大连设计基当地震加快度为0.10g，抗震布防烈度为7度，故取αmax=0.08

GAK---幕墙构件的自重（N/m2）

（4）.作用效应组合:

一般规定，幕墙构造构件应按以下规定验算承载力和挠度：

a.无地震作用效应组合时，承载力应切合下式要求：

γ0S≤R

b.有地震作用效应组合时，承载力应切合下式要求：

SE≤R/γRE

式中S---荷载效应按基本组合的设计值；

SE---地震作用效应和其余荷载效应按基本组合的设计值；

R---构件抗力设计值；

γ0----构造构件重要性系数，应取不小于1.0；

可编写

.

γRE----构造构件承载力抗震调整系数，应取1.0；

c.挠度应切合下式要求：

df≤df,lim

df---构件在风荷载标准值或永远荷载标准值作用下产生的挠度值；

df,lim---构件挠度限值；

d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别切合df≤df,lim的规定。

幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应切合以下规定：

1有地震作用效应组合时，应按下式进行：

S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK

2无地震作用效应组合时，应按下式进行：

S=γGSGK+ψwγwSWK

S---作用效应组合的设计值；

SGk---永远荷载效应标准值；

SWk---风荷载效应标准值；

SEk---地震作用效应标准值；

γG---永远荷载分项系数；

γW---风荷载分项系数；

γE---地震作用分项系数；

ψW---风荷载的组合值系数；

ψE---地震作用的组合值系数；

进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按以下规定取值：

①一般状况下，永远荷载、风荷载和地震作用的分项系数γG、γW、γE应分别取

1.2、

可编写

.

1.4和1.3；

②当永远荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG应取1.35；此时，参加组合的可变

荷载效应仅限于竖向荷载效应；

③当永远荷载的效应付构件利时，其分项系数γG的取值不该大于1.0。

可变作用的组合系数应按以下规定采纳：

①一般状况下，风荷载的组合系数ψW应取1.0，地震作用于的组合系数ψE应取0.5。

②对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数ψW应取

1.0（永远荷载的效应不起控制作用时）或0.6（永远荷载的效应起控制作用时）。

幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW和永远荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑

作用效应的组合。

Ⅲ.资料力学性能:

资料力学性能，主要参照JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》。

（1）.玻璃的强度设计值应按表5.2.1的规定采纳。

表

玻璃的强度设计值

fg（N/mm

2）

种

类

厚度（mm）

大

面

侧

面

一般玻璃

5

28.0

19.5

5～12

28.0

19.5

浮法玻璃

15～19

24.0

17.0

≧20

20.0

14.0

5～12

84.0

58.8

钢化玻璃

15～19

72.0

50.4

可编写

.

≧2059.041.3

注：

1.夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采纳的玻璃种类确立；

2.

当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的

3倍时，表中数值

应依据实测结果予于调整；

3.

半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的

2倍。

当半钢化玻璃

的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的

2倍时，其设计值应依据实

测结果予于调整；

4.侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。

（2）.铝合金型材的强度设计值应按表5.2.2的规定采纳。

表铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）

强度设计值fa

铝合金牌号

状

态

壁厚（mm）

抗拉、抗压

抗剪

局部承压

T4

不区分

85.5

49.6

133.0

6061

T6

不区分

190.5

110.5

199.0

T5

不区分

85.5

49.6

120.0

6063

T6

不区分

140.0

81.2

161.0

≦10

124.4

72.2

150.0

6063A

T5

〉10

116.6

67.6

141.5

可编写

.

≦10147.785.7172.0

T6

〉10140.081.2163.0

（3）.钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢构造设计规范》

GB50017-2003

的规定采纳，

也可按表

采纳。

表

钢材的强度设计值

fs（N/mm

2）

抗

钢材牌号

厚度或直径d（mm）

抗拉、抗压、抗弯

端面承压

剪

d≤16

215

125

Q235

16＜d≤40

205

120

325

40＜d≤60

200

115

d≤16

310

180

Q345

16＜d≤35

295

170

400

35＜d≤50

265

155

注：

表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.

（4）.玻璃幕墙资料的弹性模量可按表5.2.8的规定采纳。

表

资料的弹性模量

E（N/mm

2）

材

料

E

玻

璃

0.72

ｘ105

铝合金

0.70

ｘ105

可编写

.

钢、不锈钢

2.06ｘ105

除去应力的高强钢丝

2.05ｘ105

不锈钢绞线

1.20ｘ105～1.50ｘ105

高强钢绞线

1.95ｘ105

钢丝绳

0.80ｘ105～1.00ｘ105

注：

钢绞线弹性模量可按实测值采纳。

（5）.玻璃幕墙资料的泊松比可按表5.2.9的规定采纳。

表资料的泊松比υ

材

料

υ

材

料

υ

玻璃

0.20

钢、不锈钢

0.30

铝合金

0.33

高强钢丝、钢绞线

0.30

（6）.玻璃幕墙资料的线膨胀系数可按表5.2.10的规定采纳。

表资料的线膨胀系数α（1/℃）

资料

α

资料

α

玻璃

0.80×10-5～1.00×10-5

不锈钢板

1.80

×10-5

铝合金

2.35

×10

混凝土

1.00

×10

-5

-5

铝材

1.20

×10-5

砌砖体

0.50

×10-5

（7）.玻璃幕墙资料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采纳。

表资料的重力密度γg（kN/m3）

可编写

.

资料

γg

资料

γg

一般玻璃、夹层玻璃、

矿棉

1.2~1.5

25.6

钢化玻璃、半钢化玻璃

玻璃棉

0.5~1.0

钢材

78.5

岩棉

0.5~2.5

铝合金

28.0

一、风荷载计算

标高为37.9m处风荷载计算

（1）.风荷载标准值计算:

W0:

基本风压

W0

=0.65kN/m

2

βgz:

37.9m

高处阵风系数（按B类区计算）

βgz=0.89×[1+（Z/10）-0.16]=1.609

μz:

37.9m

高处风压高度变化系数

（按B类区计算）:

（GB50009-2001（2006

版））

μz=1.000×（Z/10）0.32

=1.000×（37.9/10）0.32=1.532

μs:

风荷载体型系数

μs=-1.20

Wk=βgz×μz×μs×W0

（GB50009-2001（2006版））

=1.609×1.532×1.2×0.650

=1.923kN/m2

可编写

.

（2）.风荷载设计值:

W:

风荷载设计值（kN/m2）

γw:

风荷载作用效应的分项系数：

1.4

按《建筑构造荷载规范》规定采纳

W=γw×Wk=1.4×1.923=2.692kN/m

2

二、板强度校核:

1.石材强度校核

用级石材，其抗弯强度标准值为：

8.0N/mm2

石材抗弯强度设计值：

3.70N/mm2

石材抗剪强度设计值：

1.90N/mm2

校核依照：

σ≤[σ]=3.700N/mm

2

Ao:

石板短边长：

0.600m

Bo:

石板长边长：

1.100m

a:

计算石板抗弯所用短边长度:

0.600m

b:

计算石板抗弯所用长边长度:

0.900m

t:

石材厚度:

25.0mm

GAK:

石板自重=700.00N/mm2

m1:

四角支承板弯矩系数,按短边与长边的边长比（a/b=0.667）

查表得:

0.1383

Wk:

风荷载标准值

:

1.923kN/m

2

垂直于平面的散布水平川震作用:

qEAk:

垂直于幕墙平面的散布水平川震作用（kN/m2）

可编写

.

qEAk=5×αmax×GAK

=5×0.080×700.000/1000

=0.280kN/m2

荷载组合设计值为：

Sz=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk

=2.874kN/m2

应力设计值为：

σ=6×m1×Sz×b2×103/t2

=6×0.1383×2.874×0.9002×103/25.02

=3.091N/mm2

3.091N/mm2≤3.700N/mm2强度能够知足要求

2.石材剪应力校核

校核依照:

τmax≤[τ]

τ:

石板中产生的剪应力设计值（N/mm2）

n:

一个连结边上的挂钩数目:

2

t:

石板厚度:

25.0mm

d:

槽宽:

7.0mm

s:

槽底总长度:

60.0mm

β:

系数,取1.25

对边开槽

τ=Sz×Ao×Bo×β×1000/[n×（t-d）×s]

=1.098N/mm2

可编写

.

1.098N/mm2≤1.900N/mm2

石材抗剪强度能够知足

3.挂钩剪应力校核

校核依照:

τmax≤[τ]

τ:

挂钩剪应力设计值（N/mm2）

Ap:

挂钩截面面积:

19.600mm2

n:

一个连结边上的挂钩数目:

2

对边开槽

τ=Sz×Ao×Bo×β×1000/（2×n×Ap）

=30.245N/mm2

30.245N/mm2≤125.000N/mm2

挂板抗剪强度能够知足

三、幕墙立柱计算:

可编写

.

1.荷载计算:

（1）风荷载均布线荷载设计值（矩形散布）

qw:

风荷载均布线荷载设计值（kN/m）

W:

风荷载设计值:

2.692kN/m2

B:

幕墙分格宽:

1.000m

qw=W×B

=2.692×1.000

=2.692kN/m

（2）立柱弯矩:

可编写

.

Mw:

风荷载作用下立柱弯矩（kN.m）

qw:

风荷载均布线荷载设计值:

2.692（kN/m）

Hsjcg:

立柱计算跨度:

3.300mMw=qw×Hsjcg2/8

=2.692×3.3002/8=3.664kN·m

qEA:

地震作用设计值（KN/m2）:

垂直于幕墙平面的均布水平川震作用标准值:

qEAk:

垂直于幕墙平面的均布水平川震作用标准值（kN/m2）

qEAk=5×αmax×GAk

=5×0.080×700.000/1000

=0.280kN/m

2

γE:

幕墙地震作用分项系数:

1.3

qEA=1.3×qEAk

可编写

.

=1.3×0.280

=0.364kN/m

2

qE：

水平川震作用均布线作用设计值（矩形散布）

qE=qEA×B

=0.364×1.000

=0.364kN/m

ME:

地震作用下立柱弯矩（kN·m）:

ME=qE×Hsjcg2/8

=0.364×3.3002/8=0.495kN·m

M:

幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩（kN·m）

采纳SW+0.5SE组合

M=Mw+0.5×ME

=3.664+0.5×0.495

=3.912kN·m

2.采纳立柱型材的截面特征:

立柱型材号:

XC1\HHH

采纳的立柱资料牌号:

Q235d<=16

型材强度设计值:

抗拉、抗压

215.000N/mm

2

抗剪125.0N/mm

2

型材弹性模量:

E=2.10×105N/mm2

X轴惯性矩:

Ix=101.000cm4

Y轴惯性矩:

Iy=16.600cm4

可编写

.

立柱型材在弯矩作用方向净截面抵挡矩:

Wn=25.300cm3

立柱型材净截面积:

An=10.250cm2

立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:

LT_x=6.000mm

立柱型材计算剪应力处以上（或下）截面对中和轴的面积矩:

Ss=37.400cm3

塑性发展系数:

γ=1.05

3.幕墙立柱的强度计算:

校核依照:

N/An+M/（γ×Wn）≤ｆa=215.0N/mm2（拉弯构件）

B:

幕墙分格宽:

1.000m

幕墙自重线荷载:

Gk=700×B/1000

=700×1.000/1000

=0.700kN/m

Nk:

立柱受力:

Nk=Gk×L

=0.700×3.300=2.310kN

N:

立柱受力设计值:

rG:

构造自重分项系数:

1.2

N=1.2×Nk

=1.2×2.310

=2.772kN

σ: