施工方案(計(jì)算書)

塘沽區(qū)五星廣場(chǎng)石材干掛工程二次深化設(shè)計(jì)計(jì)算書本方案設(shè)計(jì)適用于塘沽區(qū)五星廣場(chǎng)石材干掛工程工程概況工程名稱塘沽區(qū)五星廣場(chǎng)石材干掛工程建設(shè)地點(diǎn)天津市塘沽區(qū)建設(shè)單位天津市塘沽區(qū)烈士陵園施工單位福建豪太裝飾設(shè)計(jì)工程有限公司天津分公司建筑層數(shù)地上3層建筑層高層高2.9m石材面積約1300花崗巖石材干掛設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)依據(jù)依據(jù)本次設(shè)計(jì)依據(jù)上海茂洋建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所以及天津中建建筑設(shè)計(jì)探討院有限公司設(shè)計(jì)的該建筑外墻面的立面圖編制。。磨光板為600×1000×25mm石材拼縫,5mm縫填泡沫條加密封膠石材的顏色及花色,由甲方和設(shè)計(jì)依據(jù)樣品共同確定。石材的物理力學(xué)性質(zhì)應(yīng)符合下列要求:體積密度≥2.25g/cm3,吸水率≤0.設(shè)計(jì)依據(jù)塘沽區(qū)五星廣場(chǎng)石材干掛工程石材干掛工程設(shè)計(jì)圖紙石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-96)(參考)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GBJ9-87)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17-88)(參考)民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50045-95)建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50057-94)負(fù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范甲方要求設(shè)計(jì)荷載大面石材幕墻自重荷載設(shè)計(jì)值自重荷載(包括石材和龍骨):1080N/M2風(fēng)荷載當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓:0.35KN/M2地震荷載抗震設(shè)防考慮8度設(shè)防水平地震作用系數(shù)最大值amax=0.16,地震作用放大系數(shù)βE=5.0石材幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書基本參數(shù):天津地區(qū)抗震8度設(shè)防amax=0.16,地震作用放大系數(shù)βE=5.0一、風(fēng)荷載計(jì)算標(biāo)高為8.900處風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算:Wk:作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Kn/m2)βgz:8.μf=0.5×(Z/10)^(-0.16)=0.445βgz=0.89×(1+2μf)=1.683μz:8.μz=(Z/10)^0.32=1.260風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=1.20Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=1.683×1.260×1.2×0.500=1.272kN/m2⑵.風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:W:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:Kn/m2 Rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù):1.4按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001規(guī)定采納W=rw×Wk=1.4×1.272=1.781Kn/m2二、板強(qiáng)度校核:石材校核:(第一處)1.石材強(qiáng)度校核校核依據(jù):σ≤[σ]=3.700N/mm^2Ao:石板短邊長(zhǎng):0.Bo:石板長(zhǎng)邊長(zhǎng):1a:計(jì)算石板抗彎所用短邊長(zhǎng)度:0.b:計(jì)算石板抗彎所用長(zhǎng)邊長(zhǎng)度:1.t:石材厚度:25.0mmml:四角支承板彎矩系數(shù),按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(a/b=0.500)查表得:0.0763Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.272Kn/m^2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(kN/m^2)qEAk=5×αmax×GAK=5×0.160×1200.000/1000=0.960kN/m^2荷載組合設(shè)計(jì)值為:Sz=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk=2.405kN/m^2應(yīng)力設(shè)計(jì)值為:σ=6×m1×Sz×b^2×10^3/t^2=6×0.0763×2.405×0.500^2×10^3/25.0^2=0.4398kN/m^20.43984kN/m^2≤3.700N/mm^2強(qiáng)度可以滿意要求2.石材剪應(yīng)力校核校核依據(jù):γmax≤[γ]γ.石板中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(N/mm^2)n:一個(gè)連接邊上的掛鉤數(shù)量:2t:石板厚度:25.0mmd:槽寬:7.0mms:槽底總長(zhǎng)度:60.0mmβ:系數(shù),取1.25對(duì)邊開槽γ=Sz×Ao×Bo×β×1000/[n×(t-d)×s]=0.261N/mm^20.261N/mm^2≤1.800N/mm^2石材抗剪強(qiáng)度可以滿意3.掛鉤剪應(yīng)力校核xz校核依據(jù):γmax≤[γ]γ:掛鉤剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(N/mm^2)Ap:掛鉤截面面積:19.600mm^2N:一個(gè)連接邊上的掛鉤數(shù)量:2掛板抗剪強(qiáng)度可以滿意三、幕墻立柱計(jì)算:幕墻立柱計(jì)算:(第1處)幕墻立柱按雙跨梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算:1.選料:⑴風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(矩形分布)qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值（矩形分布）rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：１.４Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.272kN/m^2B:幕墻分格寬：1.200mqw=1.4×Wk×B=1.4×1.272×1.200=2.137kN/m(2)立柱彎矩:Mw:風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(KN·m)qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值:2.137(kN/m)Hsjcg:立柱計(jì)算跨度:3.900mMw=(L1^3+L2^3)/8/(L1+L2)×qw=(2.250^3+1.650^3)/8/(2.250+1.650)×2.137=1.088kN·mqEA:地震作用設(shè)計(jì)值(KN·m^2):Gak:幕墻構(gòu)件(石材包括石材掛件)的平均自重:1200N/M^2垂直于幕墻平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(KN·m^2)qEAk=5×amax×GAK=5×0.160×1200.000/1000=0.960KN·m^2γE:幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3qEA=1.3×qEAk=1.3×0.960=1.248KN/m^2qE:水平地震作用線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(矩形分布)qE=qEA×B=1.248×1.200=1.498KN/mME:地震作用下立柱彎矩(KN·m):ME=(L1^3+L2^3)/8/(L1+L2)×qE=(2.250^3+1.650^3)/8/(2.250+1.650)×1.498=0.762KN·mM:幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(KN·m)采納Sw+0.5SE組合M=Mw+0.5×ME=1.088+0.5×0.762=1.469KN·m(3)W:立柱抗彎矩預(yù)選值（cm^3）W=M×10^3/1.05/215.0=1.469×10^3/1.05/215.0=16.616cm^3qwk:風(fēng)載荷線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（kn/m）qwk=wk*b=1.272*1.200=1.562kn/mqek:水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（kn/m）qek=qeak*b=0.960*1.200=1.152kn/m2.選用立柱型材的截面特性：型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215.00N/mm^2型材彈性模量：Ｅ＝2.1*10^5Ｎ／mm^2X軸慣性矩：Ｉx=94.250cm^4Y軸慣性矩：Ｉy=59.600cm^4X軸反抗矩：Wx1=23.560cm^3Y軸反抗矩：Wy1=23.560cm^3型材截面積：Ａ＝10.560cm^2型材計(jì)算校核處壁厚：t=4.000mm型材截面面積矩：Ｓs=10.600cm^3塑性發(fā)展系數(shù)：ǐ＝1.053.幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：Ｎ／Ａ+Ｍ／ǐ／Ｗ≦fa=215.0N/mm^2(拉彎構(gòu)件)Ｂ：幕墻分割寬：1.200mGAK:幕墻自重：1200N/m^2幕墻自重線荷載：ＧＫ＝1200*WFG/1000=1200*1.200/1000=1.440KN/mnk:立柱受力：nk=gk*Hsjcg=1.44*3.900=5.616KNN:立柱受力設(shè)計(jì)值：Rg：結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)：１.２Ｎ＝１.２*ＮＫ＝１.２*５.６１６＝６.７３９ＫＮ∝：立柱計(jì)算強(qiáng)度（Ｎ／mm^2）(立柱為拉彎構(gòu)件)Ｎ：立柱受力設(shè)計(jì)值：6.739ＫＮＡ：立柱型材截面積：10.560cm^2Ｍ：立柱彎矩：1.469KN.mWx2:立柱截面抗彎矩：23.560cm^3ǐ:塑性發(fā)展系數(shù)：1.05∝=N*10/A+M*10^3/1.05/W*2=6.739*10/10.560+1.469*10^3/1.05/23.560=65.765N/mm^265.765N/mm^2≦fa=215.0N/mm^2故得出：立柱強(qiáng)度可以滿意４.幕墻立柱的剛度計(jì)算：校核依據(jù)：Ｕmax≦[U]=15mm且Ｕmax≦L/300(JGJ133-2001)Umax:立柱最大撓度Ｕmax=1000*[1.4355*RO-0.409*(qwk+0.5*qek)*L1]*L1^3/(24*2.1*Ix)立柱最大撓度Ｕmax為：1.865mm≦15mmDu:立柱撓度與立柱計(jì)算跨度比值：Ｈsjcg:立柱計(jì)算跨度：3.900mDu=U/Hsjcg/1000=1.865/3.900/1000=0.000≦1/300撓度可以滿意要求５.立柱抗剪計(jì)算：校核依據(jù)：rmax≦[r]=125.0N/mm^2Qwk:風(fēng)載荷作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）RO:雙跨梁長(zhǎng)跨端支坐反力為：1.372KNRa:雙跨梁中間支坐反力為：3.793KNRb:雙跨梁短跨端支坐反力為：0.788KNRc:中間支承處梁受到的最大剪力:2.063KNQWK=2.063KNQW：風(fēng)載荷作用下剪力設(shè)計(jì)值（KN）QW=1.4*QWK=1.4*2.063=2.888KNQek:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）RO:雙跨梁長(zhǎng)跨端支坐反力為：1.035KNRa:雙跨梁中間支坐反力為：2.862KNRb:雙跨梁短跨端支坐反力為：0.595KNRc:中間支承處梁受到的最大剪力:1.557KNQek=1.557KNQE:地震作用下剪力設(shè)計(jì)值（KN）QE=1.3×QEK=1.3×1.557=2.024kn⑸Q：立柱所受剪力：采納QW+0.5QE組合Q=QW+0.5×QE=2.888+0.5×2.024=3.899KN⑹立柱剪應(yīng)力：γ.立柱剪應(yīng)力：Ss:立柱型材截面面積矩：10.600cm^3Ix:立柱型材截面慣性矩：94.250cm^4T:立柱壁厚：4.000mmγ=Q×Ss×100/lx/t=3.899×10.600×100/94.250/4.000 =10.964N/mm^210.964N/mm^2≤125.0N/mm^2立柱抗剪強(qiáng)度可以滿意四、立梃與主結(jié)構(gòu)連接立梃與主結(jié)構(gòu)連接：（第一處）Lct2:連接處鋼角碼壁厚：4D2：連接螺栓直徑：12.000mmD0:連接螺栓直徑：10.360mm采納SG+SW+0.5SE組合N1wk:連接處風(fēng)荷載總值（N）N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=1.272×1.200×3.900×1000=5952.960N連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值（N）：N1w=1.4×N1wk=1.4×5952.960=8334.144NN1EK:連接處地震作用（N）：N1EK=QEAK×B×Hsjcg×1000 =0.960×1.200×3.900×1000=4492.800NN1E:連接處地震作用設(shè)計(jì)值（N）；N1E=1.3×N1Ek=1.3×4492.800=5840.640NN1:連接處水平總力（N）：N1=N1w+0.5×N1E=8334.144+0.5×5840.640=11254.464NN2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值（N）：N2k=1200×B×Hsjcg=1200×1.200×3.900=5616.000NN2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值（N）：N2=1.2×N2k=1.2×5616.000=6739.200NN:連接處總合力（N）：N=(N1^2+N2^2)^0.5=(11254.464^2+6739.200^2)^0.5=13117.918NNvb:螺栓的承載實(shí)力：Nv:連接自剪切面數(shù)：2Nvb=2×3.14×D0^2×130/4(GBJ17-88-1)=2-3.14×10.360^2×130/4=21905.971NNum1:立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù)：Num1=N/Nvb=13117.918/21905.971=0.599個(gè)取2個(gè)Ncb1:立梃理材壁抗承壓實(shí)力（N）：D2:連接螺栓直徑：12.000mmNv:連接處剪切面數(shù)：4t:立梃壁厚：4.000mmNcb1=D2×2×120×t×Num1(GBJ17-88)=12.000×2×120×4.000×2.000=23040.000N23040.000N≥13117.918N強(qiáng)度可以滿意Ncbg:鋼角碼型材壁抗承壓實(shí)力（N）：Ncbg=D2×2×267×Lct2×Numl(GBJ17-88)=12.000×2×267×6.000×2.000=76896.000N76896.000N≥13117.918N強(qiáng)度可以滿意五、幕墻埋件計(jì)算:(第1處)基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：1.5m;2:埋板厚度：6.00mm;3：立柱計(jì)算間距(指立柱左右分格平均寬度)：B=1200mm；1.荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用：qEk=βEαmaxGk/A=5.0×0.12×0.0005=0.0003MPa(2)連接處水平總力計(jì)算：對(duì)雙跨梁，中支座反力R1，即為立柱連接處最大水平總力。qw：風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)；qw=1.4wkB=1.4×0.001093×1200=1.836N/mmqE：地震作用線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE=1.3qEkB=1.3×0.0003×1200=0.468N/mm采納Sw+0.5SE組合：……[JGJ133-2001]q=qw+0.5qE=1.836+0.5×0.468=2.07N/mmN：連接處水平總力(N)；R1：中支座反力(N)；N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/=2.07×4200×(6002+3×600×3600+36002)/8/600/3600=9911.56N(3)立柱單元自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=0.0005×BL=0.0005×1200×4200=2520N(4)校核處埋件受力分析：V：剪力(N)；N：軸向拉力(N)，等于中支座反力R1；e0：剪力作用點(diǎn)到埋件距離，即立柱螺栓連接處到埋件面距離(mm)；V=1.2Gk=1.2×2520=3024NN=R1=11990.077NM=e0×V=60×3024=181440N·mm2.拉拔試驗(yàn)拉拔力計(jì)算：計(jì)算公式：N拔=2β·(N/2+M/Z)/n其中：N拔：?jiǎn)蝹€(gè)錨固件的拉拔試驗(yàn)值(N);β：承載力調(diào)整系數(shù);N：拉力設(shè)計(jì)值(N)；M：彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；n：每排錨固件個(gè)數(shù)；Z：上下兩排螺栓間距(mm)；N拔=2β·(N/2+M/Z)/n=2×1.25×(9911.56/2+181440/130)/2=7938.365N在做拉拔試驗(yàn)時(shí)，單個(gè)錨栓的試驗(yàn)值應(yīng)不小于8kN拔。六、幕墻橫梁計(jì)算幕墻橫梁計(jì)算：（第一處）選用橫梁型材的截面特性：型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215.000N/mm^2型材彈性模量：E=2.1×10^5N/mm^2X軸慣性矩：Ix=9.290cm^4Y軸慣性矩:Iy=9.290cm^4X軸慣性矩:Wxl=2.560cm^3X軸慣性矩:Wx2=2.560cm^3Y軸慣性矩:Wy1=2.560cm^3Y軸慣性矩:Wy1=2.560cm^3型材截面積：A=3.9000cm^3型材計(jì)算校核處壁厚：t=4.000mm型材截面面積矩：Ss=4.000cm^3型材發(fā)展系數(shù)：γ=1.05幕墻橫梁的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：Mx/γWx+My/γWy≤fα=215.0⑴橫梁在自重作用下的彎矩（kN·m）H:玻璃面板高度：0.400mGak:橫梁自重：1200N/m^2Gk:橫梁自重荷載線分布均布荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)：Gk=1200×H/1000=1200×0.400/1000=0.480kN/mG:橫梁自重荷載線分布均布荷載集度設(shè)計(jì)值（kN/m）G=1.2×Gk=1.2×0.480=0.576kN/mMx:橫梁載自重荷載作用下的彎矩（kN·m）Mx=G×B^2/8=0.576×0.600^2/8=0.026kN·m⑵橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩（kN·m）風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（梯形分布）qwk=Wk×H=1.272×0.4000=0.509KN/m風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值qw=1.4×qwk=1.4×0.509=0.712kN/mMyw:橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩（kN·m）Myw=qw×B^2×(3-H^2/B^2)/24=0.712×0.600^2×(3-0.400^2/0.600^2)/24=0.027kN·m⑶地震作用下橫梁彎矩qWAk:橫梁平面外地震荷載：βE：動(dòng)力放大系數(shù)：5αmax:地震影響系數(shù)最大值：0.160Gk:幕墻構(gòu)件自重：1200N/m^2qEAk=5×αmax×1200/1000=5×0.160×1200/1000=0.960kN/m^2qex:水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值B：幕墻分格寬：0.600m水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（梯形分布）qex=qEAk×H=0.960×0.400=0.384KN/mqE:水平地震作用線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值γE:地震作用分項(xiàng)系數(shù)：1.3qE=1.3×qex=1.3×0.384=0.499kN/mMyE:地震作用下橫梁彎矩：MyE=qE×B^2×(3-H^2/B^2)24=0.499×0.600^2×(3-0.400^2/0.600^2)/24=0.019kN·m⑷橫梁強(qiáng)度σ：橫梁計(jì)算強(qiáng)度（N/mm^2）:采納SG+SW+0.5SE組合Wx1:X軸反抗矩：2.560cm^3Wy2:y軸反抗矩：2.560cmγ：塑性發(fā)展系數(shù)：1.05σ=（Mx/Wx1+Myw/Wy2+0.5×MyE/Wy2）×10^3/1.05=23.361N/mm^223.361N/mm^2≤fa=215.0N/mm^2橫梁正應(yīng)力強(qiáng)度可以滿意幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：1.5γmax≤[γ]=125.0N/mm^2⑴Qwk:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值（k/N）Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.272kN/m^2B:幕墻分格寬：0.600m風(fēng)荷載線分布呈梯形分布時(shí)：Qwk=Wk×B^2×(1-H/B/2)/2=1.272×0.600^2×(1-0.400/0.600/2)2=0.153kN⑵Qw:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值（kN）Qw=1.4×Qwk=1.4×