施工方案計(jì)算書

1、塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程二次深化設(shè)計(jì)計(jì)算書一、 本方案設(shè)計(jì)適用于塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程二、 工程概況工程名稱塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程建設(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 1300m2花崗巖石材干掛設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)本次設(shè)計(jì)按照上海茂洋建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所以及天津中建建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)的該建筑外墻面的立面圖編制。1、 磨光板為600×1000×25mm。2、 石材拼縫,5mm縫填泡沫條加密封膠。3、 石材的顏色及花色,由甲方和設(shè)計(jì)根據(jù)樣品共同確定。4、 石材的物

2、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0.8%,干燥壓縮強(qiáng)度60Mpa,彎曲強(qiáng)度8.0Mpa。三、 設(shè)計(jì)依據(jù)1、 塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程石材干掛工程設(shè)計(jì)圖紙2、 石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-96) (參考)3、 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GBJ9-87)4、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17-88) (參考)5、 民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50045-95)6、 建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50057-94)7、 負(fù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊8、 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范9、 甲方要求四、 設(shè)計(jì)荷載1、 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/M22、 風(fēng)荷載當(dāng)?shù)鼗?/p>

3、本風(fēng)壓:0.35KN/M23、 地震4、 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 a max=0.16 , 地震作用放大系數(shù) E=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 a max=0.16 , 地震作用放大系數(shù) E=5.0一、風(fēng)荷載計(jì)算1、 標(biāo)高為8.900處風(fēng)荷載計(jì)算1. 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)gz:8.900m高處陣風(fēng)系數(shù)(按B類區(qū)計(jì)算):f=0.5×(Z/10)(-0.16)=0.445gz=0.89×(1+2f)=1.683 z:8.900m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計(jì)算)(GB50009-

4、2001)z=(Z/10)0.32=1.260風(fēng)荷載體型系數(shù)s=1.20 Wk=gz×z×s×W0 (GB50009-2001) =1.683×1.260×1.2×0.500 =1.272kN/m2 .風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值: W:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:Kn/m2Rw: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=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):=3.700N/mm2Ao:石板短邊長:0.600mBo:石板

5、長邊長:1.200ma: 計(jì)算石板抗彎所用短邊長度:0.600mb: 計(jì)算石板抗彎所用長邊長度:1.200mt: 石材厚度:25.0mmml:四角支承板彎矩系數(shù),按短邊與長邊的邊長比(a/b=0.500) 查表得:0.0763Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.272Kn/m2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/m2)qEAk=5×max×GAK =5×0.160×1200.000/1000 =0.960kN/m2荷載組合設(shè)計(jì)值為:Sz=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk =2.405kN

6、/m2應(yīng)力設(shè)計(jì)值為:=6×m1×Sz×b2×103/t2 =6×0.0763×2.405×0.5002×103/25.02 =0.4398kN/m20.43984kN/m23.700N/mm2 強(qiáng)度可以滿足要求2. 石材剪應(yīng)力校核 校核依據(jù):max .石板中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(N/mm2)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:槽底總長度:60.0mm:系數(shù),取1.25對邊開槽=Sz×Ao×Bo××1000/n×(t-d)&#

7、215;s =0.261N/mm20.261N/mm21.800N/mm2石材抗剪強(qiáng)度可以滿足3.掛鉤剪應(yīng)力校核xz校核依據(jù): max:掛鉤剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(N/mm2)Ap:掛鉤截面面積:19.600mm2N:一個(gè)連接邊上的掛鉤數(shù)量:2掛板抗剪強(qiáng)度可以滿足三、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: 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)：. Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.272kN/m2B:幕墻分格寬：1.200mqw=1.4×Wk×B =1.4&#

8、215;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=(L13+L23)/8/(L1+L2)×qw =(2.2503+1.6503)/8/(2.250+1.650)×2.137 =1.088kN·mqEA:地震作用設(shè)計(jì)值(KN·m2):Gak:幕墻構(gòu)件(石材包括石材掛件)的平均自重:1200N/M2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

9、·m2)qEAk=5×amax×GAK =5×0.160×1200.000/1000 =0.960 KN·m2E:幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3qEA=1.3×qEAk =1.3×0.960 =1.248 KN/m2qE: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 =1.498 KN/mME:地震作用下立柱彎矩(KN·m):ME=(L13+L23)/8/(L1+L2)×qE =(2.2503+1.6503)/8/(2.250+1.

10、650)×1.498 =0.762 KN·mM: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 =1.088+0.5×0.762 =1.469 KN·m(3)W:立柱抗彎矩預(yù)選值（cm3）W=M×103/1.05/215.0 =1.469×103/1.05/215.0 =16.616cm3qwk: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/m qek:水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（kn/m） qek=qe

11、ak*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/mm2 型材彈性模量：2.1*105mm2 X軸慣性矩：x=94.250cm4 Y軸慣性矩：y=59.600cm4 X軸抵抗矩：Wx1=23.560cm3 Y軸抵抗矩：Wy1=23.560cm3 型材截面積：10.560cm2 型材計(jì)算校核處壁厚：t=4.000mm 型材截面面積矩：s=10.600cm3 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)：+fa=215.0N/mm2(拉彎構(gòu)件)：幕墻分割寬：1.200mGAK:幕墻自重：1200N/m2幕墻自重線荷載：1200

12、*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)：.*.*.：立柱計(jì)算強(qiáng)度（mm2）(立柱為拉彎構(gòu)件)：立柱受力設(shè)計(jì)值：6.739：立柱型材截面積：10.560cm2：立柱彎矩：1.469 KN.mWx2:立柱截面抗彎矩：23.560cm3:塑性發(fā)展系數(shù)：1.05=N*10/A+M*103/1.05/W*2 =6.739*10/10.560+1.469*103/1.05/23.560 =65.765N/mm265.765N/mm2fa=215.0N/mm2

13、故得出：立柱強(qiáng)度可以滿足.幕墻立柱的剛度計(jì)算：校核依據(jù)：maxU=15mm 且maxL/300 (JGJ133-2001 )Umax:立柱最大撓度max=1000*1.4355*RO-0.409*(qwk+0.5*qek)*L1*L13/(24*2.1*Ix)立柱最大撓度max為：1.865mm15mmDu:立柱撓度與立柱計(jì)算跨度比值：sjcg:立柱計(jì)算跨度：3.900mDu=U/Hsjcg/1000 =1.865/3.900/1000 =0.0001/300撓度可以滿足要求.立柱抗剪計(jì)算：校核依據(jù)：rmaxr=125.0N/mm2(1) Qwk:風(fēng)載荷作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）RO:雙跨梁長跨

14、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: 2.063 KNQWK=2.063KN(2) QW：風(fēng)載荷作用下剪力設(shè)計(jì)值（KN）QW=1.4*QWK =1.4*2.063 =2.888 KN(3) Qek:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）RO:雙跨梁長跨端支坐反力為：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: 1.557 KNQek=1.557KN(4) QE:地震作用下剪力設(shè)計(jì)值（KN）QE=1

15、.3×QEK =1.3×1.557 =2.024kn Q：立柱所受剪力： 采用QW+0.5QE組合 Q=QW+0.5×QE =2.888+0.5×2.024 =3.899KN 立柱剪應(yīng)力：. 立柱剪應(yīng)力： Ss: 立柱型材截面面積矩：10.600cm3 Ix: 立柱型材截面慣性矩：94.250cm4 T: 立柱壁厚：4.000mm=Q×Ss×100/lx/t =3.899×10.600×100/94.250/4.000=10.964N/mm210.964N/mm2125.0N/mm2立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足 四、立梃與

16、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：4.000mmD2：連接螺栓直徑：12.000mmD0: 連接螺栓直徑：10.360mm采用SG+SW+0.5SE組合N1wk:連接處風(fēng)荷載總值（N）N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000 =1.272×1.200×3.900×1000 =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

17、5;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&#

18、215;N2k =1.2×5616.000 =6739.200NN:連接處總合力（N）：N=(N12+N22)0.5 =(11254.4642+6739.2002)0.5 =13117.918NNvb:螺栓的承載能力：Nv:連接自剪切面數(shù)：2Nvb=2×3.14×D02×130/4 (GBJ17-88 -1) =2-3.14×10.3602×130/4 =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:立梃理材壁抗承壓能力（N

19、）：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 =23040.000N23040.000N13117.918N強(qiáng)度可以滿足Ncbg:鋼角碼型材壁抗承壓能力（N）：Ncbg=D2×2×267×Lct2×Numl (GBJ17-88 ) =12.000×2×267×6.000×2.

20、000 =76896.000N76896.000N13117.918N強(qiáng)度可以滿足五、 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=EmaxGk/A =5.0×0.12×0.0005 =0.0003MPa(2)連接處水平總力計(jì)算：對雙跨梁，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 =1.4×0.001093×1

21、200 =1.836N/mm qE：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采用Sw+0.5SE組合： JGJ133-2001 q=qw+0.5qE =1.836+0.5×0.468 =2.07N/mm N：連接處水平總力(N)； R1：中支座反力(N)； N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2 =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：

22、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 =3024N N=R1=11990.077N M=e0×V =60×3024 =181440N·mm2.拉拔實(shí)驗(yàn)拉拔力計(jì)算：計(jì)算公式：N拔=2·(N/2+M/Z)/n其中：N拔：單個(gè)錨固件的拉拔實(shí)驗(yàn)值(N); ：承載力調(diào)整系數(shù); N：拉力設(shè)計(jì)值(N)； M

23、：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=2·(N/2+M/Z)/n =2×1.25×(9911.56/2+181440/130)/2 =7938.365N在做拉拔實(shí)驗(yàn)時(shí)，單個(gè)錨栓的實(shí)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）0. 選用橫梁型材的截面特性：型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215.000N/mm2型材彈性模量：E=2.1×105N/mm2X軸慣性矩：Ix=9.290cm4Y軸慣性矩: Iy=9.290cm4X軸慣性矩: Wxl=2.560cm3X軸慣性矩: Wx2=2.560cm

24、3Y軸慣性矩: Wy1=2.560cm3Y軸慣性矩: Wy1=2.560cm3型材截面積：A=3.9000cm3型材計(jì)算校核處壁厚：t=4.000mm型材截面面積矩：Ss=4.000cm3型材發(fā)展系數(shù)：=1.051. 幕墻橫梁的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：Mx/Wx+My/Wyf=215.0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/m2Gk: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/

25、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×B2/8 =0.576×0.6002/8 =0.026kN·m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

26、15;B2×(3-H2/B2)/24 =0.712×0.6002×(3-0.4002/0.6002)/24 =0.027kN·m地震作用下橫梁彎矩qWAk:橫梁平面外地震荷載：E：動(dòng)力放大系數(shù)：5max:地震影響系數(shù)最大值：0.160Gk:幕墻構(gòu)件自重：1200N/m2qEAk=5×max×1200/1000=5×0.160×1200/1000=0.960kN/m2qex: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

27、=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E: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×B2×(3-H2/B2)24 =0.499×0.6002×(3-0.4002/0.6002)/24 =0.019kN·m橫梁強(qiáng)度：橫梁計(jì)算強(qiáng)度（N/mm2）:采用SG+SW+0.5SE組合Wx1:X軸抵抗矩：2.560cm3Wy2:y軸抵抗矩：2.560cm3：塑性發(fā)展系數(shù)：1.05=（Mx/Wx

28、1+Myw/Wy2+0.5×MyE/Wy2）×103/1.05 =23.361N/mm223.361N/mm2fa=215.0N/mm2橫梁正應(yīng)力強(qiáng)度可以滿足2. 幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：1.5max=125.0N/mm2 Qwk: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/m2 B:幕墻分格寬：0.600m 風(fēng)荷載線分布呈梯形分布時(shí)： Qwk=Wk×B2×(1-H/B/2)/2=1.272×0.6002×(1-0.400/0.600/2)2=0.153kN Qw:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值（kN） Qw=1.4×Qwk=1.4×0.153=0.214Kn