大興開發(fā)區(qū)北區(qū)1號地DX00-0301-0144地塊F3其他類多功能用地項目幕墻工程結(jié)構(gòu)計算書

大興開發(fā)區(qū)北區(qū)1號地DX00-0301-0144地塊F3其他

類多功能用地項目幕墻工程

設(shè)

計

計

算

書

計算:

校核:

審核:

二。二O年六月

目錄

第一部分、幕墻1-辦公全玻璃幕墻計算.............................................7

一、荷載計算................................................................7

1、風(fēng)荷載標準值計算.....................................................7

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算.....................................................8

3、水平地震作用計算.....................................................8

4、荷載組合計算.........................................................9

二、玻璃計算................................................................9

1、玻璃面積.............................................................9

2、玻璃板塊自重.........................................................9

3、對邊支撐玻璃強度計算................................................10

4、對邊支撐玻璃撓度計算................................................10

三、結(jié)構(gòu)膠計算..............................................................11

1、結(jié)構(gòu)膠寬度取值......................................................11

2、結(jié)構(gòu)膠厚度計算......................................................11

3、結(jié)構(gòu)膠強度計算......................................................11

四、玻璃肋計算.............................................................12

1、玻璃肋寬度選用......................................................12

2、玻璃肋強度校核......................................................12

3、玻璃肋剛度校核......................................................13

4、玻璃肋穩(wěn)定性驗算....................................................13

五、玻璃肋在欄桿荷載作用下強度計算........................................15

1、玻璃肋欄桿荷載計算..................................................15

2、玻璃肋強度計算......................................................16

3、玻璃肋的剛度計算....................................................16

六、玻璃肋在組合荷載作用下校核.............................................16

七、幕墻龍骨計算...........................................................16

1、風(fēng)荷載標準值（工況WL+及工況WL-）....................................................................16

2、鋁板面風(fēng)荷載標準值（工況WL-ceiling）..................................................................16

3、自重荷載標準值（工況DL）.........................................................................................17

4、鋁板面上人活荷載標準值（工況LL）........................................................................17

5、水平地震標準值（工況EL）......................................................................................17

6、荷載組合工況........................................................17

7、計算模型示意........................................................18

8、計算模型桿件........................................................22

9、計算模型桿件材料特性................................................24

10、桿件承載力校核（組合工況：Stress）..................................................................24

11、桿件撓度校核（組合工況：Deform）....................................................................25

12、支座反力（組合工況：Stress）...............................................................................26

第二部分、幕墻1、3-斷橋鋁合金門聯(lián)窗計算.......................................28

一、荷載計算...............................................................28

1、風(fēng)荷載標準值計算....................................................28

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算....................................................31

3、水平地震作用計算....................................................31

4、荷載組合計算........................................................31

二、玻璃計算...............................................................33

1、玻璃面積............................................................33

2、玻璃板塊自重........................................................33

3、玻璃強度計算........................................................33

4、玻璃跨中撓度計算....................................................35

三、門窗立挺計算...........................................................36

1、立梃荷載計算........................................................36

2、立梃截面特性........................................................36

3、立梃強度計算........................................................37

4、立梃剪切強度校核....................................................38

5、立梃剛度計算........................................................39

第三部分、系統(tǒng)8幕墻計算.......................................................40

一、荷載計算...............................................................40

1、風(fēng)荷載標準值計算....................................................40

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算....................................................43

3、水平地震作用計算....................................................43

4、荷載組合計算........................................................44

二、單層鋁板強度計算.......................................................44

1、面板荷載計算........................................................44

2、鋁板強度計算........................................................44

3、加強肋強度計算......................................................46

三、橫梁計算...............................................................49

1、選用橫梁型材的截面特性.............................................49

2、橫梁的強度計算......................................................50

3、橫梁的剛度計算......................................................54

4、橫梁的抗剪強度計算..................................................54

5、橫梁的各種強度校核及構(gòu)造...........................................55

四、立柱計算...............................................................55

1、立柱荷載計算........................................................55

2、立柱型材特性........................................................58

3、立柱強度計算........................................................59

4、立柱的剛度計算......................................................60

5、立柱抗剪計算........................................................61

五、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算...................................................62

1、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算................................................62

第四部分、系統(tǒng)12金屬屋面計算..................................................64

一、荷載計算...............................................................64

1、風(fēng)荷載標準值計算....................................................64

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算....................................................65

3、雪荷載標準值計算....................................................65

4、雪荷載設(shè)計值計算....................................................65

5、自重荷載設(shè)計值......................................................66

6、荷載組合計算........................................................66

二、金屬屋面板計算.........................................................67

1、選用型材的截面特性..................................................67

2、桿件強度計算........................................................67

3、桿件剪力計算........................................................69

4、桿件剛度計算........................................................70

三、次龍骨計算.............................................................70

1、選用型材的截面特性..................................................70

2、桿件強度計算........................................................71

3、桿件剪力計算........................................................73

4、桿件剛度計算........................................................73

四、主龍骨計算.............................................................74

1、選用型材的截面特性..................................................74

2、桿件強度計算........................................................75

3、桿件剪力計算........................................................76

4、桿件剛度計算........................................................77

五、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算...................................................78

1、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算................................................78

第五部分、系統(tǒng)10幕墻計算......................................................80

一、荷載計算...............................................................80

1、風(fēng)荷載標準值計算....................................................80

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算....................................................81

3、水平地震作用計算....................................................82

4、荷載組合計算........................................................82

二、裝飾線條荷載計算.......................................................82

1、風(fēng)荷載標準值計算....................................................82

三、玻璃計算...............................................................84

1、玻璃面積............................................................84

2、玻璃板塊自重........................................................84

3、對邊支撐玻璃強度計算................................................84

4、對邊支撐玻璃撓度計算................................................86

四、幕墻龍骨計算...........................................................86

1、風(fēng)荷載標準值（工況WL+及工況WL-）...................................................................86

2、豎向裝飾線條風(fēng)荷載標準值（工況WL-V）..............................................................86

3、橫向裝飾線條風(fēng)荷載標準值（工況WL-H）..............................................................87

4、自重荷載標準值（工況DL）........................................................................................87

5、水平地震標準值（工況EL）.....................................................................................87

6、荷載組合工況........................................................87

7、計算模型示意........................................................87

8、計算模型桿件........................................................90

9、計算模型桿件材料特性................................................93

10、桿件承載力校核（組合工況：Stress）..................................................................94

11、桿件撓度校核（組合工況：Deform）....................................................................94

第六部分、系統(tǒng)2、5B幕墻計算..................................................96

一、荷載計算...............................................................96

1、風(fēng)荷載標準值計算....................................................96

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算....................................................99

3、水平地震作用計算....................................................99

4、荷載組合計算........................................................99

二、玻璃計算...............................................................100

1、玻璃面積...........................................................100

2、玻璃板塊自重.......................................................100

3、玻璃強度計算.......................................................100

4、玻璃跨中撓度計算...................................................102

三、橫梁計算...............................................................103

1、選用橫梁型材的截面特性.............................................103

2、橫梁的強度計算.....................................................104

3、橫梁的剛度計算.....................................................107

4、橫梁的抗剪強度計算.................................................108

5、橫梁的各種強度校核及構(gòu)造...........................................109

四、立柱計算...............................................................109

1、立柱荷載計算.......................................................109

2、選用立柱型材的截面特性.............................................112

3、立柱的強度計算.....................................................114

4、立柱的剛度計算.....................................................115

5、立柱抗剪計算.......................................................116

五、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算..................................................117

1、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算...............................................117

第七部分、系統(tǒng)6幕墻計算......................................................120

一、荷載計算...............................................................120

1、風(fēng)荷載標準值計算...................................................120

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算...................................................120

3、水平地震作用計算...................................................121

4、荷載組合計算.......................................................121

二、玻璃計算...............................................................121

1、玻璃面積...........................................................121

2、玻璃板塊自重.......................................................122

3、玻璃強度計算.......................................................122

4、玻璃跨中撓度計算...................................................124

三、單層玻璃計算..........................................................125

1、玻璃面積............................................................125

2、玻璃板塊自重.......................................................125

3、玻璃強度計算.......................................................125

4、玻璃跨中撓度計算...................................................126

四、橫梁計算...............................................................127

1、選用橫梁型材的截面特性.............................................127

2、橫梁的強度計算.....................................................127

3、橫梁的剛度計算.....................................................131

4、橫梁的抗剪強度計算.................................................131

5、橫梁的各種強度校核及構(gòu)造...........................................132

五、立柱計算...............................................................132

1、立柱荷載計算.......................................................132

2、立柱型材特性.......................................................135

3、立柱強度計算.......................................................136

4、立柱的剛度計算.....................................................137

5、立柱抗剪計算.......................................................137

六、轉(zhuǎn)角立柱計算..........................................................138

1、立柱荷載計算.......................................................138

2、立柱有限元分析計算結(jié)果.............................................141

七、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算..................................................145

1、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算...............................................145

第八部分、系統(tǒng)7幕墻計算......................................................147

一、荷載計算...............................................................147

1、風(fēng)荷載標準值計算...................................................147

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算...................................................150

3、水平地震作用計算...................................................150

4、荷載組合計算.......................................................151

二、玻璃計算...............................................................151

1、玻璃面積............................................................151

2、玻璃板塊自重.......................................................151

3、玻璃強度計算.......................................................152

4、玻璃跨中撓度計算...................................................154

三、結(jié)構(gòu)膠計算.............................................................155

1、結(jié)構(gòu)膠寬度計算.....................................................155

2、結(jié)構(gòu)膠厚度計算.....................................................155

3、結(jié)構(gòu)膠強度計算.....................................................156

四、立柱計算...............................................................156

1、立柱荷載計算.......................................................156

2、立柱型材特性.......................................................159

3、立柱強度計算.......................................................160

4、立柱的剛度計算.....................................................161

5、立柱抗剪計算.......................................................161

五、橫梁計算...............................................................162

1、選用橫梁型材的截面特性.............................................162

2、橫梁的強度計算.....................................................163

3、橫梁的剛度計算.....................................................167

4、橫梁的抗剪強度計算.................................................167

5、橫梁的各種強度校核及構(gòu)造...........................................168

六、幕墻龍骨計算..........................................................168

1、風(fēng)荷載標準值（工況WL+及工況WL-）.................................................................168

2、側(cè)面風(fēng)荷載標準值（工況WL-side）.........................................................................168

3、自重荷載標準值（工況DL）.......................................................................................168

4、水平地震標準值（工況EL）....................................................................................169

5、荷載組合工況.......................................................169

6、計算模型示意.......................................................169

7、計算模型桿件.......................................................172

8、計算模型桿件材料特性...............................................172

9、桿件承載力校核（組合工況：Stress）...................................................................172

10、桿件撓度校核（組合工況：Deform）..................................................................173

11、支座反力（組合工況：Stress）.............................................................................174

七、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算..................................................175

1、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算...............................................175

第一部分、幕墻■辦公全玻璃幕墻計算

一、荷載計算

1'風(fēng)荷載標準值計算

Wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標準值(kN/nd

z:計算高度59.5m

□z：59.5m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計算)：(GB50009-2012條文說明8.2.1)

□z=lx玲產(chǎn)=1707

110：10米高名義湍流度，對應(yīng)A、B、C、D類地面粗糙度，分別取0.12、0.14、0.23、

0.39。(GB50009-2012條文說明8.4.6)

PEZ：陣風(fēng)系數(shù)：

(0,

%z=1+2xgxI10X(^)

=1+2x2.5x0.14x(^p)(-ai5)

=1.536

□spl：局部正風(fēng)壓體型系數(shù)

Usnl：局部負風(fēng)壓體型系數(shù)，通過計算確定

%z：建筑物表面正壓區(qū)體型系數(shù)，按照(GB50009-20128.3.3)取1

%f：建筑物表面負壓區(qū)體型系數(shù)，按照(GB50009-20128.3.3-2)取T.4

對于封閉式建筑物，考慮內(nèi)表面壓力，取-0.2或0.2

Usa：維護構(gòu)件面板的局部體型系數(shù)

%lz=Usz+0?2=1.2

Uslf=Usf-°-2=-1.6

按照以上計算得到

對于面板有：

%pi=L2

口snl=L6

面板正風(fēng)壓風(fēng)荷載標準值計算如下

Wkp=PgzXusplXyZXWO(GB50009-20128.1.1-2)

=1.536x1.2x1.707x0.45

=1.416kN/m2

面板負風(fēng)壓風(fēng)荷載標準值計算如下

Wkn=BgzXUsnlXUzXWo(GB50009-20128.1.1-2)

=1.536x(-1.6)x1.707x0.45

=-1.888kN/m2

當前幕墻抗風(fēng)壓等級為2級

2、風(fēng)荷載設(shè)計值計算

W:風(fēng)荷載設(shè)計值：kN/m2

Yw：風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)：1.5

面板風(fēng)荷載作用計算

2

Wp=YwXWkp=l.5x1.416=2.124kN/m

2

Wn=ywXWkn=l.5x(-1.888)=-2.832kN/m

3、水平地震作用計算

GAk:面板平米重量取0.307kN/n?

araax:水平地震影響系數(shù)最大值:0.16

qEk：分布水平地震作用標準值(kN/m?)

qEk=BE*aXGy^^=5x0.16x0.307=0.246kN/m"

YE：地震作用分項系數(shù)：1.3

qEA：分布水平地震作用設(shè)計值(kN/m?)

2

qEA=ygXqg^l.3x0.246=0.319kN/m

4、荷載組合計算

幕墻承受的荷載作用組合計算，按照規(guī)范，考慮正風(fēng)壓、地震荷載組合:

Szkp哪p=L416kN/n?

Szp=WkpX丫w+q^kXYEX如

=1.416x1.5+0.246x1.3x0.5

=2.284kN/m2

考慮負風(fēng)壓、地震荷載組合：

Szkn哪n=-L888kN/m2

Szn=Wkr)XYwYEk*YE**E

=-1.888x1.5-0.246x1.3x0.5

=-2.992kN/m2

綜合以上計算，取絕對值最大的荷載進行強度演算

采用面板荷載組合標準值為L888kN/m2

面板荷載組合設(shè)計值為2.992kN/m2

二'玻璃計算

1、玻璃面積

B:該處玻璃幕墻分格寬：1.6m

H:該處玻璃幕墻分格高：3.4m

A:該處玻璃板塊面積：

A=BxH=1.6x3.4=5.44m2

2、玻璃板塊自重

GSAk:單層玻璃板塊平均自重(不包括鋁框):

玻璃的體積密度為：25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)

t:玻璃厚度12mm

入CLCt

GsAk=25.6xy^

*?12

=25-6XTOOO

=0.307kN/m2

G=1.3X0.307x5.44

=2.173kN

3、對邊支撐玻璃強度計算

選定面板材料為：12mm(HS)玻璃

校核依據(jù)：oWfg=56N/mm2

q:玻璃所受組合荷載：2.992kN/n?

a:玻璃支撐跨度：1.6m

片：單層玻璃玻璃板塊厚度為：12(mm)

E:玻璃彈性模量:72000N/mm2

m:玻璃板面跨中彎曲系數(shù),按簡支梁計算取0.125

ow：玻璃所受應(yīng)力：

q=2.992kN/m2

玻璃最大應(yīng)力計算：

6xmxqxa;X1000

°w=(JGJ102-20036.1.2-1)

6x0.125x2.992x1.62X1000

=

=39.889N/mm2

2

39.889N/mm^fg=56N/mm'

玻璃的強度滿足

4、對邊支撐玻璃撓度計算

[6

校核依據(jù)：df^dflim=-^-xl000=26.667mm

D:玻璃剛度(N?mm)

E:玻璃彈性模量：72000N/mm2

t:玻璃板塊厚度：12mm

Ext3

D=12x(1-v2)

_72000x12"

=12x(l-0.22)

=10800000N,mm

qk：玻璃所受組合荷載標準值：L888kN/m2

口：撓度系數(shù)，按簡支梁模式計算取需0.013

dr:玻璃組合荷載標準值作用下?lián)隙茸畲笾?/p>

1

口XqkXa

df=5

0.013x1,888x1.61

10800000

=14.917mm

14.917mm忘(1門笳=26.667mm

玻璃的撓度滿足

三、結(jié)構(gòu)膠計算

1'結(jié)構(gòu)膠寬度取值

全玻幕墻的膠縫寬度按照規(guī)范根據(jù)玻璃肋與面板玻璃的位置關(guān)系取定:

tg:玻璃肋后置或騎縫于面板玻璃,取玻璃肋截面厚度24mm

2、結(jié)構(gòu)膠厚度計算

(1)荷載作用下膠縫厚度的計算：

Ts:荷載作用下結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度：mm

H:幕墻分格高：3.4m

。：幕墻層間變位設(shè)計變位角：1/800

包：結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的地震變位承受能力：0.125

0XHxlOQQ

15飛2義(2+詼)

13.4x1000

=--x-,

800^0.125x(2+0.125)

=8.246mm

(2)結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的最大計算厚度：9mm

(3)選定厚度為：12mm由于9mlnWl2mm,厚度滿足計算變形要求

3、結(jié)構(gòu)膠強度計算

強度校核依據(jù)：。WO.2N/mmJ

。：膠縫在組合荷載設(shè)計值作用下受力(N/rnnT)

W:組合荷載作用:2.992kN/m2

B:玻璃肋之間的玻璃面板計算跨度：1.6m

tg:膠縫寬度：24mm

o=—(JGJ102-20037.4.2-1)

tg

2.992x1.6

=24

=0.199N/mm2^0.2N/mm2

結(jié)構(gòu)膠強度滿足要求

四'玻璃肋計算

1、玻璃肋寬度選用

本工程選用玻璃肋種類為：12（鋼化）+1.52+12（鋼化）夾膠玻璃

Lb:玻璃肋截面高度：（mm）

q：玻璃幕墻所受組合荷載設(shè)計值：2.992kN/m2

B:兩玻璃肋間距：1.6m

Heal:玻璃肋上下兩支承點之間距離：3.4m

Srf:玻璃肋強度設(shè)計值：58.8N/mm2

t:玻璃肋的有效厚度：12X2=24mm

/3xqxBxHcal2..

Lb=^/X103（JGJ102-20037.3.2-2）

/3x2.992x1.6x3.42

—A/~777—7~X103

\j4x58.8x24

=171.488mm

2、玻璃肋強度校核

校核依據(jù)：oW58.8N/mm2

玻璃肋寬度選取值：240mm

q：玻璃幕墻所受組合荷載設(shè)計值：2.992kN/m2

B:兩玻璃肋間距：1.6m

Heal:計算跨度：3.4m

Lb:玻璃肋寬度：240mm

t:玻璃肋的有效厚度：24mm

3xqxBxHcal2X10b

°=~~txLb2X4

3x2.992x1.6x3.『XIO15

24X2402X4

=30.021N/mm2

30.021N/mm^58.8N/mm2

玻璃肋的強度滿足要求

3、玻璃肋剛度校核

校核依據(jù)：UmaxW獲

Umax:玻璃肋最大撓度

B:兩玻璃肋間距：1.6m

qk:玻璃幕墻所受組合荷載標準值：1.888kN/m2

E:玻璃肋的彈性模量

t:玻璃肋的有效厚度：24mm

qkxBxHcal',、

Umax=5x；(JGJ102-20037.3.3)

JNXEXtXLt)

1.888x1,6x3.41

32x72000x24x24()3

=2.64mm

°°_L3.4x1000

2.64nl_荻一=17mm

玻璃肋剛度滿足要求

4、玻璃肋穩(wěn)定性驗算

考慮玻璃肋自身重力荷載

玻璃的體積密度為：25.6(kN/nd(JGJ102-20035.3.1)

玻璃肋結(jié)構(gòu):夾膠玻璃

t:玻璃肋的有效厚度：24mm

Gr:玻璃肋重力荷載

_25.6xtxLb

Gr=1000000

_25.6x24x240

二~1000000

二0.147kN/m

Nr=l.3xGrxHcal

=1.3x0.147x3.4

=0.652kN

玻璃肋所承受的彎矩為：

M=l/8xqxBxHcal2

=1/8x2.992x1.6x3.42

=6.917kN.m

由于最大彎矩出現(xiàn)在玻璃肋跨中部位,且玻璃肋按照座立式安裝方式，

考慮重力作用方式，為簡化計算,考慮玻璃肋中部重力荷載為-0.326kN(負為壓力，正為拉

力)

A:玻璃肋截面面積A=24X240=5760mm2

W:截面抵抗矩W=l/6X24X2402=230400mm3

NM

A-W

-0.326x1000_6.794x1()6

5760230400

=-29.543N/mm2

由于日-所以需要考慮玻璃肋穩(wěn)定計算。

本計算出于安全上的考慮，考慮整體重力作用的不利影響，將當前玻璃肋構(gòu)件作為壓彎矩

作用的構(gòu)件來考慮穩(wěn)定性。

臨界彎矩計算公式

n2XExIy伍GxItxL2

Mcrx-----ri----XA—+—2”、?

LYlyJiXExly

上式中，ly為側(cè)向慣性矩

13

Iy=y^XLbxf

13

=y^X240x24