半園采光頂計(jì)算書(shū)

1、 洛陽(yáng)幕墻工程玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 石家莊四站鋁合金裝飾工程處2005年4月12日半園采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：建筑幕墻 jg3035-1996玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 jgj102-2003金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 jgj133-2001點(diǎn)支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 cecs127-2001全玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 dbj/ct014-2001玻璃幕墻光學(xué)性能 gb/t18091-2000建筑幕墻物理性能分級(jí) gb/t15225-94建筑幕墻空氣滲透性能測(cè)試方法 gb/t15226-94建筑幕墻風(fēng)壓變形性能測(cè)試方法 gb/t1522

2、7-94建筑幕墻雨水滲透性能測(cè)試方法 gb/t15228-94建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 gb/t18250-2000建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法 gb/t18575-2001點(diǎn)支式玻璃幕墻支承裝置 jg138-2001吊掛式玻璃幕墻支承裝置 jg139-20012.建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 gb50009-2001鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50017-2003冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50018-2002高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 jgj99-98建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 gbj16-87(2001版)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 gb50045-2001建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50057-200

3、0工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn) jgj/t97-95中國(guó)地震烈度表 gb/t17742-1999建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50011-2001建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) gb50223-2004中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 gb18306-2000采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50019-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 jgj3-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50010-2002民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50176-93民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范 gbj118-88建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) gb50068-2001建筑裝飾工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 gb50210-2001建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 jgj81-2002鋼結(jié)構(gòu)防

4、火涂料 gb14907-2002碳鋼焊條 gb/t5117-1995低合金鋼焊條 gb/t5118-1995鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求 ys/t437-20003.鋁材規(guī)范：鋁幕墻板 板基 ys/t429.1-2000鋁幕墻板 氟碳噴漆鋁單板 ys/t429.2-2000鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 ys/t431-2000鋁塑復(fù)合板用鋁帶 ys/t432-2000鋁合金建筑型材 gb/t5237-2000建筑鋁型材 基材 gb/t5237.1-2004建筑鋁型材 陽(yáng)極氧化、著色型材 gb/t5237.2-2004建筑鋁型材 電泳涂漆型材 gb/t5237.3-2004建筑鋁型材 粉

5、末噴涂型材 gb/t5237.4-2004建筑鋁型材 氟碳漆噴涂型材 gb/t5237.5-2004變形鋁及鋁合金化學(xué)成份 gb/t3190-1996鋁及鋁合金軋制板材 gb/t3880-1997建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 jg/t133-20004.金屬板及石材規(guī)范：天然花崗石荒料 jc/t204-2001天然大理石荒料 jc/t202-2001天然板石 gb/t18600-2001天然花崗石建筑板材 gb/t18601-2001天然大理石建筑板材 jc/t79-2001干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 jc/t887-2001天然飾面石材術(shù)語(yǔ) gb/t13890-92建筑材料放射性核素限量 gb6

6、566-2001鋁塑復(fù)合板 gb/t17748-1999建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)范 cecs101：98建筑裝飾用微晶玻璃 jc/t872-20005.玻璃規(guī)范：建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 jgj113-2003普通平板玻璃 gb4871-1995浮法玻璃 gb116141999鋼化玻璃 gb/t9963-1998幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 gb/t17841-1999建筑用安全玻璃 防火玻璃 gb15763.1-2001中空玻璃 gb/t11944-2002夾層玻璃 gb9962-1999鍍膜玻璃 第一部分 陽(yáng)光控制鍍膜玻璃 gb/t18915.1-2002鍍膜玻璃 第二部分 低輻射鍍膜玻璃 gb/

7、t18915.2-2002熱反射玻璃 jc693-1998熱彎玻璃 jc/t915-20036.鋼材規(guī)范：不銹鋼棒 gb/t1220-1992不銹鋼冷加工鋼棒 gb/t4226-1984不銹鋼冷扎鋼板 gb/t3280-1992不銹鋼熱扎鋼板 gb/t4237-1992不銹鋼熱扎鋼帶 gb/t5090冷拔異形鋼管 gb/t3094-2000碳素結(jié)構(gòu)鋼 gb/t700-1988優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 gb/t699-1999合金結(jié)構(gòu)鋼 gb/t3077-1999不銹鋼和耐熱鋼冷扎帶鋼 gb/t4239-1991高耐候結(jié)構(gòu)鋼 gb/t4171-2000焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼 gb/t4172-2000低合金高強(qiáng)

8、度結(jié)構(gòu)鋼 gb/t1591-1994碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶 gb/t912-1989碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶 gb/t3274-1988結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管 jbj102金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 gb/t13912-19927.膠類及密封材料規(guī)范：混凝土接縫用密封膠 jc/t881-2001硅酮建筑密封膠 gb/14683-2003建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 gb16776-2003聚硫建筑密封膠 jc483-1992中空玻璃用彈性密封劑 jc486- 2001幕墻玻璃接縫用密封膠 jc/t882-2001石材幕墻接縫用密封膠 jc/t883-2001中空玻璃用丁基

9、熱熔密封膠 jc/t914-2003彩色鋼板用建筑密封膠 jc/t884-2001工業(yè)用橡膠板 gb/t5574-1994絕熱用巖棉、礦棉及其制品 gb/t11835-98建筑用防霉密封膠 jc/t885-2001建筑表面用有機(jī)硅防水劑 jc/t902-2002聚氨酯建筑密封膠 jc/t482-20038.門(mén)窗及五金件規(guī)范：鋁合金門(mén) gb/t8478-2003鋁合金窗 gb/t8479-2003建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t7106-2002建筑外窗氣密性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t7107-2002建筑外窗水密性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t7108-2002建筑外窗空氣隔聲性能分級(jí)及

10、檢測(cè)方法 gb/t8485-2002鋁合金門(mén)窗工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范 dbj15-30-2002建筑外窗采光性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t11976-2002地彈簧 gb/t9296-1988平開(kāi)鋁合金窗執(zhí)手 gb/t9298-1988鋁合金窗不銹鋼滑撐 gb/t9300-1988鋁合金門(mén)插銷 gb/t9297-1988鋁合金窗撐擋 gb/t9299-1988鋁合金門(mén)窗拉手 gb/t9301-1988鋁合金窗鎖 gb/t9302-1988鋁合金門(mén)鎖 gb/t9303-1988閉門(mén)器 gb/t9305-1988推拉鋁合金門(mén)窗用滑輪 gb/t9304-1988緊固件 螺栓和螺釘 gb/t5277十

11、字槽盤(pán)頭螺釘 gb/t818-2000緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱 gb3098.1-2000緊固件機(jī)械性能 螺母 粗牙螺紋 gb3098.2-2000緊固件機(jī)械性能 螺母 細(xì)牙螺紋 gb3098.4-2000緊固件機(jī)械性能 自攻螺釘 gb3098.5-2000緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 gb3098.6-2000緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺母 gb3098.15-2000螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積 gb/t16823.1-19979.建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) (第二版)10.土建圖紙：二、基本參數(shù)1.幕墻所在地區(qū)： 洛陽(yáng)地區(qū)；2.地區(qū)粗糙度分類等級(jí)： 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50

12、009-2001) a類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； b類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； c類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； d類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按c類地區(qū)考慮。三、采光頂荷載計(jì)算1.玻璃采光頂?shù)暮奢d作用說(shuō)明：玻璃采光頂承受的荷載包括：自重、風(fēng)荷載、雪荷載以及活荷載。(1)自重。包括玻璃、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照以下值估算： 當(dāng)采用單層玻璃時(shí)： 取400n/m2； 當(dāng)采用中空及夾層玻璃時(shí)： 取500n/m2；(2)風(fēng)荷載。是垂直作用于采光頂表面的荷載，按gb50009采用；(3)雪荷載。是指采光

13、頂水平投影面上的雪荷載，按gb50009采用；(4)活荷載。是指采光頂水平投影面上的活荷載，按gb50009，對(duì)不上人屋面可按500n/m2采用； 在實(shí)際工程中，對(duì)上面的幾種荷載，考慮最不利組合，且雪荷載與活荷載不同時(shí)考慮。分項(xiàng)系數(shù)按以下參數(shù)取值： 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)?。篻：1.2 風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。簑：1.4 雪荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。簊：1.4 活荷載的分項(xiàng)系數(shù)取：h：1.4 組合值系數(shù)為： 永久荷載組合值系數(shù)取：g：1.0 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)取：w：0.6 雪荷載的組合值系數(shù)?。簊：0.7 活荷載的組合值系數(shù)?。篽：0.72.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)計(jì)算

14、： wk=gzzsw0 7.1.1-2gb50009-2001上式中： wk：作用在采光頂上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值( kn/m2)； z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：50m； gz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算: gz=k(1+2f) 其中k為地區(qū)粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動(dòng)系數(shù) a類場(chǎng)地: gz=0.92×(1+2f) 其中：f=0.387×(z/10)-0.12 b類場(chǎng)地: gz=0.89×(1+2f) 其中：f=0.5(z/10)-0.16 c類場(chǎng)地: gz=0.85×(1+2f) 其中：f=0.734(z/10)-0.22 d類場(chǎng)地: gz=0.8

15、0×(1+2f) 其中：f=1.2248(z/10)-0.3對(duì)于c類地區(qū)，50m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.89×(1+2×(0.5(z/10)-0.22)= 1.726 z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算: a類場(chǎng)地: z=1.379×(z/10)0.24 當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m； b類場(chǎng)地: z=(z/10)0.32 當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m； c類場(chǎng)地: z=0.616×(z/10)0.44 當(dāng)z>400

16、m時(shí)，取z=400m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m； d類場(chǎng)地: z=0.318×(z/10)0.60 當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m；對(duì)于c類地區(qū)，50 m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=×(z/10)0.44= 1.251 s：風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)體型位置取0.6； w0：基本風(fēng)壓值( kn/m2)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>gb50009-2001附表d.4(全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期50年，洛陽(yáng)地區(qū)取0.45 kn/m2； wk=gzzsw0 =1.726×1

17、.251×0.6×0.45 =0.583 kn/m22.風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算： w：作用在采光頂上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值( kn/m2)； wk：作用在采光頂上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值( kn/m2)； w=1.4×wk =1.4×0.583 =0.816 kn/m23.雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： sk：作用在采光頂上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值( kn/m2) s0：基本雪壓，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>gb50009-2001取值，洛陽(yáng)地區(qū)50年一遇最大積雪的自重: 0.35kn/m2. r：屋面積雪分布系數(shù)，按表6.2.1gb50009-2001，為0.4。 根據(jù)

18、<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>gb50009-2001公式6.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： sk=r×s0 =0.4×0.35 =0.14 kn/m24.雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算： s：雪荷載設(shè)計(jì)值( kn/m2)； s=1.4×sk =1.4×0.14 =0.196kn/m25.采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計(jì)值： g：采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計(jì)值( kn/m2)； gk：采光頂結(jié)構(gòu)平均自重取0. 5 kn/m2； g=1.2×gk =1.2×0.5 =0.6 kn/m26.采光頂坡面活荷載設(shè)計(jì)值： q：采光頂坡面活荷載設(shè)計(jì)值( kn/m

19、2)； qk：采光頂坡面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取：500n/m2 q=1.4×qk =1.4×500/1000000 =0.7 kn/m27.選取計(jì)算荷載組合： 雪荷載與活荷載不同時(shí)考慮，按上面的計(jì)算結(jié)果，在本工程中取自重、活荷載和風(fēng)荷載組合： 第一可變荷載為：活荷載 第二可變荷載為：風(fēng)荷載所以，組合值系數(shù)依次為： 永久荷載組合值系數(shù)?。篻：1.0 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)?。簑：0.6 雪荷載的組合值系數(shù)?。簊：0 活荷載的組合值系數(shù)?。篽：1四、半圓采光頂型采光頂桿件計(jì)算基本參數(shù)： 1：采光頂跨度：l=4300mm； 2：采光頂拱高：h=2610mm； 3：采光頂分格寬度：b=1121

20、mm；形采光頂?shù)臈U件設(shè)計(jì)計(jì)算，可采用曲線三鉸拱分析內(nèi)力，并按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算截面強(qiáng)度。計(jì)算模型如下：1.桿件荷載計(jì)算：計(jì)算取自重、風(fēng)荷載和活荷載設(shè)計(jì)值組合。 qa：作用在采光頂表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(mpa)； q：作用在采光頂桿件上的線荷載設(shè)計(jì)值組合(n/mm)； qa=0.60×1.57+1×0.816×1.57+0×0.196+0.7×0.7 =2.713 n.mm q=qa×b =2.713×1200 =3.041 n/mm2.桿件的強(qiáng)度計(jì)算： 本工程采用q235鋼管 （截面面積 2148 mm，截面抵抗矩53341 mm

21、3）校核依據(jù)： =n/a+m/wf形采光頂?shù)淖畲髲澗卦诳偪玳L(zhǎng)l的0.05處： mc0：跨中彎矩(n·mm)； h：推力(n)； mc0=ql2/8 =3.041×43002/8 =7028511.25n·mm h=mc0/h =7028511.25/2610 =2692.916mm驗(yàn)算截面處的受力分析： m0.05l0：代梁彎矩(n·mm)； m0.05l：驗(yàn)算截面的彎矩(n·mm)； v0.05l0：驗(yàn)算截面的代梁剪力(n)； n0.05l：驗(yàn)算截面軸力(n)； y0.05l：驗(yàn)算截面處與a(b)點(diǎn)的垂直高度(mm)； y0.05l=0.21

22、79l=937.4mm m0.05l0=ql2/40×(1-1/20) =3.041×43002/40×0.95 =1335417.138n·mm m0.05l=m0.05l0-hy0.05l =1335417.138-2692.916×937.4 =-1188922.32n·mm v0.05l0=ql/2×(1-0.1) =3.041×4300/2×0.9 =5884.335n n0.05l=-v0.05l0sin64.15°-hcos64.15° =-5884.335×0

23、.9-2692.916×0.437 =-6472.706n ：計(jì)算截面的強(qiáng)度計(jì)算值(mpa)； f：選擇的龍骨材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mpa)； a：選取材料的截面面積(mm2)； w：選取材料的截面抗彎矩(mm3)； =n0.05l/a+m0.05l/w =6472.706 /2148+ 1188922.32/1.05/53341 =24.241f=215mpa(q235)所以，材料的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求！五、采光頂玻璃的計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：50m； 2：板面尺寸：寬×高=b×h=1121mm×1500mm； 3：玻璃配置：；66加膠鋼化玻璃；4：駁

24、接形式：四點(diǎn)駁接；模型簡(jiǎn)圖為：1.玻璃板塊荷載計(jì)算：(1)玻璃自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值： gak：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mpa)； t：玻璃厚度(mm)； g：玻璃的體積密度(n/mm3)； gak=g×t =0.0256×(6+6) =0.307kn(2)玻璃自重荷載設(shè)計(jì)值： ga：玻璃自重設(shè)計(jì)值(僅指玻璃)(mpa)； gak：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mpa)； ga=1.2×gak =1.2×0.307 =0.368 kn2.玻璃板塊荷載組合：玻璃板塊的受力組合采用自重、風(fēng)荷載和活荷載組合。(1)玻璃荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合： qk：玻璃板塊的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合

25、(mpa)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； gak：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mpa)；先取自重和風(fēng)荷載組合：wk+gak=0.583*1+0.307 =0.89 kn/m2再與活荷載組合，得： qk=0.89+0.7×0.5 =1.24 kn/m2(2)玻璃荷載設(shè)計(jì)值組合： q：玻璃板塊的荷載設(shè)計(jì)值組合(mpa)； w：風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(mpa)； ga：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mpa)； 先取自重和風(fēng)荷載組合： w+ga=1×0.816+0.368 =0.951 kn/m2再與活荷載組合，得： q=0.951+0.7×0.7 =1.441 kn/m23.玻

26、璃的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：fg ：玻璃的計(jì)算參數(shù)； ：玻璃的折減系數(shù)； qk：作用在玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； b：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； e：玻璃的彈性模量(mpa)； t：玻璃厚度(mm)；1玻璃在垂直于面板方向的荷載作用下，面板內(nèi)最大應(yīng)力可按下式計(jì)算： =6××q×b2/t2 夾層玻璃彎曲后，兩片玻璃位移相同，因此可按各自剛度的比例分配外荷載q到兩片玻璃上，然后分別對(duì)兩片玻璃各自進(jìn)行計(jì)算。 公式說(shuō)明： : 玻璃最大應(yīng)力(kn/m2)； a: 玻璃短邊支承點(diǎn)間的距離: 996mm b: 玻璃長(zhǎng)邊支承點(diǎn)間的距離: 1375 mm : 玻璃板面跨

27、中彎矩系數(shù), 按支承點(diǎn)間的距離比a/b=0.724查表得: 0.145 夾層玻璃內(nèi)、外層玻璃厚度分別為：bt_n、bt_w，其值為： 6mm、6mm q: 組合荷載設(shè)計(jì)值(kn/m2)； 組合荷載設(shè)計(jì)值在兩片玻璃上的分配： qn=q×bt_n3/(bt_n3+bt_w3) qw=q×bt_w3/(bt_n3+bt_w3) 2）現(xiàn)分別對(duì)內(nèi)、外層玻璃進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： i）外層玻璃： qw=q×bt_w3/(bt_n3+bt_w3) =1.441×63/(63+63) = 0.721 (kn/m2) 組合荷載作用下外層玻璃最大應(yīng)力的設(shè)計(jì)值： w=6××qw&#