吊頂系統結構計算書

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上吊頂系統結構計算書目錄計算書第一章、計算依據及說明一、工程概況說明工程名稱：*幕墻工程工程所在地：北京工程所屬建筑物地區(qū)類別：C類地形工程所在地區(qū)抗震設防烈度：8度工程所在地區(qū)地震設防分類：標準設防類工程基本風壓：0.00045N/mm²工程基本雪壓：0.0004N/mm²本計算書由生成（目前唯一免費生成完整計算書計算軟件）。二、設計依據1 相關規(guī)范1.1 幕墻設計規(guī)范序號標準名稱標準編號1鋁合金結構設計規(guī)范GB50429-20072玻璃幕墻工程技術規(guī)范JGJ102-20033建筑幕墻GB/T21086-20074建筑幕墻工程技術規(guī)范DGJ08-5

2、6-20125小單元建筑幕墻JG/T216-20076金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范JGJ133-20017建筑瓷板裝飾工程技術規(guī)程CECS:101-19988建筑玻璃應用技術規(guī)程JGJ113-20159坡屋面工程技術規(guī)范GB50693-201110建筑用玻璃與金屬護欄JG/T342-201211點支式玻璃幕墻工程技術規(guī)程CECS127-200112建筑玻璃點支承裝置JG/T138-201013吊掛式玻璃幕墻支承裝置JG139-20011.2 建筑設計規(guī)范序號標準名稱標準編號1鋼結構設計規(guī)范GB50017-20032高層建筑混凝土結構技術規(guī)程JGJ3-20103地震震級的規(guī)定GB/T17740-1

3、9994工程抗震術語標準JGJ/T97-20115混凝土結構后錨固技術規(guī)程JGJ145-20136混凝土結構加固設計規(guī)范GB50367-20137混凝土結構設計規(guī)范GB50010-20108混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓JG160-20049建筑防火封堵應用技術規(guī)程CECSY154：200310建筑工程抗震設防分類標準GB50223-200811建筑結構荷載規(guī)范GB50009-201212建筑結構可靠度設計統一標準GB50068-200113建筑抗震設計規(guī)范GB50011-201014建筑設計防火規(guī)范GB50016-201415建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-201016冷彎薄壁型鋼結構技術

4、規(guī)范GB50018-200217民用建筑設計通則GB50352-200518擦窗機GB19154-200319鋼結構焊接規(guī)范GB50661-201120鋼結構工程施工規(guī)范GB50755-201221建筑玻璃采光頂JG/T231-20071.3 參考資料建筑結構靜力計算手冊（第二版）1.4 土建圖紙：2 基本計算公式2.1 場地類別劃分：地面粗糙度可分為A、B、C、D四類： 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)。2.2 風荷載計算： 幕墻屬于薄壁外圍護構

5、件，根據建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012規(guī)定采用，垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，應按下述公式計算：當計算主要承重結構時 （GB50009-2012 8.1.1-1）當計算圍護結構時 （GB50009-2012 8.1.1-2）式中： 垂直作用在幕墻表面上的風荷載標準值（N/mm²）； 高度Z處的陣風系數,按建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012第8.6.1條文說明中公式取定。根據不同場地類型,按以下公式計算： 其中g為峰值因子，取值2.5，為地面粗糙度指數，為10m高名義湍流度。經簡化得： A類場地： B類場地： C類場地： D類場地： 風壓高度變化系數,按建筑結構荷載

6、規(guī)范GB50009-2012第8.2.1條文說明中公式取定。根據不同場地類型,按以下公式計算： A類場地： B類場地： C類場地： D類場地： 局部風壓體形系數，按建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012第8.3.3條驗算圍護構件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數：外表面1） 正壓區(qū) 按表8.3.1-1采用；2） 負壓區(qū) 對墻面， 取-1.0 對墻角邊， 取-1.4內表面1） 封閉式建筑物，按其外表面風壓的正負情況取-0.2或0.2；2） 僅一面墻有主導洞口的建筑物： 當開洞率大于0.02且小于或等于0.10時，??； 當開洞率大于0.10且小于或等于0.30時，??； 當開洞率大

7、于0.30時，??；3） 其它情況，應按開放式建筑物的取值； 注：1：主導洞口的開洞率是指單個主導洞口與該墻面全部面積之比； 2：應取主導洞口對應位置的值； 計算非直接承受風荷載的維護構件風荷載時，按建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012第8.3.4條，局部體形系數可按構件的從屬面積折減，折減系數按下列規(guī)定采用：1） 當從屬面積不大于1m²時，折減系數取1.0；2） 當從屬面積大于或等于25m²時，對墻面折減系數取0.8，對局部體形系數絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數取0.6，對其他屋面區(qū)域折減系數取1.0；3） 當從屬面積大于1m²小于25m²時，墻

8、面和絕對值大于1.0的屋面局部體形系數可采用對數插值，即按下式計算局部體形系數： 基本風壓，按建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012附表E.5給出的風壓采用，但不得小于0.3 N/mm²。2.3 地震作用計算：式中： 水平地震作用標準值 動力放大系數,按 5.0 取定 水平地震影響系數最大值，根據相應抗震設防烈度和設計基本地震加速度。 幕墻構件的自重（N/m²） 按照建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2010表5.1.4-1采用.水平地震影響系數最大值地震影響6度7度8度9度多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震0.280.50(0.72)

9、0.90(1.20)1.40注:括號內數值分別用于設計基本地震速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。根據建筑工程抗震設防分類標準GB 502232008規(guī)定： 1. 特殊設防類，應按高于本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施；但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求采取抗震措施。同時，應按批準的地震安全性評價的結果且高于本地區(qū)抗震設防烈度的要求確定其地震作用。簡稱甲類。 2. 重點設防類，應按高于本地區(qū)抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施；但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎的抗震措施，應符合有關規(guī)定。同時，應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用。簡稱乙類。

10、3. 標準設防類，應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用，達到在遭遇高于當地抗震設防烈度的預估罕遇地震影響時不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴重破壞的抗震設防目標。簡稱丙類。 4. 適度設防類，允許比本地區(qū)抗震設防烈度的要求適當降低其抗震措施，但抗震設防烈度為6度時不應降低。一般情況下，仍應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用。簡稱丁類。2.4 作用效應組合：一般規(guī)定，幕墻結構構件應按下列規(guī)定驗算承載力和撓度： a. 無地震作用效應組合時，承載力應符合下式要求： b. 有地震作用效應組合時，承載力應符合下式要求：式中： 荷載效應按基本組合的設計值； 地震作用效應和其他荷載效應按基本組合的設計

11、值； 構件強度設計值； 結構構件重要性系數，應取不小于1.0； 結構構件承載力抗震調整系數，應取1.0； c. 撓度應符合下式要求： 構件在風荷載標準值或永久荷載標準值作用下產生的撓度值； 構件撓度限值； d. 雙向受彎的桿件，兩個方向的撓度應分別符合的規(guī)定。幕墻構件承載力極限狀態(tài)設計時，其作用效應的組合應符合下列規(guī)定： 1. 有地震作用效應組合時，應按下式進行： 2. 無地震作用效應組合時，應按下式進行： 作用效應組合的設計值； 永久荷載效應標準值； 風荷載效應標準值； 地震作用效應標準值； 永久荷載分項系數； 風荷載分項系數； 地震作用分項系數； 風荷載的組合值系數； 地震作用的組合值系數

12、；進行幕墻構件的承載力設計時，作用分項系數，按下列規(guī)定取值： 一般情況下，永久荷載、風荷載和地震作用的分項系數、應分別取1.2、1.4和1.3； 當永久荷載的效應起控制作用時，其分項系數應取1.35；此時，參與組合的可變荷載效應僅限于豎向荷載效應； 當永久荷載的效應對構件有利時，其分項系數的取值不應大于1.0?？勺冏饔玫慕M合系數應按下列規(guī)定采用： 一般情況下，風荷載的組合系數應取1.0，地震作用于的組合系數應取0.5。 對水平倒掛玻璃及框架，可不考慮地震作用效應的組合，風荷載的組合系數應取1.0（永久荷載的效應不起控制作用時）或0.6（永久荷載的效應起控制作用時）。 幕墻構件的撓度驗算時，風荷

13、載分項系數和永久荷載分項系數均應取1.0，且可不考慮作用效應的組合。3 材料性能材料力學性能，主要參考玻璃幕墻工程技術規(guī)范JGJ 102-2003。1） 玻璃的強度設計值應按表5.2.1的規(guī)定采用。表5.2.1 玻璃的強度設計值 fg（N/mm²）種類厚度（mm）大面?zhèn)让嫫胀úＡ?28.019.5浮法玻璃51228.019.5151924.017.02020.014.0鋼化玻璃51284.058.8151972.050.42059.041.32） 鋁合金型材的強度設計值應參考鋁合金結構設計規(guī)范GB 50429-2007，按表4.3.4的規(guī)定采用。表4.3.4 鋁合金型材的強度設計值f

14、a（N/mm²）鋁合金牌號狀態(tài)壁厚（mm）強度設計值fa抗拉、抗壓抗剪局部承壓6061T4不區(qū)分9055133.0T6不區(qū)分200115199.06063T5不區(qū)分9055120.0T6不區(qū)分15085161.06063AT51013575150.01012570141.5T61016090172.01015080163.03） 部分單層鋁合板強度設計值應參考金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范JGJ133-2001。按表5.3.2采用。表5.3.2 單層鋁合金板強度設計值（N/mm²）牌號試樣狀態(tài)厚度（mm）抗拉強度fta1抗剪強度fva12A11T420.52.9129.575.

15、12.910.0136.579.22A12T420.52.9171.599.52.910.0185.5107.67A04T620.52.9273.0158.42.910.0287.0158.47A09T620.52.9273.0158.42.910.0287.0166.54） 熱軋鋼材的強度設計值應按現行國家標準鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003的規(guī)定采用，也可按玻璃幕墻工程技術規(guī)范JGJ102-2003表5.2.3采用。表5.2.3 熱軋鋼材的強度設計值fs（N/mm²）鋼材牌號厚度或直徑d（mm）抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235d1621512532516d4020512

16、040d60200115Q345d1631018040016d3529517035d50265155注：表中厚度是指計算點的鋼材厚度；對軸心受力桿件是指截面中較厚鋼板的厚度。5） 冷彎薄壁型鋼的鋼材的強度設計值應按現行國家標準冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB 50018-2002的規(guī)定，可按表4.2.1采用。表4.2.1 冷成型薄壁型鋼的強度設計值（N/mm²）鋼材牌號抗拉、抗壓、抗彎 fts抗剪 fvs端面承壓（磨平頂緊）fcsQ235205120310Q3453001754006） 螺栓連接的強度設計值可參考玻璃幕墻工程技術規(guī)范JGJ 102-2003表B.0.1-1。表B.0.1-

17、1 螺栓連接的強度設計值（N/mm²）類別螺栓的性能等級、錨栓和構件鋼材的牌號普通螺栓錨栓高強度螺栓C級螺栓A、B級螺栓承壓型連接抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉抗剪抗拉承壓ftbfvbfcbftbfvbfcbftbftbfvbfcb普通螺栓4.6、4.8級170140-5.6級-210190-8.8級-400320-錨栓Q235鋼-140-Q345鋼-180-承壓型連接高強度螺栓8.8級-400250-10.9級-500310-構件Q235鋼-305-405-470Q345鋼-385-510-590Q390鋼-400-530-6157） 焊縫的強度設計值可參考玻璃幕墻工程技術規(guī)范JGJ

18、 102-2003表B.0.1-3。表B.0.1-3 焊縫的強度設計值（N/mm²）焊接方法和焊條型號構件鋼材對接焊縫角焊縫牌號厚度或直徑d（mm）抗壓fcw抗拉和抗彎受拉ftw抗剪fvw抗拉、抗壓、抗剪ffw一、二級三級自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊Q235鋼d1621521518512516016d4020520517512016040d60200200170115160自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊Q345鋼d1631031026518020016d3529529525017020035d50265265225155200自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊Q

19、390鋼d1635035030020522016d3533533528519022035d50315315270180220自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊Q420鋼d1638038032022022016d3536036030521022035d502402402901952208） 玻璃幕墻材料的彈性模量可按表5.2.8的規(guī)定采用。表5.2.8 材料的彈性模量 E（N/mm²）材 料彈性模量 E玻璃72000鋁合金70000鋼、不銹鋼消除應力的高強鋼絲不銹鋼絞線高強鋼絞線鋼絲繩80000注：鋼絞線彈性模量可按實測值采用。9）玻璃幕墻材料的泊松比可按表5.2.9的規(guī)定采用。表

20、5.2.9 材料的泊松比材料材料玻璃0.20鋼、不銹鋼0.30鋁合金0.33高強鋼絲、鋼絞線0.3010）玻璃幕墻材料的線膨脹系數可按表5.2.10的規(guī)定采用。表5.2.10 材料的線膨脹系數(1/)材料材料玻璃0.0.00001不銹鋼板0.鋼材0.混凝土0.00001鋁材0.砌磚體0.11）玻璃幕墻材料的重力密度標準值可按表5.3.1的規(guī)定采用。表5.3.1 材料的重力密度g（kN/m³)材料g材料g普通、夾層、鋼化、半鋼化玻璃25.6礦棉1.21.5鋼材78.5巖棉0.52.5鋁合金28.0玻璃棉0.51.0第二章、吊頂系統結構計算一、吊頂結構荷載計算1 吊頂結構承受的水平風荷載

21、計算 按現行國家標準建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2012）附表 E.5（全國各城市的雪壓和風壓值表）可知：北京地區(qū)，按50年重現期，取基本風壓值為： 該幕墻工程的計算標高為：100 m，地面粗糙度類別為：C類地形類。按現行國家標準建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2012）可得： 陣風系數： 風壓高度變化系數：2 荷載作用說明 金屬板吊頂承受的荷載包括：自重、風荷載。1） 自重：包括玻璃、桿件、連接件、附件等的自重： 對于金屬板吊頂結構，單位自重可近似取0.0004N/mm²2） 風荷載：是垂直作用于吊頂表面的荷載，按GB50009采用； 對于吊頂結構，按建筑結構荷載規(guī)范風荷載

22、體型系數取-2，因為一定范圍內的負壓對結構是有利的！因此實際計算的時候還要考慮零風壓的情況； 在計算風荷載時，同時參考JGJ255-2012采光頂與金屬屋面技術規(guī)程5.3.1中規(guī)定，風荷載負壓標準值不應小于0.001N/m²，正壓標準值不應小于O.0005N/m²。3 風荷載標計算1） 標準值 對于吊頂結構來說，無需按從屬面積折減，直接計算荷載即可： 負風壓情況下的風荷載標準值；2） 設計值 負風壓情況下的風荷載設計值； 負風壓情況下的風荷載標準值；4 恒載計算 吊頂構件在不考慮風荷載作用情況下的自重荷載設計值（N/mm²）； 吊頂結構平均自重取0.0004N/m

23、m²； 吊頂構件在考慮風荷載作用情況下的自重荷載設計值（N/mm²）；5 計算荷載組合1） 吊頂構件在不考慮風荷載作用情況下的荷載組合 不考慮風荷載作用情況的荷載標準值（N/mm²）； 不考慮風荷載作用情況的荷載設計值（N/mm²）； 在這種情況下僅取自重荷載，此外無其它荷載，因此：2） 吊頂構件在考慮風荷載作用情況下的荷載組合 考慮風荷載作用情況的荷載標準值（N/mm²）； 考慮風荷載作用情況的荷載設計值（N/mm²）； 在這種情況下取自重荷載及風荷載組合，因此：6 吊頂構件計算選用的荷載組合 對比和，可以看到有風荷載作用狀態(tài)是結構

24、的最不利情況，結構計算應該以此進行。二、鋁單板的選用與校核1 基本參數 （1）板塊分格尺寸：a×b=1000mm×1800mm； （2）鋁單板厚度：t=2.5mm；模型簡圖為：2 鋁單板荷載計算1） 板塊自重： 板塊單位面積自重 （N/mm²）；2） 板塊荷載組合： 根據龍骨部分計算得知結構中最危險的情況是：有風荷載作用狀態(tài)，該狀態(tài)下金屬板所受總荷載為： 金屬板所受荷載標準值（N/mm²）； q 金屬板所受荷載設計值（N/mm²）；3 A板的強度校核校核依據： （JGJ133-2001 5.4.3）式中： 板塊在組合荷載作用下的板中最大應力設計

25、值 （N/mm²）； m 鋁單板彎矩系數，按邊長比a/b查表，得m = 0.0954； q 作用在幕墻上的荷載組合設計值 （N/mm²）； a 鋁單板分格的短邊邊長 （mm）； b 鋁單板分格的長邊邊長 （mm）； 鋁單板的折減系數； t 鋁單板的厚度 （mm）； f 鋁單板抗彎強度 （N/mm²）； 首先按下面公式計算值： （JGJ133-2001 5.4.3-3）式中： 計算參數； 作用在板塊上的荷載組合標準值 （N/mm²）； a 鋁單板分格的短邊長度 （mm）； E 鋁單板的彈性模量 （N/mm²）； t 鋁單板的厚度 （mm）； 按系

26、數，查表JGJ133-20015.4.3， = 0.4； 板塊強度不滿足要求！4 A板的撓度校核校核依據： （JGJ102-2003 6.1.3-2）式中： df 鋁單板撓度計算值 （mm）； 鋁單板撓度的折減系數，按查表，為0.4 ； 鋁單板撓度系數，按邊長比a/b查表，得 = 0.00932； 荷載標準值組合（N/mm²） a 短邊尺寸（mm）； D 彎曲剛度(N·mm)； 許用撓度，取短邊長的1/60，為16.667mm；其中： （JGJ102-2003 6.1.3-1）式中： E 鋁單板的彈性模量 （N/mm²）； t 鋁單板的厚度（mm）； 鋁單板材料泊

27、松比，為0.3； 板塊撓度不滿足要求！三、吊頂主龍骨的計算1 基本參數： （1）主龍骨跨度：L = 3000 mm； （2）分格寬度：B = 1500 mm； （3）材料名稱：鋼管，Q235(熱軋型鋼)； 截面慣性矩： mm； 截面抗彎矩：7300 mm³； 吊頂的主龍骨采用簡支梁模型分析內力，并按拉彎構件驗算截面強度。2 主龍骨的強度計算校核依據： f 選擇的主龍骨材料的強度設計值（N/mm²）； W 材料的截面抗彎矩（mm³） M 主龍骨彎矩設計值（Nmm）； 塑性發(fā)展系數： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB 50018-2002，取1.00； 對于熱軋型鋼龍骨