某大廈幕墻工程石材幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 11.1 幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范： 11.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范： 11.3 鋁材規(guī)范： 21.4 金屬板及石材規(guī)范： 31.5 玻璃規(guī)范： 41.6 鋼材規(guī)范： 41.7 膠類及密封材料規(guī)范： 51.8 五金件規(guī)范： 61.9 相關(guān)物理性能等級測試方法： 71.10 建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊 （第二版 ） 81.11 土建圖紙： 82 基本參數(shù) 82.1 幕墻所在地區(qū) 82.2 地面粗糙度分類等級 82.3 抗震設(shè)防 83 幕墻承受荷載計(jì)算 93.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法 93.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 123.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 133.4

2、 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 133.5 作用效應(yīng)組合 134 幕墻立柱計(jì)算 144.1 立柱型材選材計(jì)算 154.2 確定材料的截面參數(shù) 174.3 選用立柱型材的截面特性 204.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算 204.5 立柱的撓度計(jì)算 224.6 立柱的抗剪計(jì)算 225 幕墻橫梁計(jì)算 235.1 橫梁型材選材計(jì)算 245.2 確定材料的截面參數(shù) 275.3 選用橫梁型材的截面特性 305.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算 315.5 橫梁的撓度計(jì)算 325.6 橫梁的抗剪計(jì)算 326 背栓連接石材的選用與校核 346.1 石材板塊荷載計(jì)算 356.2 石材的抗彎設(shè)計(jì) 366.3 石材的剪

3、應(yīng)力校核 386.4 背栓自身強(qiáng)度計(jì)算 386.5 背栓錨固處板材抗拉承載力計(jì)算 407 連接件計(jì)算 417.1 橫梁與角碼間連接 427.2 角碼與立柱連接 447.3 立柱與主結(jié)構(gòu)連接 468 幕墻埋件計(jì)算 （ 槽型預(yù)埋 ） 508.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 508.2 埋件螺栓選用說明 528.3 螺栓計(jì)算 528.4 埋件局部 （ 螺栓孔壁 ）承壓計(jì)算 538.5 槽式埋件錨筋承載力計(jì)算 538.6 混凝土承載力計(jì)算 549 石材幕墻幕墻膠類及伸縮縫計(jì)算 559.1 立柱連接伸縮縫計(jì)算 559.2 耐侯膠膠縫計(jì)算 5610 附錄 常用材料的力學(xué)及其它物理性能 571 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資

4、料年版）1.1 幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范： 鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 點(diǎn)支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 玻璃幕墻點(diǎn)支承裝置 吊掛式玻璃幕墻支承裝置 建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)范 建筑幕墻 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 小單元建筑幕墻1.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：地震震級的規(guī)定 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 高處作業(yè)吊藍(lán) 工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn) 工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)規(guī)程 混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程GB50429-2007JGJ102-2003CECS127-2001JG138-2010JG139-2001CECS101： 98GB/T21086-2007JGJ133-

5、2001JG/T216-2008GB/T17740-1999GB14907-2002GB50017-2003JGJ3-2002GB50045-95(2005GB19155-2003JGJ/T97-2010JGJ/T121-99JGJ145-2004建筑表面用有機(jī)硅防水劑JC/T902-2002建筑材料放射性核素限量GB6566-2010建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程CECS154 ： 2003建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ81-2002建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223-2008建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程CECS180： 2005建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（2006 年版、局部修訂 ）建

6、筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002民用建筑設(shè)計(jì)通則GB50352-2005預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ85-20101.3 鋁材規(guī)范：變形鋁及鋁合金化學(xué)成份GB/T3190-2008建筑用隔熱鋁合金型材JG175-2011建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層JG/T133-2000鋁合金建筑型材第 1 部分基材GB5237.1-2008合金建筑型材第 2 部分陽極氧化、著色型材 GB5237.2-200

7、8鋁合金建筑型材第 4 部分粉末噴涂型材 鋁合金建筑型材第 5 部分氟碳漆噴涂型材 鋁合金建筑型材第 6 部分隔熱型材 鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求 有色電泳涂漆鋁合金建筑型材YS/T459-2003JC830.1、2-2005JC/T872-2000JG/T217-2007JG/T234-2008JC/T994-2006JC/T1049-2007YS/T429.1-2000YS/T429.2-2000GB/T17748-2008YS/T432-2000GB/T18600-2009JC/T202-2001GB/T19766-20

8、05JC/T204-20011.4 金屬板及石材規(guī)范： 干掛飾面石材及其金屬掛件 建筑裝飾用微晶玻璃 建筑幕墻用瓷板 建筑裝飾用搪瓷鋼板 微晶玻璃陶瓷復(fù)合磚 超薄天然石材復(fù)合板 鋁幕墻板、板基 鋁幕墻板、氟碳噴漆鋁單板 建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板 鋁塑復(fù)合板用鋁帶 天然板石 天然大理石荒料 天然大理石建筑板材 天然花崗石荒料GB5237.4-2008GB5237.5-2008GB5237.6-2004YS/T431-2000GB/T3880.13-2006YS/T437-2009天然花崗石建筑板材GB/T18601-2009天然石材統(tǒng)一編號(hào)天然飾面石材術(shù)語1.5 玻璃規(guī)范：GB/T17670-200

9、8GB/T13890-2008鍍膜玻璃 第 1 部分：陽光控制鍍膜玻璃 GB/T18915.1-2002鍍膜玻璃 第 2 部分：低輻射鍍膜玻璃 GB/T18915.2-2002第 3 部分：夾層玻璃第 2 部分：鋼化玻璃防彈玻璃 平板玻璃 建筑用安全玻璃 建筑用安全玻璃 建筑用安全玻璃 防火玻璃 幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 熱彎玻璃壓花玻璃中空玻璃1.6 鋼材規(guī)范： 建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 不銹鋼棒 不銹鋼冷加工鋼棒 不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 不銹鋼小直徑無縫鋼管GB17840-1999GB11614-2009GB15763.3-2009GB15763.2-2005GB157

10、63.1-2009GB17841-2008JC/T915-2003JC/T511-2002GB/T11944-2002JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2009GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T3090-2000彩色涂層鋼板和鋼帶 低合金鋼焊條 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 建筑幕墻用鋼索壓管接頭 耐候結(jié)構(gòu)鋼 高碳鉻不銹鋼絲 合金結(jié)構(gòu)鋼GB/T12754-2006GB/T5118-1995GB/T1591-2008JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T096 1997GB/T3077-1999金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要

11、求 GB/T13912-2002冷拔異形鋼管 GB/T3094-2000碳鋼焊條 GB/T5117-1999碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-2006 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼1.7 膠類及密封材料規(guī)范： 丙烯酸酯建筑密封膏 幕墻玻璃接縫用密封膠 彩色涂層鋼板用建筑密封膠 丁基橡膠防水密封膠粘帶 干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑GB/T912-2008GB/T3274-2007GB/T699-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004JC887-2001建筑窗用彈性密封劑 建筑

12、密封材料試驗(yàn)方法 建筑用防霉密封膠 建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條 建筑裝飾用天然石材防護(hù)劑 聚氨酯建筑密封膠 聚硫建筑密封膠 絕熱用巖棉、礦棉及其制品JC485-2007GB/T13477.1JC/T885-2001GB16776-2005GB/T19686-2005JG/T174-2005JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-200620-2002GB/T11835-2007硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定 GB/T529-1999石材用建筑密封膠 JC/T883-2001橡膠袖珍硬度計(jì)壓入硬度試驗(yàn)方法 GB/T531-1

13、999修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑 中空玻璃用彈性密封膠 中空玻璃用丁基熱熔密封膠1.8 五金件規(guī)范：封閉型沉頭抽芯鉚釘 封閉型平圓頭抽芯鉚釘 緊固件螺栓和螺釘HG/T3318-2002JC/T486-2001JC/T914-2003GB/T12616-2004GB/T12615-2004GB/T5277-1985緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母GB/T3103.1-2002緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母GB/T3098.15-2000緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 GB/T3098.6-2000緊固件機(jī)械性能抽芯鉚釘GB/T3098.19-2004緊固件機(jī)械性能螺母、粗牙螺紋GB/T3098.2-2

14、000緊固件機(jī)械性能螺母、細(xì)牙螺紋GB/T3098.4-2000緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱GB/T3098.1-2010緊固件機(jī)械性能自攻螺釘GB/T3098.5-2000緊固件術(shù)語盲鉚釘 GB/T3099-2004螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積GB/T16823.1-1997十字槽盤頭螺釘GB/T818-2000銅合金鑄件GB/T13819-1992鋅合壓鑄件GB/T13821-1992鋁合金壓鑄件GB/T15114-2009鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量QB/T6414-1999電動(dòng)采光排煙窗 JG189-20061.9 相關(guān)物理性能等級測試方法：玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T139-

15、2001玻璃幕墻光學(xué)性能 GB/T18091-2000彩色涂層鋼板和鋼帶試驗(yàn)方法GB/T13448-2006鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002建筑防水材料老化試驗(yàn)方法GB/T18244-2000建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法GB/T18575-2001建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法GB/T18250-2000建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50210-2001金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法GB/T228-20021.10建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊( 第二版 )建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法GB/T15227-20071.11 土

16、建圖紙：2 基本參數(shù)2.1 幕墻所在地區(qū)某地區(qū)；2.2 地面粗糙度分類等級幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB50009-2001)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 類地形考慮。2.3 抗震設(shè)防按建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) ，建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別：1. 特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí) 可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建

17、筑，簡稱甲類；2. 重點(diǎn)設(shè)防類：指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及 地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑，簡稱乙類；3. 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除 1、 2、 4 款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑，簡稱丙 類；4. 適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適 度降低要求的建筑，簡稱丁類；在維護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中：1. 特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同 時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作 用；2. 重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的

18、要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)， 應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用；3. 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用；4. 適度設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用；根據(jù)國家規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-201Q某地區(qū)地震基本烈度為：6度,地震動(dòng)峰值加速度為 0.05g ，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實(shí)際抗震計(jì)算中的水平地震 影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是取：ama=0.04 ；3 幕墻承受荷載計(jì)算3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB50009-2001 2006 年版 )計(jì)算：w k= B gz

19、 卩 z 卩 siw年版上式中：w k ：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （MPa）；Z ：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高： 93.6m；B gz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場地類型，按以下公式計(jì)算（高度不足5m按5m計(jì)算）:B gz=K（1+2 口 f）其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，卩f為脈動(dòng)系數(shù)A類場地：B gz=0.92 >(1+2 卩 f)其中：-0.12=0.387 >Z/10).B類場地：B gz=0.89 >1+2 卩 f)其中：卩 f=0.5(Z/10) -0.16C類場地：B gz=0.85 >1+2 卩 f)其中：卩 f=0.734(Z/10) -0.22D類場地：B gz

20、=0.80 >1+2 卩 f)其中：-0.3卩 f=1.2248(Z/10) -.對于 C 類地形，93.6m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)：-0.22B gz=0.85 X1+2 X0.734(Z/10). )=1.6129卩z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型 , 按以下公式計(jì)算：A 類場地：卩 z=1.379 XZ/10)0.24當(dāng) Z>300m時(shí)，取 Z=300m 當(dāng) Z<5m時(shí)，取 Z=5mB 類場地：卩 z=(Z/10)0.32當(dāng) Z>350m時(shí)，取 Z=350m 當(dāng) Z<10ni時(shí)，取 Z=10mC 類場地：卩 z=0.616 XZ/10)0.44當(dāng) Z

21、>400m時(shí)，取 Z=400m 當(dāng) Z<15ni時(shí)，取 Z=15mD 類場地：卩 z=0.318 XZ/10)0.60當(dāng) Z>450m時(shí)，取 Z=450m 當(dāng) Z<30ni時(shí)，取 Z=30m對于C類地形，93.6m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：0.44卩 z=0.616 XZ/10） . =1.6479卩S1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001（2006 年版）第 條：驗(yàn)算圍護(hù)構(gòu)件及其連接的強(qiáng)度時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)卩S1 :一、外表面按表 7.3.1 采用；取-1.0取-1.81. 正壓區(qū)2. 負(fù)壓區(qū)- 對墻面，- 對墻角邊，二、內(nèi)

22、表面對封閉式建筑物，按表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取 -0.2 或 0.2。本計(jì)算點(diǎn)為大面位置。按 JGJ102-2003 第 條文說明：風(fēng)荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口 附近、邊角部位較大。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果和國外的有關(guān)資料，在上述區(qū)域風(fēng)吸力系數(shù)可 取-1.8 ，其余墻面可考慮 -1.0 ，由于維護(hù)結(jié)構(gòu)有開啟的可能，所以還應(yīng)考慮室內(nèi)壓-0.2 。對無開啟的結(jié)構(gòu)， 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說明第 條指出“對封閉建筑 物，考慮到建筑物內(nèi)實(shí)際存在的個(gè)別洞口和縫隙，以及機(jī)械通風(fēng)等因素，室內(nèi)可能存在 正負(fù)不同的氣壓，參照國外規(guī)范，大多取± （0.2-0.25） 的壓力系數(shù)，現(xiàn)取± 0.2

23、”。即不論 有無開啟扇，均要考慮內(nèi)表面的局部體型系數(shù)。另注：上述的局部體型系數(shù)卩si（i）是適用于圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積a小于或等于im的 情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積a大于或等于iom時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)卩si（io）可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件的從屬面積小于10m2而大于1m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)卩si(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即：卩 si(A)=卩 si(l)+卩 si(lO)-卩 si(l)logA在上式中：當(dāng) A> 10m2 時(shí)，取 A=10當(dāng) A< 1m2 時(shí)，取 A=1rr;卩 s1(10)=0.8 卩 s1(1)w 0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行 <<

24、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-2001附表D.4(全國 基 本 風(fēng) 壓 分 布圖 ) 中數(shù)值 采用 ， 但 不小 于 0.3KN/m 2 ， 按 重現(xiàn)期 50 年， 某 地區(qū)取 0.00045MPa；3.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積：2A=0.9>4.8=4.32mLogA=0.635卩 s1(A)=卩 s1(1)+卩 s1(10)-卩 s1(1)logA=0.873卩 s1=0.873+0.2=1.073W k= B gz i z 卩 s1W)=1.6129>1.6479>1.073>0.00045=0.001283M

25、Pa3.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算面板材料時(shí)的構(gòu)件從屬面積：2A=0.7%=0.7mLogA=0卩 si(A)=卩 si(1)+卩 si(10)-卩 silogA=1卩 si=i+0.2=i.2W k= B gz 卩 z 卩 siw0=i.6i29XI.6479 xi.2 >0.00045=0.00i435MPa3.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值q eai= B e a maGq EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 (MPa);B E：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0 ;a max：水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.04 ；G k：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N);A

26、 ：幕墻構(gòu)件的面積 (mm2) ；3.5 作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合：S= 丫 GS3k+ wy wSwk+ ey ESEk上式中：S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；S Gk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；S wk、SEk:分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；YGY W、丫 E：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；書E：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的丫 g、yw、丫 e為分項(xiàng)系數(shù)，按542、543、規(guī)定如下:進(jìn)行幕墻構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)：重力荷載：丫 G： 1.2 ；風(fēng)荷載：丫 w： 1.4 ；地震作用：丫 e： 1.3 ；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)；重力荷載：丫

27、 G： 1.0 ；風(fēng)荷載：丫 w： 1.0 ；地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)書w為1.0 ；地震作用的組合系數(shù)書E為0.5 ；4 幕墻立柱計(jì)算基本參數(shù)：1 ：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高： 93.6m；2 ：力學(xué)模型：雙跨梁；3 :立柱跨度：L=4800mm短跨長L1=400mm長跨長L2=4400mm4 :立柱左分格寬：1000mm立柱右分格寬：800mm5 :立柱計(jì)算間距：B=900mm6 :板塊配置：石材；7 :立柱材質(zhì)：Q2358 :安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按雙跨梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下:.“門|11亠7 1 一 | _rr”、1 1" _LiCVnuJ

28、勵(lì)叫）M-' r H 1 1'' " i' ： i'"1 1 1 v1(T"rE11I】2 JL-J4.1立柱型材選材計(jì)算（1）風(fēng)荷載作用的線荷載集度（按矩形分布）：q wk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm）;w k：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；B :幕墻立柱計(jì)算間距（mm）;q wk=wB=0.001283>900=1.155N/mmq w：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值（N/mm）;q w=1.4q wk=1.4XI.155=1.617N/mm（2）水平地震作用線荷載集度 （ 按矩形分布 ）：q EAk：垂直

29、于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）;B E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0 ;a max：水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.04 ；G k：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值（N），（含面板和框架）；A :幕墻平面面積（mn2）;q eai= B e a maX=5>0.04 >0.0011=0.00022MPaq Ek：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm）;B :幕墻立柱計(jì)算間距（mm）;q Ek=qEAkB=0.00022>900=0.198N/mmq e：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值（N/mm）;q E=1.3qEk=1.3>0.198=0.257N/mm（3）幕墻受荷

30、載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用 S+0.5SE設(shè)計(jì)值組合:5.4.1JGJ102-2003q=q w+0.5qE=1.617+0.5>0.257=1.746N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用 S標(biāo)準(zhǔn)值：q k=qwk=1.155N/mm(4) 求支座反力 R1 及最大彎矩：由雙跨梁彎矩圖可知，兩支點(diǎn) 0, 2處彎矩為零，中支點(diǎn)彎矩最大為 M,而在均布荷 載作用下，最大撓度在長跨內(nèi)出現(xiàn)。M 1：中支座彎矩(N -mm)R 1：中支座反力 (N)；33M 1=-q(L13+L23)/8L=-1.746>(4003+44003)/8/4800=-3876120N mmR 1=qL1/2-M1

31、/L1+qL2/2-M1/L2=1.746>400/2-(-3876120/400)+1.746 >4400/2-(-3876120/4400)=14761.636N4.2 確定材料的截面參數(shù)(1) 截面的型材慣性矩要求：k 2=02k 1=4M1/(qL 22)=4>3876120心.746 >4400)=0.459查建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊第二版表 3-9 附注說明：x o=A/4+2RTcos( 9 +240)其中：A=2+k 1-k 2=2.45923/2R=(A/4)2-k 1/2) 3/2=0.05739 =1/3arccos(A 3-12k1A-8(1-2k

32、1-k 2)/64R)=26.499x 0=A/4+2R1/3cos( 9 +240)1/3=2.459/4+2>0.0571/3cos(26.499+240)=0.568223入=x0(1-2k i+3kix0-2x0 -k ix0 +x。)=0.1443代入 df，lim =入 qkL24/24EI xmin上式中：d f，lim ：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值 (mm)；q k：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);L 2：長跨長度 (mm)；E :型材的彈性模量(MPa),對Q235取206000MP©I xmin :材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mnn);L 2/250=

33、4400/250=17.6按建筑幕墻 GB/T21086-2007 的規(guī)定，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻其它形式幕墻或外維護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對撓度限制)當(dāng)跨距w 4500mm寸，絕對撓度不應(yīng)該大于 20mm當(dāng)跨距 4500mm寸，絕對撓度不應(yīng)該大于 30mm對本例?。篸 f,lim =17.6mm代入上式：4xmin=入 qkL2 /24Edf,lim4=0.1443X1.155 >4400 /24/206000/17.6=717906.51mm (2) 截面的型材抵抗矩要求：W nx :立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值伸請；M X：彎矩組合設(shè)計(jì)值即M(N mm)丫：塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按

34、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB 50018-2002，取1.00 ；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05 ;對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50429-2007，取 1.00；f s ：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa),對Q235取 215;W nx=M/ 丫 fs=3876120/1.05/215=17169.967mm4.3 選用立柱型材的截面特性按上一項(xiàng)計(jì)算結(jié)果選用型材號(hào)：矩形鋼管 80>60>4型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 215MPa型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：t s=125MPa型材彈性模量： E=206000MPa繞 X 軸慣性矩： I x=

35、942600mm4繞Y軸慣性矩：I y=596400m?n繞 X 軸凈截面抵抗矩： Wnx1=23560mm3繞 X 軸凈截面抵抗矩： Wnx2=23560mm3型材凈截面面積： An=1056mm2型材線密度：丫 g=0.082896N/mm型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=8mm 型材受力面對中性軸的面積矩： Sx=14300mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：丫 =1.054.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算(1) 立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值：N k：立柱軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(N);q ga：幕墻單位面積的自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);A ：立柱單元的面積 (mm2)；B ：幕墻立柱計(jì)算間距 (mm)；L ：立柱跨度 (mm)

36、；N k=qGAkA=qGAkBL=0.0011>900X4800=4752NN ：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值 (N)；N=1.2N k=1.2>4752=5702.4N(2) 抗彎強(qiáng)度校核：按雙跨梁 (受拉)立柱強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足：N/A n+M/ 丫 WW fs上式中：N ：立柱軸力設(shè)計(jì)值 (N)；M x：立柱彎矩設(shè)計(jì)值(N mm)A n：立柱凈截面面積伸吊);W nx:在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(口請；丫：塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00 ；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05 ；對于鋁合金

37、龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，取 1.00；f s：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 215MPa則：N/A n+IW 丫 W=5702.4/1056+3876120/1.05/23560=162.087MPa< 215MPa立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。4.5 立柱的撓度計(jì)算因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求：實(shí)際選用的型材慣性矩為： I x=942600mm4預(yù)選值為： I xmin=717906.51mm4 實(shí)際撓度計(jì)算值為：4d f=X qkL2/24Elx4=0.1443 X1.155 >4400 /24/2

38、06000/942600=13.405mm而 df,lim =17.6mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。4.6 立柱的抗剪計(jì)算校核依據(jù)：t maW t s=125MPa (立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1) 求中支座剪力設(shè)計(jì)值：采用Vw+0.5Ve組合V w1 左=-(qL i/2-M1/L1)=-(1.746>400/2-(-3876120/400)=-10039.5NV wi右=qL2/2-M 勺/L 2=1.746>4400/2-（-3876120/4400）=4722.136N取 V=10039.5N（2）立柱剪應(yīng)力：T max：立柱最大剪應(yīng)力（MPa）；V ：立柱所受剪力 （N）

39、 ；Sx：立柱型材受力面對中性軸的面積矩（mn3）；I x：立柱型材截面慣性矩（mn4!）；t :型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度（mm）；T max=VSx/I xt=10039.5>14300/942600/8=19.038MPa19.038MPa < 125MPa立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求 !5 幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù)：1 ：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高： 93.6m；2 ：橫梁跨度： B=1000mm；3 :橫梁上分格高：700mm橫梁下分格高：600mm4 ：橫梁計(jì)算高度： H=350m：m非背栓結(jié)構(gòu)取平均分格高;背栓結(jié)構(gòu)取最大分格高度的一半；5 :力學(xué)模型：兩點(diǎn)集中荷載簡支梁；6 :集中力作用

40、點(diǎn)到橫梁端部的距離：a=150mm7 :板塊配置：石材；8 :橫梁材質(zhì)：Q235本處幕墻橫梁按兩點(diǎn)集中荷載簡支梁模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下:F ri rr rFLrFLr最-兩點(diǎn)集中力作用卜苗直梁受方?？?.1橫梁型材選材計(jì)算(1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的集中力計(jì)算(按兩點(diǎn)集中荷載簡支梁):P wk：風(fēng)荷載作用下集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；w k：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；B :橫梁跨度(mm);H :橫梁計(jì)算高度(mm);P wuwBH/2=0.001283X1000X350/2=224.525NP w風(fēng)荷載作用下集中荷載設(shè)計(jì)值（N）;P w=1.4 P wk=1.4>224.525=314.

41、335N（2） 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 （ 按兩點(diǎn)集中荷載簡支梁 ） ：q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用（MPa）;B E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0 ;a max：水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.04 ；G k：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值（N）,（主要指面板組件）；A ：幕墻平面面積 （mm2） ;q EAk= B E a ma=5.020.04 20.001=0.0002MPaP Ek：橫梁在水平地震作用下集中力標(biāo)準(zhǔn)值（N）;B ：橫梁跨度 （mm）；H ：橫梁計(jì)算高度 （mm）；P Ek=qEAkBH/2=0.0002210002350/2=35NP E：橫梁在水平地震作

42、用下集中力設(shè)計(jì)值（N）;P E=1.3PEk=1.3>35=45.5N(3) 幕墻橫梁受水平荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用 S+0.5Se設(shè)計(jì)值組合：P=P w+0.5PE=314.335+0.5>45.5=337.085N用于撓度計(jì)算時(shí)，采用 S標(biāo)準(zhǔn)值：P k=Pwk=224.525N(4) 橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值 (按兩點(diǎn)集中荷載簡支梁 ) ：M y：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(N -mm)P ：集中荷載的設(shè)計(jì)值組合 (N)；a ：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離 (mm)；M y=Pa=337.085>150=50562.75N mm(5) 橫梁

43、在自重荷載作用下的彎矩值 (按兩點(diǎn)集中荷載簡支梁 ) ：P Gk：橫梁自重荷載作用下集中力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；B ：橫梁跨度 (mm)；H 1：橫梁自重荷載作用高度 (mm)：非背栓結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高；背栓結(jié)構(gòu)取最大分格高度的一半；P Gk=0.00l >bh/2=0.001X1000X350/2=175NP g：橫梁自重荷載作用下集中力設(shè)計(jì)值(N)；P G=1.2PGk=1.2 X175=210NM x：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(N -mm)P g：橫梁自重荷載作用下集中力設(shè)計(jì)值(N)；a ：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離 (mm)；m x=p3>a=210>50=3150

44、0N mm5.2 確定材料的截面參數(shù)(1) 橫梁抵抗矩預(yù)選：W nx :繞X軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mn3);W ny :繞丫軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值 伸前；M x：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(N mm)M y：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(N -mm)Yx, 丫 y:塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB 50018-2002，取1.00；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05 ;對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50429-2007，均取 1.00；此處?。貉?x=y y = 1.05f s：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(

45、MPa),對Q235取 215; 按下面公式計(jì)算：W nx=M/ 丫 xf s=31500/1.05/2153=139.535mm 3W ny=M/ Y yf s=50562.75/1.05/2153=223.977mm 3(2) 橫梁慣性矩預(yù)選：d f1,lim ：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)；d f2,lim ：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)；B ：橫梁的跨度 (mm)；按相關(guān)規(guī)范，鋼材橫梁的相對撓度不應(yīng)大于 L/250 ，鋁材橫梁的相對撓度不應(yīng)大于L/180；建筑幕墻GB/T21086-2007還有如下規(guī)定：按，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕

46、墻(其它形式幕墻或外維護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對 撓度限制)：當(dāng)跨距w 4500mm寸，絕對撓度不應(yīng)該大于 20mm當(dāng)跨距> 4500mm寸，絕對撓度不應(yīng)該大于 30mm按, b，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/500,并且不應(yīng)大于3mm；B/250=1000/250=4mmB/500=1000/500=2mm對本例?。篸 f1,lim =4mmd f2,lim =2mmP k：風(fēng)荷載作用下的水平集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；a ：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離 (mm)；E :型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MP©I ymin:繞丫軸最小慣性矩(mnr);d f,iim =

47、Fka(3B2-4a2)/24EI ymin(受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算)22I ymin=Pka(3B -4a )/24Ed f1,lim22=224.525X150>(3 XI000 -4 XI50 )/24/206000/44=4955.763mmP Gk：重力作用下的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N);a ：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離 (mm)；B ：橫梁的跨度 (mm);E :型材的彈性模量(MPa),對Q235取206000MPaI xmin :繞X軸最小慣性矩(mnr);d f,lim =PGka(3B -4a )/24EI xmin（ 自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算 ）22I xmin=

48、PGka（3B2-4a 2）/24Ed f2,lim22=175X150 X3 X1000 -4 X150 ）/24/206000/2=7725.273mm45.3 選用橫梁型材的截面特性 按照上面的預(yù)選結(jié)果選取型材： 選用型材號(hào)：角鋼L5>4 型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 215MPa 型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 125MPa 型材彈性模量： E=206000MPa 繞 X 軸慣性矩： I x=92600mm4 繞 Y 軸慣性矩： I y=92600mm4 繞 X 軸凈截面抵抗矩： Wnx1=6700mm3 繞 X 軸凈截面抵抗矩： Wnx2=2560mm3 繞 Y 軸凈截面抵抗矩： ： Wny1=

49、6700mm3 繞 Y 軸凈截面抵抗矩： ： Wny2=2560mm3 型材凈截面面積： An=389.7mm2 型材線密度：丫 g=0.030591N/mm 橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚： t=4mm 橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t x=4mm 橫梁截面垂直于丫軸腹板的截面總寬度：t y=4mm 型材受力面對中性軸的面積矩（繞X軸）：S<=2595mm型材受力面對中性軸的面積矩（繞丫軸）：Sy=2595mm塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.0

50、5 ;對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50429-2007，均取 1.00；此處?。貉?x=y y = 1.055.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足：M x/ 丫 xWX+M/ 丫 yWy<fs上式中：M x：橫梁繞X軸方向（幕墻平面內(nèi)方向）的彎矩設(shè)計(jì)值（N mm）M y：橫梁繞丫軸方向（垂直于幕墻平面方向）的彎矩設(shè)計(jì)值（N mm）W nx:橫梁繞X軸方向（幕墻平面內(nèi)方向）的凈截面抵抗矩（mm3）;W ny :橫梁繞丫軸方向（垂直于幕墻平面方向）的凈截面抵抗矩（口前；YX, 丫 y:塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05 ；f s：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 21

51、5MPa采用Sg+S+0.5Se組合，貝M x/ yxW+M/ 丫 yW<=31500/1.05/2560+50562.75/1.05/2560=30.529MPa< 215MPa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。5.5 橫梁的撓度計(jì)算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值， 撓度就滿足要求：實(shí)際選用的型材慣性矩為：4I x=92600mm44I y=92600mm4預(yù)選值為：4I xmin=7725.273mm4I ymin=4955.763mm4橫梁的實(shí)際撓度計(jì)算值為：d f1 =Pka(3B2-4a 2)/24EI y22=224.525X150X3 X

52、1000 -4 X150 )/24/206000/92600=0.214mmd f2=PGka(3B2-4a2)/24EI x22=175 XI50>(3 X1000 -4 X150 )/24/206000/92600=0.167mm而 df1,lim =4mmd f2,lim =2mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。5.6 橫梁的抗剪計(jì)算校核依據(jù)：T maW T s=125MPa (型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1) Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N):V wk=Pwk=224.525N(2) V w：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N):V w= 1 .4Pwk=314.335N(3) V Ek：地

53、震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N):V Ek=PEk=35N(4) V e：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N):V E=1.3PEk=45.5N(5) Vx：水平總剪力(N);V x：橫梁受水平總剪力(N):采用V+0.5Ve組合：V x=Vw+0.5VE=314.335+0.5>45.5=337.085N(6) Vy：垂直總剪力(N):V y=PG=210N(7) 橫梁剪應(yīng)力校核：t x：橫梁水平方向剪應(yīng)力（MPa）;V x：橫梁水平總剪力（N）;S y：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩 伸帛）（繞丫軸）；I y：橫梁型材截面慣性矩（mn4!）；t y：橫梁截面垂直于丫軸腹板的截面總寬度（mm）；T x=VS/l yty=337.085>2595/92600/4=2.362MPa2.362MPa < 125MPat y：橫梁垂直方向剪應(yīng)力（MPa）;V y：橫梁垂直總剪力（N）；S x：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩 伸帛）（繞X軸）;I x：橫梁型材截面慣性矩（mn4!）;t x：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度（mm）；t y=VySx/I xt