干掛大理石計(jì)算書

1、保定市烈士陵園工程石材幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書河北創(chuàng)輝建筑安裝工程有限公司 2010年5月4日目 錄.設(shè)計(jì)依據(jù)1.基本計(jì)算公式6一、風(fēng)荷載計(jì)算9三、幕墻立柱計(jì)算10四、立柱與主結(jié)構(gòu)連接14五、幕墻預(yù)埋件總截面面積計(jì)算16六、幕墻預(yù)埋件焊縫計(jì)算17七、幕墻橫梁計(jì)算18八、橫梁與立柱連接件計(jì)算22附錄 材料力學(xué)性能24保定市烈士陵園工程石材幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書 基本參數(shù): 保定地區(qū)基本風(fēng)壓0.400kN/m2 抗震設(shè)防烈度7度 設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g .設(shè)計(jì)依據(jù) 幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范： 建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)范 CECS101：98 建筑幕墻 GB/T21086-2007 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50019

2、-2003 地震震級(jí)的規(guī)定 GB/T17740-1999 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB14907-2002 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2003 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 JGJ99-98 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50045-95(2005年版) 高處作業(yè)吊藍(lán) GB19155-2003 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ133-2001 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范： 工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T97-95 工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)規(guī)程 JGJ/T121-99 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB50189-2005 混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 JGJ145-2004 混凝土結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002 混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓 JG160-2004 既有居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程 JGJ129-2004 建筑表面用有機(jī)硅防水劑 JC/T902-2002 建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001 建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 CECS154：2003 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 JGJ81-2002 建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) GB/T50121-2005 建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2008 建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程 CECS180：2005 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001(2006年版) 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-20

4、01 建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2004 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2001(2008年版) 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50016-2006 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-94(2000年版) 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018-2002 民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ118-88 民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50176-93 民用建筑設(shè)計(jì)通則 GB50352-2005 膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS158：2004 夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) JGJ134-2001 夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) JGJ75-2003 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JG

5、J85-2002 中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 GB18306-2001 中國(guó)地震烈度表 GB/T17742-2008 建筑制圖標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50104-2001 建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) (第二版) 金屬板及石材規(guī)范： 干掛飾面石材及其金屬掛件 JC830.1、2-2005 建筑裝飾用微晶玻璃 JC/T872-2000 建筑幕墻用瓷板 JG/T217-2007 鋁幕墻板、板基 YS/T429.1-2000 鋁幕墻板、氟碳噴漆鋁單板 YS/T429.2-2000 建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板 GB/T17748-2008 鋁塑復(fù)合板用鋁帶 YS/T432-2000 天然板石 GB/T18600-2001 天然大

6、理石荒料 JC/T202-2009 天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005 天然花崗石荒料 JC/T204-2009 天然花崗石建筑板材 GB/T18601-2001 天然花崗石板材 GB/T18601-2009 天然石材統(tǒng)一編號(hào) GB/T17670-2008 天然飾面石材術(shù)語(yǔ) GB/T13890-2008 建筑絕熱用玻璃制品 GB/T17795-2008 鋼材規(guī)范： 鋼分類 GB/T13304.1、2-2008 鋼鐵牌號(hào)表示方法 GB/T221 -2008 鋼及合金術(shù)語(yǔ) GB/T20566-2006 建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005 不銹鋼棒 GB/T1220-20

7、07 不銹鋼和耐熱鋼冷軋鋼帶 GB/T4239-1991 不銹鋼冷加工鋼棒 GB/T4226-1984 不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 GB/T3280-2007 不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 GB/T4237-2007 不銹鋼絲 GB/T4240-93 建筑用不銹鋼絞線 JG/T200-2007 不銹鋼小直徑無(wú)縫鋼管 GB/T3090-2000 擦窗機(jī) GB19154-2003 彩色涂層鋼板和鋼帶 GB/T12754-2006 低合金鋼焊條 GB/T5118-1995 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB/T1591-2008 建筑幕墻用鋼索壓管接頭 JG/T201-2007 高耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T4171-2008 高

8、碳鉻不銹鋼絲 YB/T0961997 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼 GB/T4172-2000 合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-1999 結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管 JBJ102 金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 GB/T13912-2002 冷拔異形鋼管 GB/T3094-2000 碳鋼焊條 GB/T5117-1999 碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-2006 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶 GB/T912-1989 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶 GB/T3274-2007 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-1999 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器 GB/T14370-2000 不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化

9、學(xué)成分 GB/T20878-2007 碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼板和鋼帶 GB/T11253-2007 建筑裝飾用搪瓷鋼板 JG/T234-2008 膠類及密封材料規(guī)范： 建筑密封材料術(shù)語(yǔ) GB/T14682-2006 建筑密封膠分級(jí)及要求 GB/T22083-2008 丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006 幕墻玻璃接縫用密封膠 JC/T882-2001 彩色涂層鋼板用建筑密封膠 JC/T884-2001 石材用建筑密封膠 GB/T23261-2009 丁基橡膠防水密封膠粘帶 JC/T942-2004 干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 JC/T887-2001 非結(jié)構(gòu)承載用石材粘膠劑 JC/T989-200

10、6 工業(yè)用橡膠板 GB/T5574-1994 混凝土建筑接縫用密封膠 JC/T881-2001 建筑窗用彈性密封劑 JC485-2007 建筑密封材料試驗(yàn)方法 GB/T13477.120-2002 建筑用防霉密封膠 JC/T885-2001 建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB16776-2005 建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 GB/T19686-2005 建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條 JG/T174-2005 建筑裝飾用天然石材防護(hù)劑 JC/T973-2005 聚氨酯建筑密封膠 JC/T482-2003 聚硫建筑密封膠 JC/T483-2006 丙烯酸建筑密封膠 JC/T484-2006 絕熱用巖棉、礦棉及其制

11、品 GB/T11835-2007 絕熱用硬質(zhì)酚醛泡沫制品(PF) GB/T20974-2007 建筑絕熱用聚氨酯泡沫塑料 GB/T21558-2008 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定 GB/T529-1999 石材用建筑密封膠 JC/T883-2001 橡膠袖珍硬度計(jì)壓入硬度試驗(yàn)方法 GB/T531-1999 修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑 HG/T3318-2002 門窗及五金件規(guī)范： 緊固件螺栓和螺釘 GB/T5277-1985 緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002 緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱 GB/T3098.1-2000 緊固件機(jī)械性能螺母、粗牙螺紋 GB/T

12、3098.2-2000 緊固件機(jī)械性能螺母、細(xì)牙螺紋 GB/T3098.4-2000 緊固件機(jī)械性能自攻螺釘 GB/T3098.5-2000 緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 GB/T3098.6-2000 緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母 GB/T3098.15-2000 緊固件機(jī)械性能抽芯鉚釘 GB/T3098.19-2004 緊固件術(shù)語(yǔ)盲鉚釘 GB/T3099-2004 緊固件 螺栓、螺釘、螺柱和螺母通用技術(shù)條件GB/T16938 -2008 螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積 GB/T16823.1-1997 相關(guān)物理性能級(jí)測(cè)試方法： 采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) JGJ132-2001 彩色涂層

13、鋼板和鋼帶試驗(yàn)方法 GB/T13448-2006 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50205-2001 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50204-2002 建筑防水材料老化試驗(yàn)方法 GB/T18244-2000 建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法 GB/T15227-2007 建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法 GB/T18575-2001 建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 GB/T18250-2000 建筑裝飾裝修工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50210-2001 金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法 GB/T228-2002.基本計(jì)算公式 (1).場(chǎng)地類別劃分: 地面粗糙度可分為A、B、C、D四類：

14、-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)。 本工程為：保定市烈士陵園工程，按C類地區(qū)計(jì)算風(fēng)荷載。(2).風(fēng)荷載計(jì)算: 幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版)規(guī)定采用，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計(jì)算：1 當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)Wk=zszW0 （GB50009 -1）2 當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí) Wk=gzs1zW0 （GB50009 -2）式中： 其中: Wk-垂直作用在幕墻表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)

15、值(kN/m2)； gz-高度Z處的陣風(fēng)系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001第條取定。 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算:gz=K(1+2f) 其中K為地區(qū)粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動(dòng)系數(shù)。經(jīng)化簡(jiǎn)，得： A類場(chǎng)地: gz=0.92×1+35-0.072×(Z/10)-0.12 B類場(chǎng)地: gz=0.89×1+(Z/10)-0.16 C類場(chǎng)地: gz=0.85×1+350.108×(Z/10)-0.22 D類場(chǎng)地: gz=0.80×1+350.252×(Z/10)-0.30 z-風(fēng)壓高度變化系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB

16、50009-2001第條取定。 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算: A類場(chǎng)地: z=1.379×(Z/10)0.24 B類場(chǎng)地: z=1.000×(Z/10)0.32 C類場(chǎng)地: z=0.616×(Z/10)0.44 D類場(chǎng)地: z=0.318×(Z/10)0.60 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版)第條 驗(yàn)算圍護(hù)構(gòu)件及其連接的強(qiáng)度時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1：一、 外表面1. 正壓區(qū) 按表采用；2. 負(fù)壓區(qū) 對(duì)墻面， 取-1.0 對(duì)墻角邊， 取-1.8二、 內(nèi)表面 對(duì)封閉式建筑物，按表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.

17、2。注：上述的局部體型系數(shù)s1（1）是適用于圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A小于或等于1m2 的情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A大于或等于10m2 時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1（10）可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件的從屬面積小于10m2 而大于1m2 時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1（A）可按面積的對(duì)數(shù)線性插值，即s1（A）=s1（1）+s1（10）-s1（1） logA 本工程屬于C類地區(qū),故z=0.616×(Z/10)0.44 W0-基本風(fēng)壓,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001附表D.4給出的50年一遇的風(fēng)壓采用，但不得小于0.3kN/m2，保定地區(qū)取為0.400kN/m2(3).地震作用計(jì)算: qE

18、Ak=E×max×GAK 其中: qEAk-水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 E-動(dòng)力放大系數(shù),按 5.0 取定 max-水平地震影響系數(shù)最大值，按相應(yīng)抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度取定: max選擇可按JGJ102-2003中的表進(jìn)行。表 水平地震影響系數(shù)最大值max抗震設(shè)防烈度6度7度8度max0.040.08(0.12)0.16(0.24)注:7、8度時(shí)括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，抗震設(shè)防烈度6度： max=0.04 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，抗震設(shè)防烈度7度： max=0.08 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0

19、.15g，抗震設(shè)防烈度7度： max=0.12 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，抗震設(shè)防烈度8度： max=0.16 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.30g，抗震設(shè)防烈度8度： max=0.24 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.40g，抗震設(shè)防烈度9度： max=0.32 保定設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，抗震設(shè)防烈度為7度，故取max=0.08 GAK-幕墻構(gòu)件的自重(N/m2)(4).作用效應(yīng)組合:一般規(guī)定，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按下列規(guī)定驗(yàn)算承載力和撓度： a.無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)，承載力應(yīng)符合下式要求： 0S R b.有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，承載力應(yīng)符合下式要求： SE R/RE式中 S-荷載效應(yīng)按基本組合的

20、設(shè)計(jì)值； SE-地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計(jì)值； R-構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值； 0-結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)，應(yīng)取不小于1.0； RE-結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)取1.0； c.撓度應(yīng)符合下式要求： df df,lim df-構(gòu)件在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值或永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下產(chǎn)生的撓度值； df,lim-構(gòu)件撓度限值； d.雙向受彎的桿件，兩個(gè)方向的撓度應(yīng)分別符合dfdf,lim的規(guī)定。幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行： S=GSGK+wwSWK+EESEK 2 無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行： S=GSGK+wwSWK S-

21、作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； SGk-永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； SWk-風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； SEk-地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； G-永久荷載分項(xiàng)系數(shù)； W-風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)； E-地震作用分項(xiàng)系數(shù)； W-風(fēng)荷載的組合值系數(shù)； E-地震作用的組合值系數(shù)； 進(jìn)行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)時(shí)，作用分項(xiàng)系數(shù)，按下列規(guī)定取值： 一般情況下，永久荷載、風(fēng)荷載和地震作用的分項(xiàng)系數(shù)G、W、E應(yīng)分別取1.2、1.4和1.3； 當(dāng)永久荷載的效應(yīng)起控制作用時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)G應(yīng)取1.35；此時(shí)，參與組合的可變荷載效應(yīng)僅限于豎向荷載效應(yīng)； 當(dāng)永久荷載的效應(yīng)對(duì)構(gòu)件有利時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)G的取值不應(yīng)大于1.0。 可變作用的組合系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用： 一

22、般情況下，風(fēng)荷載的組合系數(shù)W應(yīng)取1.0，地震作用于的組合系數(shù)E應(yīng)取0.5。 對(duì)水平倒掛玻璃及框架，可不考慮地震作用效應(yīng)的組合，風(fēng)荷載的組合系數(shù)W應(yīng)取1.0（永久荷載的效應(yīng)不起控制作用時(shí)）或0.6(永久荷載的效應(yīng)起控制作用時(shí))。幕墻構(gòu)件的撓度驗(yàn)算時(shí)，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)W和永久荷載分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)取1.0，且可不考慮作用效應(yīng)的組合。一、風(fēng)荷載計(jì)算 標(biāo)高為9.8m處風(fēng)荷載計(jì)算 W0:基本風(fēng)壓 W0=0.40 kN/m2 gz: 9.8m高處陣風(fēng)系數(shù)(按C類區(qū)計(jì)算) gz=0.85×1+350.108×(Z/10)-0.22=2.103 z: 9.8m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按C類區(qū)計(jì)算):

23、 (GB50009-2001)(2006年版) z=0.616×(Z/10)0.44 (C類區(qū)，在15米以下按15米計(jì)算) =0.616×(15.0/10)0.44=0.740 sl:局部風(fēng)壓體型系數(shù)(墻面區(qū)) 板塊（第1處） 600.00mm×900.00mm=0.54m2 該處從屬面積為：0.54m2 該處局部風(fēng)壓體型系數(shù)sl=1.200 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Wk=gz×z×sl×W0 (GB50009-2001)（2006年版） =2.103×0.740×1.200×0.400 =0.747 kN/m2

24、 因?yàn)閃k1.0kN/m2，取Wk=1.0 kN/m2，按JGJ102-2003第條采用。 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值: W: 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(kN/m2) w: 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)定采用 W=w×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m2 支承結(jié)構(gòu)（第1處） 7500mm×1300mm=9.75m2 該處從屬面積為：9.75m2 sl (A)=sl (1)+sl (10)-sl (1)×log(A) =-1.0+0.8×1.0-1.0×0.989 =-0.802 sl=-0.802+

25、(-0.2)=-1.002 該處局部風(fēng)壓體型系數(shù)sl=1.002 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Wk=gz×z×sl×W0 (GB50009-2001)（2006年版） =2.103×0.740×1.002×0.400 =0.624 kN/m2 因?yàn)閃k1.0kN/m2，取Wk=1.0 kN/m2，按JGJ102-2003第條采用。 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值: W: 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(kN/m2) w: 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)定采用 W=w×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m2

26、三、幕墻立柱計(jì)算 幕墻立柱按簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：1. 荷載計(jì)算:(1)風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值(矩形分布)計(jì)算 qw: 風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值(kN/m) W: 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值: 1.400kN/m2 B: 幕墻分格寬: 1.300m qw=W×B =1.400×1.300 =1.820 kN/m(2)地震荷載計(jì)算 qEA: 地震作用設(shè)計(jì)值(KN/m2): GAk: 幕墻構(gòu)件(包括面板和框)的平均自重: 700N/m2 垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值: qEAk: 垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m2) qEAk=5×max×

27、GAk =5×0.080×700.000/1000 =0.280 kN/m2 E: 幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù): 1.3 qEA=1.3×qEAk =1.3×0.280 =0.364 kN/m2 qE：水平地震作用均布線作用設(shè)計(jì)值(矩形分布) qE=qEA×B =0.364×1.300 =0.473 kN/m(3)立柱彎矩: Mw: 風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(kN.m) qw: 風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值: 1.820(kN/m) Hsjcg: 立柱計(jì)算跨度: 7.500m Mw=qw×Hsjcg2/8 =1.820×7.500

28、2/8 =12.797 kN·m ME: 地震作用下立柱彎矩(kN·m): ME=qE×Hsjcg2/8 =0.473×7.5002/8 =3.327kN·m M: 幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(kN·m) 采用SW+0.5SE組合 M=Mw+0.5×ME =12.797+0.5×3.327 =14.460kN·m2. 選用立柱型材的截面特性: 立柱型材號(hào): XC1150 選用的立柱材料牌號(hào):Q235 d<=16 型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 抗拉、抗壓215.000N/mm2 抗剪125.0N/mm2

29、 型材彈性模量: E=2.10×105N/mm2 X軸慣性矩: Ix=1822.101cm4 Y軸慣性矩: Iy=605.586cm4 立柱型材在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: Wn=182.174cm3 立柱型材凈截面積: An=34.927cm2 立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm 立柱型材計(jì)算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對(duì)中和軸的面積矩: Ss=112.930cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.053. 幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算: 校核依據(jù): N/An+M/(×Wn)a=215.0N/mm2(拉彎構(gòu)件) B: 幕墻分格寬: 1.300m GAk: 幕墻自重

30、: 700N/m2 幕墻自重線荷載: Gk=700×B/1000 =700×1.300/1000 =0.910kN/m Nk: 立柱受力: Nk=Gk×L =0.910×7.500 =6.825kN N: 立柱受力設(shè)計(jì)值: rG: 結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù): 1.2 N=1.2×Nk =1.2×6.825 =8.190kN : 立柱計(jì)算強(qiáng)度(N/mm2)(立柱為拉彎構(gòu)件) N: 立柱受力設(shè)計(jì)值: 8.190kN An: 立柱型材凈截面面積: 34.927cm2 M: 立柱彎矩: 14.460kN·m Wn: 立柱在彎矩作用方向凈截面

31、抵抗矩: 182.174cm3 : 塑性發(fā)展系數(shù): 1.05 =N×10/An+M×103/(1.05×Wn) =8.190×10/34.927+14.460×103/(1.05×182.174) =77.942N/mm2 77.942N/mm2 < a=215.0N/mm2 立柱強(qiáng)度可以滿足 4. 幕墻立柱的剛度計(jì)算: 校核依據(jù): dfL/250 df: 立柱最大撓度 Du: 立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點(diǎn)間的距離)比值: L: 立柱計(jì)算跨度: 7.500m df=5×qWk×Hsjcg4×1

32、000/(384×2.1×Ix)=13.997mm Du=U/(L×1000) =13.997/(7.500×1000) =1/535 1/535 < 1/250 且 U<=20(跨距大于4500mm時(shí)此值為30) 撓度可以滿足要求！ 5. 立柱抗剪計(jì)算: 校核依據(jù): max=125.0N/mm2(1)Qwk: 風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN) Qwk=Wk×Hsjcg×B/2 =1.000×7.500×1.300/2 =4.875kN(2)Qw: 風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN) Qw=1.4×

33、Qwk =1.4×4.875 =6.825kN(3)QEk: 地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN) QEk=qEAk×Hsjcg×B/2 =0.280×7.500×1.300/2 =1.365kN(4)QE: 地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN) QE=1.3×QEk =1.3×1.365 =1.775kN(5)Q: 立柱所受剪力: 采用Qw+0.5QE組合 Q=Qw+0.5×QE =6.825+0.5×1.775 =7.712kN(6)立柱剪應(yīng)力: : 立柱剪應(yīng)力: Ss: 立柱型材計(jì)算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對(duì)中和軸

34、的面積矩: 112.930cm3 立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm Ix: 立柱型材截面慣性矩: 1822.101cm4 =Q×Ss×100/(Ix×LT_x) =7.712×112.930×100/(1822.101×6.000) =7.966N/mm2 =7.966N/mm2 < 125.0N/mm2 立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足 四、立柱與主結(jié)構(gòu)連接 Lct2: 連接處熱軋鋼角碼壁厚: 8.0mm Jy: 連接處熱軋鋼角碼承壓強(qiáng)度: 305.0N/mm2 D2: 連接螺栓公稱直徑: 12.0mm

35、D0: 連接螺栓有效直徑: 10.4mm 選擇的立柱與主體結(jié)構(gòu)連接螺栓為:不銹鋼螺栓 A1,A2組 50級(jí) L_L:連接螺栓抗拉強(qiáng)度:230N/mm2 L_J:連接螺栓抗剪強(qiáng)度:175N/mm2 采用SG+SW+0.5SE組合 N1wk: 連接處風(fēng)荷載總值(N): N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000 =1.000×1.300×7.500×1000 =9750.0N 連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N) : N1w=1.4×N1wk =1.4×9750.0 =13650.0N N1Ek: 連接處地震作用(N): N1Ek=

36、qEAk×B×Hsjcg×1000 =0.280×1.300×7.500×1000 =2730.0N N1E: 連接處地震作用設(shè)計(jì)值(N): N1E=1.3×N1Ek =1.3×2730.0 =3549.0N N1: 連接處水平總力(N): N1=N1w+0.5×N1E =13650.0+0.5×3549.0 =15424.5N N2: 連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N): N2k=700×B×Hsjcg =700×1.300×7.500 =6825.0N N2:

37、 連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N): N2=1.2×N2k =1.2×6825.0 =8190.0N N: 連接處總合力(N): N=(N12+N22)0.5 =(15424.5002+8190.0002)0.5 =17464.0N Nvb: 螺栓的受剪承載能力: Nv: 螺栓受剪面數(shù)目: 2 Nvb=2××D02×L_J/4 =2×3.14×10.3602×175/4 =29488.8N 立柱型材種類: Q235 d<=16 Ncbl: 用一顆螺栓時(shí)，立柱型材壁抗承壓能力(N): D2: 連接螺栓直徑: 12.0

38、00mm Nv: 連接處立柱承壓面數(shù)目: 2 t: 立柱壁厚: 6.0mm XC_y: 立柱局部承壓強(qiáng)度: 305.0N/mm2 Ncbl=D2×t×2×XC_y =12.000×6.0×2×305.0 =43920.0N Num1: 立柱與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù): 計(jì)算時(shí)應(yīng)取螺栓受剪承載力和立柱型材承壓承載力設(shè)計(jì)值中的較小者計(jì)算螺栓個(gè)數(shù)。 螺栓的受剪承載能力Nvb=29488.8N小于或等于立柱型材承壓承載力Ncbl=43920.0N Num1=N/Nvb =17464.000/29488.808 =1個(gè) 取2個(gè) 根據(jù)選擇的螺栓

39、數(shù)目，計(jì)算螺栓的受剪承載能力Nvb=58977.6N 根據(jù)選擇的螺栓數(shù)目，計(jì)算立柱型材承壓承載能力Ncbl=87840.0N Nvb=58977.6N > 17464.0N Ncbl=87840.0N > 17464.0N 強(qiáng)度可以滿足 角碼抗承壓能力計(jì)算: 角碼材料牌號(hào):Q235鋼 ( C級(jí)螺栓) Lct2: 角碼壁厚: 8.0mm Jy: 熱軋鋼角碼承壓強(qiáng)度: 305.000N/mm2 Ncbg: 鋼角碼型材壁抗承壓能力(N): Ncbg=D2×2×Jy×Lct2×Num1 =12.000×2×305×8.0

40、00×2.000 =117120.0N 117120.0N > 17464.0N 強(qiáng)度可以滿足 五、幕墻預(yù)埋件總截面面積計(jì)算 本工程預(yù)埋件受拉力和剪力 V: 剪力設(shè)計(jì)值: V=N2 =8190.0N N: 法向力設(shè)計(jì)值: N=N1 =15424.5N M: 彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm): e2: 螺孔中心與錨板邊緣距離: 50.0mm M=V×e2 =8190.0×50.0 =409500.0N·mm Num1: 錨栓根數(shù): 4根 錨栓層數(shù): 2層 r: 錨筋層數(shù)影響系數(shù): 1.0 關(guān)于混凝土：強(qiáng)度等級(jí)C30 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:fc=1

41、4.300N/mm2 按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002 表采用。 選用HPB235錨筋 錨筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:fy=210.000N/mm2 d: 鋼筋直徑: 12.0mm v: 鋼筋受剪承載力系數(shù): v=(4.0-0.08×d)×(fc/fy)0.5 依據(jù)GB50010 -5式計(jì)算 =(4.0-0.08×12.000)×(14.300/210.000)0.5 =0.8 因?yàn)関大于0.7，所以取v=0.7 t: 熱軋鋼板錨板厚度: 10.0mm b: 錨板彎曲變形折減系數(shù): b=0.6+0.25×(t/d) 依據(jù)GB5001

42、0 -6式計(jì)算 =0.6+0.25×(10.0/12.000) =0.8 Z: 外層鋼筋中心線距離: 180.0mm As: 錨筋實(shí)際總截面積: As=Num1××d2/4 =4.000×3.14×d2/4 =452.2mm2 錨筋的總截面積計(jì)算值: 依據(jù)GB50010 -1和10.9.1-2等公式計(jì)算 As1=V/(r×v×fy)+N/(0.8×b×fy)+M/(1.3×r×b×fy×Z) =179.6mm2 As2=N/(0.8×b×fy)+

43、M/(0.4×r×b×fy×Z) =147.1mm2 179.6mm2 < 452.2mm2 147.1mm2 < 452.2mm2 4根12.000錨筋可以滿足要求! 錨板面積 A=45000.0 mm2 0.5fcA=321750.0 N N=15424.5N < 0.5fcA 錨板尺寸可以滿足要求! 六、幕墻預(yù)埋件焊縫計(jì)算 法向力設(shè)設(shè)計(jì)值N:15424.5N剪力設(shè)計(jì)值V:8190.0N彎矩M:409500.0N·mm焊縫參數(shù)：焊接形式：兩面?zhèn)群杆胶缚p長(zhǎng)度Lx:100.0mm豎直焊縫長(zhǎng)度Ly:50.0mm焊角高度hf:5

44、.0mm角焊縫的計(jì)算厚度:he=0.707×hf=3.5mm焊縫特性參數(shù)計(jì)算:有效面積:A=2×he×(Lx-2×hf) =2×3.5×(100.0-2×5.0) =636.3mm2Ix=(Lx-2×hf)×(Ly3-(Ly-2×he)3)/12 =(100.0-2×5.0)×(50.03-(50.0-2×3.5)3)/12 =344104.9mm4Iy=he×(LX-2×hf)3/6 =3.5×(100.0-2×5.0)3/6 =429502.5mm4J為焊縫截面的二次慣性矩：J=Ix+Iy =344104.9+429502.5 =773607.4mm4根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003 公式-1、7.1.3-2和7.1.3-3計(jì)算f:角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)