呼和浩特市坤德上海大眾4S店幕墻工程

1、呼和浩特市坤德上海大眾4S店幕墻工程計(jì)算書（第四版）編制審核呼和浩特市坤德上海大眾4S店幕墻工程一、工程概況呼和浩特市坤德上海大眾4S店外墻裝飾，采用玻璃幕墻及干掛鋁塑板，建筑裝飾總高度為13.47米，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。鋁塑板安裝方式：鋁板選用氟碳噴涂（三涂）3.0mm鋁單板及4.0mm厚，鋁塑板尺寸；2100mm×1800mm、2400mm×2100mm，鋁板幕墻主龍骨采用160x60x4.0鋼方管，橫龍骨160x60x4.0鋼方管，鋁塑板干掛采用40×40×2.0鋼材表面進(jìn)行防銹處理。轉(zhuǎn)接件與結(jié)構(gòu)通過焊縫連接，轉(zhuǎn)接件與鋁板龍骨通過焊縫連接

2、鋼化玻璃厚度8+12A+8mm，立柱高度13.47m，橫梁跨度3.3m、2.4m等，主要玻璃板塊尺寸為3300mm×1500mm、1500mm×3635mm、2130mm×1600mm. 立柱龍骨采用160x60x4.0鋼方管，橫龍骨160×60×4.0鋼方管，板材固定方式為四點(diǎn)鋼銷連接。立柱底部固定在地圈梁預(yù)埋件上，立柱頂部焊接在鋼梁下翼緣，橫梁與立柱為焊連接。基本設(shè)計(jì)參數(shù)： 基本風(fēng)壓（50年一遇） 0.55KN/m2 地面粗糙度 B類 建筑裝飾總高度 13.47m 抗震設(shè)計(jì)分組： 第一組；二、設(shè)計(jì)依據(jù)和遵照標(biāo)準(zhǔn)1、建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、裝飾施工圖

3、2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ173、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ94、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ115、 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ1336、 建筑幕墻標(biāo)準(zhǔn)圖集J103-277、 混凝土后錨固技術(shù)規(guī)范JGJ 145-20048、 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50367-2006三、荷載計(jì)算1、風(fēng)荷載計(jì)算呼市地區(qū)50年基本風(fēng)壓w0=0.55KN/m2,外墻高度13.47m，取風(fēng)壓高度系數(shù)z=1.104（B類地區(qū)）；體型系數(shù)s=1.3；陣風(fēng)系數(shù)gz=2.25；作用于幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值詳見表1。 2、地震作用計(jì)算 幕墻玻璃板單位面積重力標(biāo)準(zhǔn)值取0.6144KN/m2；呼市地區(qū)設(shè)防烈度8度，地震影響系數(shù)ma

4、x=0.16，動(dòng)力放大系數(shù)E=5.0垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算詳見表1 3、溫度作用取年溫差80度，4、荷載組合按考慮地震作用進(jìn)行荷載組合，計(jì)算結(jié)果詳見表1。表1、 幕墻荷載計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目玻璃幕墻鋁塑板幕墻板材尺寸2100×18002400×21002113×16002100×18002400×2100風(fēng)荷載計(jì)算基本風(fēng)壓wo(KN/m2)0.550.550.550.550.55幕墻高度（m)13.4713.4713.4713.4713.47風(fēng)壓高度系數(shù)z1.1041.1041.1041.10

5、41.104體型系數(shù)s(±)1.31.31.31.31.3陣風(fēng)系數(shù)gz2.052.052.052.052.05風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=gzzs w0(KN/m2)1.62 1.62 1.62 1.62 1.62 地震作用計(jì)算設(shè)防烈度8度，地震影響系數(shù)max，0.160.160.160.160.16 動(dòng)力放大系數(shù)E55555幕墻重量(KN/m2)0.2120.2120.61440.2120.212主龍骨立柱鋼重（KN/m)0.1760.1760.1760.1760.176橫向龍骨鋼重（KN/m)0.1760.1760.1760.1760.176龍骨平均重(KN/m2)0.1816 0.157

6、1 0.1933 0.1816 0.1571 幕墻重力標(biāo)準(zhǔn)值g（KN/m2)0.3936 0.3691 0.8077 0.3936 0.3691 一區(qū)格板尺寸2.1×1.82.4×2.12.113×1.62.1×1.82.4×2.1一區(qū)格板材面積A(m2)3.785.043.38083.785.04一區(qū)格龍骨面積A（m2)板材重量標(biāo)準(zhǔn)值Gk=gA1.488 1.860 2.731 1.488 1.860 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEk=EmaxGk/A (KN/m2)0.3149 0.2953 0.6462 0.3149 0.29

7、53 平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 PEk=EmaxGk （KN/m2）0.31 0.30 0.65 0.31 0.30 溫度應(yīng)力材料彈性模量E(Mpa)20000.00 20000.00 72000.00 20000.00 20000.00 材料線脹系數(shù)0.00004 0.00004 0.000010 0.00004 0.00004 年最大溫差T(1/0C)80 80 80 80 80 構(gòu)件長度L(m)2.10 2.40 2.13 2.10 2.40 一塊板材溫度內(nèi)力N=TLE(KN)134.40 153.60 122.69 134.40 153.60 荷載組合水平風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值w=

8、1.4WkA （KN)8.56 11.42 7.66 8.56 11.42 一塊板上自重作用設(shè)計(jì)值Q=1.2qkA1.79 2.23 3.28 1.79 2.23 水平地震作用設(shè)計(jì)值Q=1.3qkA(KN)1.934 2.419 3.550 1.934 2.419 平行于幕墻水平地震作用設(shè)計(jì)值Q=1.3PEk(KN)0.409 0.384 0.840 0.409 0.384 一塊板上垂直于幕墻水平組合作用設(shè)計(jì)值 集中荷載Q=wSw+EESE+（KN）8.809 11.648 8.163 8.809 11.648 均布荷載q=Q/A2.330 2.311 2.415 2.330 2.311 一塊

9、板上平行于幕墻集中荷載組合值 Q=GSG+wSw+EESE+（KN）10.758 14.034 11.776 10.758 14.034 均布荷載q=Q/A2.846 2.785 3.483 2.846 2.785 四、幕墻板材抗彎、變形計(jì)算1、板材抗彎計(jì)算所用玻璃、鋁塑板板材材料性能詳見表2表2 板材料性能性 能鋼化玻璃鋁塑板硅酮密閉膠強(qiáng)度（MPa）0.2強(qiáng)度 MPafg=84.0（大面）fg=58.8（側(cè)面0抗拉fta2=70抗剪fva2=20彈性模量 GPa0.72×1050.7×105材料線脹系數(shù)（1/0C）1.0×10-52.35×10-5材料

10、重力密度（KN/m3）25.628泊松比0.200.33方鋼龍骨 取鋼化玻璃抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：84N/mm2；鋁塑板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：70N/mm2四邊支承板均布荷載下最大彎矩系數(shù)m查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范；板材各荷載下抗彎計(jì)算如表3所示。由表3計(jì)算可知，鋁塑板區(qū)隔尺寸偏大，承載力不滿足要求，必須將區(qū)隔尺寸控制在1.8m×1.6m范圍內(nèi)。對于大區(qū)格玻璃幕墻必須采用12mm厚鋼化玻璃，否則須將區(qū)隔尺寸將為2.1m×1.6m.表3 板材設(shè)計(jì)玻璃幕墻鋁塑板區(qū)隔尺寸1500×36002400×33002113×16002100×18002400&#

11、215;21001.8×1.6板材長邊長度b(m)3.63.32.1132.12.41.8板材短邊長度a（m）1.52.41.61.82.11.6區(qū)隔面積A(m2)5.47.923.38083.785.042.88板及龍骨重量g（KN/m2)0.78060.74110.80770.39360.36910.3936區(qū)隔板總重G=gA(kn)4.2155.8692.7311.4881.8601.134板材厚度t（mm)12128444垂直于板面風(fēng)荷載Wk(KN/m2)1.621.621.621.621.621.62垂直于板面地震作用qE(KN/m2)0.81180.96341.05000

12、.51170.47990.2953幕墻水平組合作用設(shè)計(jì)值q(N/mm2)2.75262.32392.41452.33042.31122.4915材料彈性模量E(N/mm2)720007200072000200002000020000a/b0.41670.72730.75720.85710.87500.8889四點(diǎn)支承板材彎矩系數(shù)m0.13070.139090.140290.145430.14650.0528參數(shù)=(Wka4)/(Et4)1821291096147104862073.6折減系數(shù)0.58440.6380.670.50.50.5風(fēng)載最大應(yīng)力wk=(6mWka2)/t266.72665

13、.15863.664194.586256.03041.057板材強(qiáng)度fg848484707070抗風(fēng)計(jì)算結(jié)論滿足滿足滿足不滿足不滿足，滿足地震最大應(yīng)力Ek=(6mqEka2)/t233.47738.79241.31061.52775.9287.484抗地震作用結(jié)論滿足滿足滿足滿足不滿足滿足2、玻璃幕墻變形計(jì)算由表4計(jì)算可知，對于大區(qū)格玻璃幕墻撓度不滿足要求，須將區(qū)隔尺寸改為2.1m×1.6m方能滿足變形要求。.表4 雙層鋼化玻璃跨中撓度驗(yàn)算變形計(jì)算項(xiàng)目玻璃幕墻鋁塑板區(qū)隔尺寸1500×36002400×33002113×16002100×1800

14、2400×21001.8×1.6強(qiáng)度 MPafg=84.0（大面）fg=84.0（大面）fg=84.0（大面）抗拉fta2=70抗拉fta2=70抗拉fta2=70fg=58.8（側(cè)面0fg=58.8（側(cè)面）fg=58.8（側(cè)面）抗剪fva2=20抗剪fva2=20抗剪fva2=20彈性模量 MPa720007200072000700007000070000材料線脹系數(shù)（1/0C）1.0×10-51.0×10-51.0×10-52.35×10-52.35×10-52.35×10-5材料重力密度（KN/m3）25.6

15、25.625.6282828泊松比0.20.20.20.330.330.33夾層玻璃等效厚度te=0.95(t13+t23)1/315.1215.1210.08444玻璃剛度D=Ete3/12(1-)15147648165369605145600278606.9652278606.9652278606.9652跨中撓度df=qa4/D (mm)53.126.913.9187.2319.4101.2撓度系數(shù)0.010130.007270.006630.006630.006630.00663允許撓度df=L/6025.00不滿足40不滿足26.667滿足30.00035.00026.667作用于夾

16、層風(fēng)荷載=wkt13/(t13+t23)0.8090940.8090940.8090940.8090940.8090940.81五、橫梁計(jì)算1、橫梁抗彎抗剪承載力計(jì)算詳見表5、表6。橫梁采用160×60×4.5方鋼管，橫梁間距為2.7米，橫梁跨度（立柱間距）為2.1米。計(jì)算結(jié)果表明，安裝玻璃幕墻及鋁塑板的橫梁間距為2.4m及以下時(shí)，橫梁跨度（立柱間距）為2.4m及以下時(shí)，方鋼梁的承載力及變形能夠滿足規(guī)范要求。否則，需增大橫梁截面尺寸。表5 橫梁抗彎抗剪承載力計(jì)算橫梁設(shè)計(jì)橫梁材料160×60×4.5方鋼管Q235鋼材抗拉、彎、壓強(qiáng)度f(Mpa)215215

17、215Q235鋼材抗剪強(qiáng)度fv(Mpa)125125125b（mm)606060t(mm)4.54.54.5b/t13.3 13.3 13.3 橫梁跨度（立柱間距）L（m)2.4 2.4 1.8 橫梁截面抵抗矩Wx690106901069010橫梁截面抵抗矩Wy388863888638886截面塑性發(fā)展系數(shù)1.051.051.05橫梁承受垂直幕墻最大均布荷載q（KN/m2)2.753 2.324 2.415 橫梁承受平行幕墻最大均布荷載q(KN/m2)4.014 3.252 3.483 橫梁間距（m)2.42.50 2.3橫梁彎矩My=(qs)L2/8(kn-m)6.9363 5.8537 3

18、.2446 橫梁彎矩Mx(kn-m)4.7564 4.1829 2.2491 橫梁剪力Vh=(qs)L(KN)11.560 9.756 7.210 橫梁剪力Vy=(qs)L/2(KN)7.9274 6.9716 4.9981 抗彎承載力=Mx/(Wx)+My/(Wy)235.52 201.09 110.50 抗彎計(jì)算結(jié)論滿足要求滿足要求滿足要求橫梁抗剪面積Awh(mm2)135013501350橫梁抗剪面積Awy(mm2)450450450抗剪承載力1.5V/Awh12.845 10.840 8.011 抗剪承載力1.5V/Awy26.425 23.239 16.660 抗剪計(jì)算結(jié)論滿足要求滿

19、足要求滿足要求表5 變形計(jì)算橫梁材料彈性模量E(N/mm2)206000206000206000橫梁單肢截面慣性矩Ix116660011666001166600橫梁單肢截面慣性矩Iy552080055208005520800橫梁最大線荷載qy(KN/m)4.014 3.252 3.483 變形f=5ql4/384EI（mm）7.22 6.88 5.28 允許變形L/300(mm)8.00 8.00 6.00 橫梁最大線荷載qx(KN/m)2.753 2.324 2.415 變形f=5ql4/384EI（mm）1.046 1.039 0.774 允許變形L/300(mm)8.0 8.0 6.0

20、六、立柱計(jì)算 1、基本參數(shù)立柱采用160×60×4.5方鋼管，基本參數(shù)取塑性系數(shù)=1.05；Q235鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f= 215Mpa 抗剪強(qiáng)度fv=125Mpa，tw=4.5mm,b=51mm立柱總高度13.74m，立柱兩支點(diǎn)的間距7.8m，間距按板材區(qū)隔確定，一般為2.4米及以下。2、立柱承載力計(jì)算采用160×60×4.5鋼方管，立柱間距分別為1.8m、2.4m，立柱跨度為7.8m時(shí)，立柱截面應(yīng)力大于材料強(qiáng)度，不滿足要求。需更換立柱方鋼，改為180×100×8鋼管。計(jì)算過程詳見表7、表8.表7 立柱承載力計(jì)算表立柱材料160&#

21、215;60×4.5方鋼管備注Q235鋼材抗拉、彎、壓強(qiáng)度f(Mpa)215215215Q235鋼材抗剪強(qiáng)度fv(Mpa)125125125b（mm)606060t(mm)4.54.54.5b/t13.3 13.3 13.3 立柱截面抵抗矩Wx(mm3)690106901069010立柱截面抵抗矩Wy(mm3)388863888638886立柱截面面積Ao（mm2)1846.91846.91846.9塑性系數(shù)1.051.051.05截面慣性矩Ix552080055208005520800截面慣性矩Iy116660011666001166600立柱承受垂直幕墻最大均布荷載q（KN/m2

22、)2.415 2.330 2.311 立柱承受平行幕墻最大均布荷載q(KN/m2)3.483 2.846 2.785 立柱間距s（m)1.82.42.7立柱跨度L(m)3.93.93.9立柱豎向彎矩Mx=(qs)L2/8(kN-m)8.263 10.634 11.864 立柱豎向軸力N(KN)48.904 26.639 29.322 截面回轉(zhuǎn)半徑i=(I/A)0.525.133 25.133 25.133 立柱長細(xì)比=L/i155.18 155.18 155.18 超標(biāo)，不得大于150(fy/235)0.5148.43 148.43 148.43 穩(wěn)定系數(shù)10.39950.39950.3995

23、偏拉承載力N/(Ao)+M/(Wx)140.515 161.176 179.608 偏拉承載力N/(1Ao)+M/(Wy)268.6578 296.5428 330.3110 超標(biāo)，不得大于150不滿足要求，需更換鋼管。表8 更換方鋼承載力計(jì)算立柱材料180×100×8.0方鋼管Q235鋼材抗拉、彎、壓強(qiáng)度f(Mpa)215215215Q235鋼材抗剪強(qiáng)度fv(Mpa)125125125b（mm)1006060t(mm)84.54.5b/t12.5 13.3 13.3 立柱截面抵抗矩Wx(mm3)182572018257201825720立柱截面抵抗矩Wy(mm3)1302

24、26013022601302260立柱截面面積An（mm2)4039.14039.14039.1塑性系數(shù)1.051.051.05截面慣性矩Ix164314901643149016431490截面慣性矩Iy651132065113206511320立柱承受垂直幕墻最大均布荷載q（KN/m2)2.415 2.330 2.311 立柱承受平行幕墻最大均布荷載q(KN/m2)3.483 2.846 2.785 立柱間距s（m)2.12.42.7立柱跨度L(m)666立柱豎向彎矩Mx=(qs)L2/8(kN-m)22.817 25.169 28.081 立柱豎向軸力N(KN)57.054 40.983 45.111 截面回轉(zhuǎn)半徑i=(I/A)0.540.151 40.151 40.151 立柱長細(xì)比=L/i149.44 149.44 149.44 <150，可以(fy/345)0.5142.94 142.94 142.94 穩(wěn)定系數(shù)10.1830.1830.183偏壓承載力N/(An)+M/(Wn)89.091 23.276 25.817 <f ，滿足立柱毛截面面積（）14400.0 14400.0 14400.0 臨界軸向壓力NE=(2EA)/(1.12)1190.63 1190.63 1190.63 立柱材料彈性模量E(N/mm2)