石材與瓷板幕墻工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、石材與瓷板幕墻工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)項(xiàng)目名稱: 未命名工程設(shè)計(jì)日期_設(shè) 計(jì) 者_(dá)校 對(duì) 者_(dá)審 核 者_(dá)批 準(zhǔn) 者_(dá)設(shè)計(jì)單位: 未命名公司目 錄一. 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 2.建筑設(shè)計(jì)規(guī)范 3.鋁材規(guī)范 4.金屬板及石材規(guī)范 5.玻璃規(guī)范 6.幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范 7.膠類(lèi)及密封材料規(guī)范 8.門(mén)窗及五金件規(guī)范 9.建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) 10.土建圖紙二、基本參數(shù) 1.幕墻所在地區(qū) 2.地區(qū)粗糙度分類(lèi)等級(jí) 3.抗震烈度三、幕墻承受荷載計(jì)算 1.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 2.垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值： 3.作用效應(yīng)組合： 四、幕墻立柱計(jì)算 1.立柱型材選材計(jì)算： 2.選用立柱型

2、材的截面特性： 3.立柱的內(nèi)力分析： 4.幕墻立柱的抗彎強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算： 5.幕墻立柱的撓度驗(yàn)算： 五、幕墻橫梁計(jì)算 1.橫梁型材選材計(jì)算： 2.確定材料的截面參數(shù)： 3.選用橫梁型材的截面特性： 4.幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算： 5.橫梁的撓度計(jì)算： 6.橫梁的抗剪計(jì)算： 六、石板的選用與校核 1.石板板塊荷載計(jì)算： 2.石板的抗彎設(shè)計(jì)： 3.石板的剪應(yīng)力校核： 七、連接件計(jì)算 1.橫梁與角碼間連結(jié)： 2.角碼與立柱連接： 3.立柱與主結(jié)構(gòu)連接 八、幕墻埋件計(jì)算(土建預(yù)埋) 1.荷載及受力分析計(jì)算： 2.埋件計(jì)算： 3.錨板總面積校核： 4.錨筋長(zhǎng)度計(jì)算： 九、幕墻焊縫計(jì)算 1.受力分析：

3、2.焊縫特性參數(shù)計(jì)算： 3.焊縫校核計(jì)算： 十、立柱連接伸縮縫計(jì)算 十一、耐候膠膠縫計(jì)算 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 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/T15227-94 建筑幕墻雨水滲透性能測(cè)試方法 GB/T15228-94 建筑幕墻保溫性能測(cè)試方法 GB8484 建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 GB/T18250-2000 建筑幕墻

4、抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法 GB/T18575-2001 2.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 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 GBJ16-2001 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 GB50057-2000 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(lèi)標(biāo)準(zhǔn) GB50223-1995 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 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

5、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)焊接規(guī)程 GB/T8162 碳鋼焊條 GB/T5117-1995 鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求 YS/T437-2000 3.鋁材規(guī)范： 鋁合金建筑型材 GB/T5237-2000 建筑鋁型材 基材 GB/T5237.1-2000 建筑鋁型材 陽(yáng)極氧化、著色型材 GB/T5237.2-2000 鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化-陽(yáng)極氧化膜的總規(guī)范 GB8013-1987 4.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-

6、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 GB6566-2001 干掛天然花崗巖，建筑板材及其不銹鋼配件 JC830-1998 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/T872-2000 5.鋼材規(guī)范： 不銹鋼冷扎鋼板 GB/T3280 不銹鋼熱扎鋼板 GB/T4237-92 不銹鋼熱扎鋼帶 GB/T5090 碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-1988 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699 合

7、金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077 不銹鋼和耐熱鋼冷扎帶鋼 GB/T4239 高耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T4171-2000 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 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 金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 GB/T13912-1992 6.膠類(lèi)及密封材料規(guī)范： 硅酮建筑密封膠 GB/14683-2003 建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB16776-2003 石材幕墻接縫用密封膠 JC/T883-2001 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

8、表面用有機(jī)硅防水劑 JC/T902-2002 7.土建圖紙： 二、基本參數(shù) 1.幕墻所在地區(qū)： 2.地區(qū)粗糙度分類(lèi)等級(jí)： 幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001) A類(lèi)：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類(lèi)：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(lèi)：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類(lèi)：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)； 依照上面分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類(lèi)類(lèi)地區(qū)考慮。 3.抗震烈度： 按照國(guó)家規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)、中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū) 劃圖(GB18306-2000)規(guī)定，該地區(qū)地震基本烈度為 8度抗震 水平地震

9、影響系數(shù)最大值為：8度抗震, max=0.000。 三、幕墻承受荷載計(jì)算 1.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)計(jì)算： wk=gz*z*s*w0 -2GB50009-2001 上式中： wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)； z瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)，取 2.250 s風(fēng)荷載體型系數(shù)，豎直幕墻外表面取 1.500 Z風(fēng)荷載作用點(diǎn)離地面高度Z(m)=， 40.000 地區(qū)粗糙度分類(lèi)等級(jí)：C類(lèi) z風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，并與建筑的地區(qū)類(lèi)別有關(guān)，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9取值 高度變化系數(shù)為 1.130 W。基本風(fēng)壓，取 0.550 所以，風(fēng)

10、荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： wk=2.250×1.500×1.130×0.550=2.098 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為： 2.垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值： 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算： qEk = E*max*(G+G1) JGJ102-2003 式中：qEK垂直幕墻平面的分布水平地震作用（kN/m2）E地震動(dòng)力放大系數(shù)，取 5.000 max水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.000 G單位面積的幕墻結(jié)構(gòu)自重，取 0.560 (kN/m2) G1單位面積的幕墻結(jié)構(gòu)附件重，取 0.000 (kN/m2) 所以，垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為： q

11、Ek = 5.000×0.000×0.560 =0.000(KN/m2) 3.作用效應(yīng)組合： 荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合： S=GSGk+wwSwk+EESEk JGJ102-2003 上式中： S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； Swk、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； G、w、E：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)； w、E：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。 上面的G、w、E為分項(xiàng)系數(shù)，按 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：G：1.2； 風(fēng) 荷 載：w：1.4； 地震作用：E：1.3； 進(jìn)

12、行位移及撓度計(jì)算時(shí)； 重力荷載：G：1.0； 風(fēng) 荷 載：w：1.0； 地震作用：E：1.0； 上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)w為1.0； 地震作用的組合系數(shù)E為0.5； 四.石板的選用與校核 當(dāng)前計(jì)算板數(shù) n = 0 五.橫梁強(qiáng)度、剛度校核： 模型簡(jiǎn)圖為： 橫梁名: 材料: 鋼Q235, 抗彎強(qiáng)度 f = 215.0(MPa) (1) 橫梁截面特征：L形高H= 0.0(mm)L形寬B= 0.0(mm)L形厚t= 0.0(mm)(2)荷載：分布荷載：水平地震荷載標(biāo)準(zhǔn)值qE(kN/m)= 0.000(kN/m)水平風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值qw（kN/m）= 0.000(kN/m)豎向恒載標(biāo)準(zhǔn)值qG(kN/m) =

13、0.000(kN/m)集中荷載：(3)各跨強(qiáng)度, 剛度校核強(qiáng)度計(jì)算公式:f = Mx/(Wx*1.05) + My/(Wy*1.05) < f + end +六.*立柱強(qiáng)度、剛度校核：*、 模型簡(jiǎn)圖為： 立柱名: column 材料: 鋼Q235, 抗彎強(qiáng)度 f = 215.0(MPa)(1) 立柱截面特征：L形高H= 200.0(mm)L形寬B= 200.0(mm)L形厚t= 8.0(mm)(2)荷載：水平地震荷載標(biāo)準(zhǔn)值qE(kN/m)= 0.538(kN/m)水平風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值qw（kN/m）= 2.517(kN/m)豎向恒載集中力標(biāo)準(zhǔn)值NG(kN) = 2.419(kN)(3)各跨強(qiáng)度

14、, 剛度校核強(qiáng)度計(jì)算公式:f = N/A*fa + My/(Wy*1.05) < f(MPa) 單元序號(hào): 1 高度為 1.200(m) 強(qiáng)度校核:立柱彎矩、軸力：M1-2(x) = 0.547(kM-m) N = 3.758(kM)強(qiáng)度校核: 抗壓彎強(qiáng)度 f = 3.530(MPa) <= f=215.0(MPa)(強(qiáng)度滿足要求)剛度驗(yàn)算： 位移 u = 0.024(mm) 剛度比 = 9049160.7剛度比 = 9049160.7 > 180 (剛度滿足要求)-單元序號(hào): 2 高度為 1.200(m) 強(qiáng)度校核:立柱彎矩、軸力：M1-2(x) = 0.547(kM-m)

15、 N = 3.758(kM)強(qiáng)度校核: 抗壓彎強(qiáng)度 f = 3.530(MPa) <= f=215.0(MPa)(強(qiáng)度滿足要求)剛度驗(yàn)算： 位移 u = 0.005(mm) 剛度比 = 44745778.8剛度比 = 44745778.8 > 180 (剛度滿足要求)-單元序號(hào): 3 高度為 1.200(m) 強(qiáng)度校核:立柱彎矩、軸力：M1-2(x) = 0.547(kM-m) N = 3.758(kM)強(qiáng)度校核: 抗壓彎強(qiáng)度 f = 3.530(MPa) <= f=215.0(MPa)(強(qiáng)度滿足要求)剛度驗(yàn)算： 位移 u = 0.024(mm) 剛度比 = 9049160.

16、7剛度比 = 9049160.7 > 180 (剛度滿足要求)-+ end +七、 *連接件設(shè)計(jì)* 基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：40.000 2：立柱計(jì)算間距 B （指立柱左右分格平均寬度）：1200.000 3：橫梁計(jì)算分格尺寸(指橫梁上下分格平均高度）： = 1200.000 4：立柱預(yù)埋件間距L(mm): 1200.00 5：橫梁總跨數(shù)n(跨): 4 6：立柱總跨數(shù)m(跨): 3 A: 橫梁與立柱 1.橫梁與角碼間連結(jié)： 計(jì)算參數(shù)： 橫梁與角碼連接螺栓公稱直徑d(mm)：6.00 螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv1b(MPa)：215.000 (1)風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值： Vw = 1

17、.4*Wk*a*b/4 = 734.147 (N) (2)地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值： VEk = E*max*(Gk/A)*a*b/4 = 0.000 (N) (3)地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值： (4)連接部位總剪力N1： N1 = Vw + VE = 734.150 (N) (5)連接螺栓計(jì)算： Nv1b = nv1*d*d*fv1b/4 -1GBJ17-88 = 6078.982 Nv1b：螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N) nv1：剪切面數(shù)：取1 螺栓個(gè)數(shù) Nnum1 = N1 / Nv1b = 0.121 實(shí)際螺栓個(gè)數(shù)取 Nnum1 = 2 (6)連接部位橫梁型材壁抗承壓能力計(jì)算： Nc1：連

18、接部位幕墻橫梁型材壁抗承壓能力設(shè)計(jì)值(N) t1：連接部位橫梁壁厚(mm)： fc1：型材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa) Nc1 = Nnum1*d*t1*fc1 -3GB50017-2003 = 20640.000(N) > N1 = 734.150(N) 連接部位幕墻橫梁型材壁抗承壓能力驗(yàn)算滿足要求! 2.角碼與立柱連接： 計(jì)算參數(shù)： 立柱與角碼連接螺栓直徑d(mm)：6.00 螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv2b(MPa)：215.000 立柱與橫梁連接處鋁角碼厚度t3(mm)：5.00 (1)自重荷載計(jì)算： 豎向自重荷載設(shè)計(jì)值G1 = 1.2*Gk = 1322.173 (N) (2)連接處螺栓

19、剪力設(shè)計(jì)值: N2 = sqrt(G1*G1+G2*G2) = 4430.600 (N) (3)連接處螺栓強(qiáng)度計(jì)算： Nv2b = nv2*d*d*fv2b/4 -1GBJ17-88 = 6078.982 Nv2b：螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N) nv2：剪切面數(shù)：取1 螺栓個(gè)數(shù) Nnum2 = N2 / Nv2b = 0.729 實(shí)際螺栓個(gè)數(shù)取 Nnum2 = 2 (4)連接部位立柱型材壁抗承壓能力計(jì)算： t2：連接部位立柱壁厚(mm)： fc2：型材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa) N21 = Nnum2*d*t2*fc2 -3GB50017-2003 = 20640.000(N) > N2

20、= 4430.600(N) 連接部位立柱型材壁抗承壓能力驗(yàn)算滿足要求! (5)連接部位鋁角碼壁抗承壓能力計(jì)算: fc3：型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)6063-T5取85.5(MPa) Nc3 = Nnum2*d*t3*fc3 -3GB50017-2003 = 5130.000(N) > N2 = 4430.600(N) 連接部位鋁角碼壁抗承壓能力驗(yàn)算滿足要求! B.立柱與主結(jié)構(gòu)連接： 計(jì)算參數(shù)： 立柱與主體連接螺栓直徑d(mm)：12.00 螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv3b(MPa)：215.000 立柱與主體連接鋼角碼壁厚t4(mm)：5.000 (1)連接處水平剪切總力計(jì)算： 水平剪切總力Qv

21、: 4228.686 (N) (2)連接處重力總力計(jì)算： 豎向剪力Qh: 1676.667 (N) (3)連接處總剪力計(jì)算： 總剪力Q = sqrt(Qv*Qv + Qh*Qh): 4549.000 (N) (4)螺栓承載力計(jì)算： Nv3b = nv3*d*d*fv3b/4 -1GBJ17-88 = 48.632 螺栓個(gè)數(shù) num = Q / Nv2b = 0.094 實(shí)際螺栓個(gè)數(shù)取 num = 2 (5)立柱型材壁抗承壓能力計(jì)算： fc4：立柱型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 Nc4：立柱型材壁抗承壓能力(N) Nc4 = 2 * Nnum3 * d * t2 * fc4 -3GB50017-2003

22、= 82560.000(N) > Q = 4549.000(N) 立柱型材壁抗承壓能力驗(yàn)算滿足要求! (6)鋼角碼型材壁抗承壓能力計(jì)算： fc5：鋼角碼的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 Nc5 = 2 * Nnum2 * d * t4 * fc5 -3GB50017-2003 = 51600.000(N) > Q = 4549.000(N) 鋼角碼型材壁抗承壓能力驗(yàn)算滿足要求! 七、*預(yù)埋件設(shè)計(jì)*受拉時(shí)：AsV/(×v×fs)+N/(0.8×b×fs)+M/(1.3××b×fs×ZAsN/(0.8×b

23、5;fs)+M/(0.4××b×fs×Z受壓時(shí)：As(V-0.3N)/(×v×fs)+(M-0.4×N×Z)/(1.3××b×fs×Z)As(M-0.4×N×Z)/(0.4××b×fs×Z)預(yù)埋件名稱 ymj-1軸力N(kN)= 1.0000剪力V(kN)= 1.0000彎矩M(kN-m)= 1.0000錨板厚度t(mm)= 10.0000混凝土等級(jí)= C15鋼筋級(jí)別= HPB235所需錨筋的截面面積(mm*mm)：= 92.8962所需錨筋總的根數(shù)：= 4+ end + 九、*幕墻預(yù)埋件與調(diào)節(jié)件的焊縫計(jì)算* (1)基本參數(shù)： 設(shè)計(jì)軸力N= 0.000(N)設(shè)計(jì)剪力V= 0.000(N)設(shè)計(jì)彎矩M= 0.000(N-mm)焊角高度hf = 6.00(