幕墻結(jié)構(gòu)計算書

1、 北京僑?；▓@EGW4鋼纜玻璃幕墻工程 計 算 書北京僑?；▓@EGW4單索幕墻工程計算報告 2007.4目 錄第一部分、計算說明3一、工程概況:31.概述：32.現(xiàn)場條件3二、工程設(shè)計依據(jù):31.條件圖及相關(guān)文件32.標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范3三、材料51.主要材料選取52.材料性能及有關(guān)數(shù)據(jù)5四、荷載和作用效應(yīng)71.荷載：72.荷載組合：7五、其它：7第二部分、南立面單層索網(wǎng)玻璃幕墻計算8一、荷載計算8二、玻璃的結(jié)構(gòu)計算：91.一般位置玻璃計算：92.角部位置玻璃計算：13三、單層索網(wǎng)計算211.概述：212.荷載：213.計算模型及計算軟件：224.選用截面：235.計算結(jié)果：246.施工狀態(tài)計算結(jié)果：

2、32第三部分、北立面單層索網(wǎng)玻璃幕墻計算34一、荷載計算34二、單層索網(wǎng)計算34第四部分、拉索夾具與拉索連接安全計算44一、概述：44二、連接螺栓計算：45三、拉索螺母的保證荷載計算：45四、拉索支座安全計算：46第一部分、 計算說明一、 工程概況:1. 概述：工程地理位置：北京。2. 現(xiàn)場條件基本荷載條件:l 基本風(fēng)壓：0.45kN/m2。l 基本雪壓：0.40kN/m2。l 地震基本設(shè)防烈度：8度。l 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：0=1.0二、 工程設(shè)計依據(jù):1. 條件圖及相關(guān)文件條件圖包括業(yè)主的相關(guān)文件及設(shè)計院提供的部分建筑施工圖。2. 標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范幕墻的設(shè)計，遵照以下規(guī)范（規(guī)程）進行：l 幕墻工程技

3、術(shù)規(guī)范：玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2003金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ133-2001l 建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范建筑設(shè)計防火規(guī)范 GBJ16-87（2001年版）高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50045-95（2001年版）建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 GB50057采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 GBJ19民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范 GBJ118民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范GB50176建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-2001鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GBJ50017-2003l

4、 材料標(biāo)準(zhǔn)：鋼化玻璃 GB/T9963-1998浮法玻璃 GB11614-99夾層玻璃 GB9962-1999三、 材料1. 主要材料選取玻璃：本工程所有玻璃均為鋼化玻璃。鋼結(jié)構(gòu)：所有鋼材采用Q345，相應(yīng)焊條用E50系列優(yōu)質(zhì)低氫焊條。接駁件，全部采用不銹鋼機加件，成套組裝件。2. 材料性能及有關(guān)數(shù)據(jù)1) 彈性模量牌號彈性模量N/mm2泊松比N/mm2線膨脹系數(shù)以每計玻璃0.721050.20.8110-5鋁合金0.71050.332.3510-5鋼2.061050.31.210-5不銹鋼2.061050.31.810-5碳鋼索1.51050.31.210-5不銹鋼索1.351050.31.2

5、10-52) 鋁合金型材的強度設(shè)計值a (N/mm2)鋁合金牌號狀態(tài)壁厚mm強度設(shè)計值a受拉、受壓受剪局部承壓6063T5不區(qū)分85.549.6120T6不區(qū)分14081.21616063AT51012472.2150T610147.785.71723) 玻璃的強度設(shè)計值： 類型厚度mm強度設(shè)計值大面?zhèn)让驿摶Ａ?1284.058.8151972.050.4屋面用鋼化玻璃42.04) 材料重力體積密度根據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102-2003之荷載的作用,玻璃幕墻結(jié)構(gòu)材料的重力體積密度可按下列數(shù)據(jù)采用：建筑玻璃 25.6 kN/玻璃棉 0.51.0 kN/鋁合金 28.0kN/鋼材 78

6、.5kN/四、 荷載和作用效應(yīng)1. 荷載：幕墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計時考慮以下荷載和作用效應(yīng)組合：l 風(fēng)荷載l 幕墻自重l 施工荷載l 地震作用l 溫度應(yīng)力l 主體結(jié)構(gòu)變形2. 荷載組合：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范和玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范之精神，應(yīng)根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進行荷載組合，并取各自的最不利的效應(yīng)組合進行設(shè)計。五、 其它：允許最大撓度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件容許撓度不得大于其跨度的1/250。鋁合金型材容許撓度不得大于其跨度的1/180。單層索網(wǎng)容許撓度不得大于其跨度的1/55。第二部分、 南立面單層索網(wǎng)玻璃幕墻計算一、 荷載計算基本風(fēng)壓w0:0.45KN/m

7、2計算高度處離地面距離:58m地面粗糙度類別:C類玻璃面積或從屬面積3.30風(fēng)壓高度變化系數(shù)mZ:1.34 立面風(fēng)荷載體型系數(shù)mS:1.00 立面風(fēng)荷載體型系數(shù)mS1:0.90 瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)bgz:1.70 立面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:wK=bgzmZmS1w0=1.71.335（0.9+0.2）0.451.12KN/m2玻璃面密度:0.64KN/m2配件：0.10KN/m2幕墻恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值:0.74KN/m2設(shè)防烈度:8度動力放大系數(shù)bE:5.0設(shè)計基本地震加速度0.20 g水平地震影響系數(shù)最大值amax:0.16水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：qEK=bEamaxGAK=50.160.740.59 KN/

8、m2立面水平荷載設(shè)計組合值:qH=1.4wK+0.51.3qEK=1.41.12+0.51.30.5921.95KN/m2根據(jù)風(fēng)洞試驗結(jié)果，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值取負(fù)壓-2.2KPa，正壓1.8 KPa。二、 玻璃的結(jié)構(gòu)計算：1. 一般位置玻璃計算：立面玻璃為12+1.52PVB+12mm鋼化夾層玻璃。玻璃折算厚度及荷載分配情況：荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值 KN/m22.20 荷載設(shè)計組合值 KN/m23.46 玻璃1厚度T1（mm）12 玻璃2厚度T2（mm）12 玻璃折算厚度T（mm）15.12 玻璃1荷載分配系數(shù)S10.50 玻璃2荷載分配系數(shù)S20.50 玻璃1分配的荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.10 玻璃2分配的荷載標(biāo)準(zhǔn)

9、值1.10 玻璃1分配的荷載設(shè)計值1.73 玻璃2分配的荷載設(shè)計值1.73 1）計算假定：計算分析采用ANSYS微機有限元分析通用程序。荷載作用于玻璃面上，通過爪件傳遞到鋼結(jié)構(gòu)。將扣件作為玻璃的鉸支點。按4點簡支板計算。在計算時依據(jù)實際情況取1/4對稱部分。尺寸簡圖如下： 玻璃尺寸簡圖玻璃計算模型圖如下：2）玻璃應(yīng)力計算結(jié)果：正面背面：玻璃板最大應(yīng)力=48.7N/mm2玻璃大面強度設(shè)計值=84N/mm2，滿足要求。3）玻璃變形計算結(jié)果： 玻璃板最大變形為30.9mm玻璃撓度允許值2100/6035mm。綜上所述，玻璃的強度和剛度均滿足要求，玻璃安全，可靠。2. 角部位置玻璃計算：立面玻璃為12

10、+1.52PVB+12mm鋼化夾層玻璃。玻璃折算厚度及荷載分配情況：荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值 KN/m22.20 荷載設(shè)計組合值 KN/m23.46 玻璃1厚度T1（mm）12 玻璃2厚度T2（mm）12 玻璃折算厚度T（mm）15.12 玻璃1荷載分配系數(shù)S10.50 玻璃2荷載分配系數(shù)S20.50 玻璃1分配的荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.10 玻璃2分配的荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.10 玻璃1分配的荷載設(shè)計值1.73 玻璃2分配的荷載設(shè)計值1.73 1）計算假定：計算分析采用ANSYS微機有限元分析通用程序。荷載作用于玻璃面上，通過爪件傳遞到鋼結(jié)構(gòu)。將扣件作為玻璃的鉸支點。按兩點一邊簡支板計算，其中一點施加位移荷載。尺寸簡圖

11、如下： 玻璃尺寸簡圖2）位移值確定：東南面索變形圖：西北面索變形圖：取位移值82.5mm。3）玻璃計算模型圖如下：4）玻璃應(yīng)力計算結(jié)果：正面背面：玻璃板最大應(yīng)力=59.5N/mm2 P0=4.0 KN夾具與不銹鋼豎向拉索之間摩擦承載能力滿足設(shè)計要求.根據(jù)風(fēng)洞試驗結(jié)果，西北入口處拉索幕墻玻璃板塊承受的負(fù)風(fēng)壓值最大，其值為： F=2.502.1131.6=8.45 KN Ntb=25.6 KN 連接螺栓的承載能力滿足設(shè)計要求。三、 拉索螺母的保證荷載計算： 根據(jù)設(shè)計要求，橫向拉索端頭采用一個1型M45六角螺母（GB/T 6170-2000）和一個配套的六角薄螺母（GB/T 6170-2000）；豎

12、向拉索端頭采用一個1型M60六角螺母（GB/T 6170-2000）和一個配套的六角薄螺母（GB/T 6170-2000）。薄螺母僅作為防止螺紋松脫使用，因此在計算時僅計算1型六角螺母的保證荷載，這樣的計算結(jié)果偏于安全。所有螺母性能等級均為5級。 根據(jù)螺母的保證荷載 粗牙螺紋保證荷載（GB/T 3098.2-2000）的要求，由于該規(guī)范對螺紋保證荷載的最大螺母規(guī)格為M39，由于橫向拉索與豎向拉索采用的螺母規(guī)格均大于M39的螺母，因此采用M39的保證荷載作為參考值比較，這樣結(jié)果是偏于安全的。 M39螺母的保證荷載：N614.9 KN。 橫向拉索最不利荷載作用下的軸向拉力：T=179.8 KN61

13、4.9 KN 因此橫向拉索的螺母保證荷載滿足設(shè)計要求。 豎向拉索最不利荷載作用下的軸向拉力：T= 392.3 KN614.9 KN 因此豎向拉索的螺母保證荷載滿足設(shè)計要求。四、 拉索支座安全計算： 拉索支座與建筑主體鋼結(jié)構(gòu)采用坡口全融透焊縫，焊縫等級為二級，焊接板材等級均為Q345，焊條采用E50系列。拉索支座焊縫連接詳圖如下：內(nèi)力如下： 拉力：392.4KN 剪力：31.9KN 拉索支座承受拉索軸向拉力，因此拉索支座的對接焊縫承受垂直于焊縫的軸向拉力，焊縫軸向拉力設(shè)計值：焊縫截面：設(shè)30mm鋼板一側(cè)無引出板，12mm兩側(cè)無引出板面積: 15132.0000周長: 1436.0000邊界框: X: -147.1997 - 87.8003 Y: -160.0000 - 160.0000質(zhì)心