观光电梯玻璃罩设计计算书.docx
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观光电梯玻璃罩设计计算书
观光电梯玻璃罩设计计算书
另外一个观光电梯工程的计算书文件结构形式为全玻璃幕墙形式
基本参数:
幕墙总高=98.800m
最大分格B×H=1.1(m)×2.675(m)
抗震7度设防
一、承受荷载计算:
1. 风荷载标准值计算:
本幕墙设计按50年一遇风压计算
Wk:
作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
W0:
温州30年一遇十分钟平均最大风压:
0.60kN/m2,根据现行<<建筑结构荷载规范>>GBJ9-87附图(全国基本风压分布图)中数值采用
βz:
瞬时风压的阵风系数:
取2.25
μs:
风荷载体型系数:
1.5
μz:
98.800m高处风压高度变化系数(按C类地区计算):
μz=0.713×(Z/10)0.4=1.782
Wk=βz×μz×μs×1.1×W0(5.2.2)
=2.25×1.782×1.5×1.1×0.60
=3.969kN/m2
2.风荷载设计值:
W:
风荷载设计值(kN/m2)
rw:
风荷载作用效应的分项系数:
1.4
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96(5.1.6)条规定采用
W=rw×Wk=1.4×3.969=5.557kN/m2
3.幕墙构件重量荷载:
Gk:
幕墙组件(包括钢材和玻璃)的重量标准值(KN):
S:
单元分格面积:
S=1.100×2.675=2.943m2
G钢:
单元所有钢材重量取50.000㎏
G玻=(0.016×2.943m2)×2.56×103㎏/m3
=120.545Kg
Gk=G钢+G玻=50.000㎏+120.545㎏=170.545㎏=1.705KN
取平均1.705KN/2.943m2=0.579KN/m2,按0.600KN/m2计算
4.地震作用:
(1)垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用:
qEAk:
垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m2)
βE:
动力放大系数:
可取3.0按5.1.100条规定采用
αmax:
水平地震影响系数最大值:
0.08按5.1.1条规定采用
qEAK=3×αmax×GK/B/H(5.1.100)
=3×0.08×0.600
=0.144kN/m2
(2)平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用:
PEAk:
平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用(kN)
βE:
动力放大系数:
可取3.0按5.1.1条规定采用
PEAK=3×αmax×Gk(5.2.5)
=3×0.08×1.705
=0.409kN
二、玻璃的选用与校核:
本工程选用玻璃种类为:
8+1.14P+8mm厚夹胶玻璃(有效厚度为t=1.25×8=10.000㎜)
1.玻璃面积:
B:
玻璃幕墙分格宽:
1.100m
H:
玻璃幕墙分格高:
2.675m
A:
玻璃板块面积:
A=B×H
=1.100×2.675
=2.943m2
2.玻璃厚度选取:
W:
风荷载设计值:
5.557kN/m2
A:
玻璃板块面积:
2.943m2
K3:
玻璃种类调整系数:
3
试算:
C=W×A×10/3/K3
=5.949×2.943×10/3/3
=18
T=2×(1+C)0.5-2
=2×(1+18)0.5-2
=6.718mm
玻璃选取厚度为:
本工程选用玻璃种类为:
8+1.14P+8mm厚夹胶玻璃(有效厚度为t=1.25×8=10mm)
3.玻璃板块自重:
GAk:
玻璃板块平均自重(不包括钢架):
t:
玻璃板块厚度:
8+1.14P+8mm
玻璃的体积密度为:
25.6(KN/m3)按5.2.1采用
GAk=25.6×t/1000
=25.6×16/1000
=0.410kN/m2
4.垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:
αmax:
水平地震影响系数最大值:
0.08
qEAk:
垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)
qEAk=3×αmax×GAk
=3×0.08×0.410
=0.098kN/m2
rE:
地震作用分项系数:
1.3
qEA:
垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)
qEA=rE×qEAk
=1.3×qEAK
=1.3×0.098
=0.127kN/m2
5.热弯玻璃的强度计算:
校核依据:
σ≤fg=56.000MP(热弯玻璃强度设计容许值)
q:
玻璃所受组合荷载:
a:
玻璃短边边长:
2.675m
b:
玻璃长边边长:
1.100m
t:
玻璃有效厚度:
10.00mm
ψ:
玻璃板面最大弯曲系数,按两边简支支撑板计算,长边曲系数得:
0.125
σw:
玻璃所受应力:
采用Sw+0.6SE组合:
q=W+0.6×qEA
=5.557+0.6×0.127
=5.633kN/m2
σw=6×ψ×q×a2×1000/t2
=6×0.125×5.633×1.12×1000/102
=51.119N/mm2
σw=51.119m2≤fg=56.000MP
热弯夹胶玻璃强度可以满足使用要求
6.玻璃最大面积校核:
Azd:
玻璃的允许最大面积(m2)
Wk:
风荷载标准值:
4.249kN/m2
t:
玻璃有效厚度:
12.32mm
K3:
玻璃种类调整系数:
3
A:
计算校核处玻璃板块面积:
2.988m2
Azd=0.3×K3×(t+t2/4)/Wk(6.2.7-1)
=0.3×3.0×(10+102/4)/3.969
=7.937m2
A=2.943m2≤Azd=7.937m2
可以满足使用要求
三、铝板幕墙计算
[基本信息]
铝板短边长度:
325mm
铝板长边长度:
1100mm
区格短边长度:
325mm
区格长边长度:
325mm
铝板幕墙类别:
铝板做目型加劲肋
设计荷载:
5.633kN/m2
铝板厚度:
2mm
弯矩系数(查表):
0.0733
柏松比:
0.33
[铝板应力]:
σ=Φ×q×a^2/(1000×t^2/6)
=0.0733×5.633×325^2/(1000×2^2/6)
=65.467N/mm2
铝板设计强度f=84.2N/mm2
强度满足
[铝板挠度]:
挠度系数(查表):
0.005
D=E×t^3/(12×(1-μ^2))
=70000×2^3/(12×(1-0.33^2))
=52369.73
δ=Φ×qk×a^4/D
=0.005×0.004×325^4/52369.73
=4.37mm
铝板允许挠度[δ]=L/180=6.1㎜
刚度满足
四、幕墙连接件计算:
(1)水平方向最大荷载设计值:
采用Sw+0.6SE组合
Qw=(1.4Wk+1.3×0.6qek)×B×H/2
=(5.557+1.3×0.6×0.098)×1.100×2.675/2
=8.363kN
(2)竖直方向最大荷载设计值:
N=1.2G=1.2×0.600×2.943
=2.119kN
(3)水平荷载作用下弧形横梁的跨中弯矩值:
MCOx=5.633×2.675×2.2772/8=9.766KN·m
(4)水平荷载作用下弧形横梁的水平推力:
H=MCOx/f=9.766/1.138=8.582KN
(5)水平荷载作用下弧形横梁的代梁弯矩值:
MC0.05lOx=5.633×2.675×2.2772×(1-1/20)/40
=1.855KN·m
(6)水平荷载作用下弧形横梁的代梁剪力:
V0.05lOx=6.025×2.675×2.277×(1-2×1/20)/2
=15.440KN
(7)水平荷载作用下弧形横梁的弯矩值:
M0.05lx=1.855-8.582×0.496
=-2.402KN·m
(12)水平荷载作用下弧形横梁的轴力值:
N0.05lx=-15.440×sin64.15o-8.582×cos64.15o
=-17.637KN
(13)竖直荷载作用下弧形悬臂梁的最大弯矩值:
My=2.119×1.138
=2.411KN·m
(14)弧形悬臂梁(18a#槽钢)的截面特性:
惯性矩:
Ix=98.6cm4
Iy=1272.7cm4
抵抗矩:
Wx=52.3cm3
Wy=141.4cm3
截面积:
A=25.69cm2
弯应力:
σm=N/A+Mx/Wx+My/Wy
=17.637×100/25.69+2.402×1000/52.3+2.411×1000/141.4
=131.631MPa
剪应力:
τ=(Vx2+Vy2)0.5/A
=(8.3632+2.1192)0.5×100/29.29
=33.582Mpa
σ=(σm2+3τ2)0.5=(131.6312+3×33.5822)0.5
=143.910MPa
σ<[f]=215MPa强度可以满足
五、幕墙后置预埋件受力计算
本工程预埋件受拉力和剪力,使用2支M12化学螺栓2支M16×350穿墙螺杆固定10㎜钢板于主体结构,其受力状况如下,
V:
剪力设计值:
V=(8.363+2.119)=10.482KN≤2×13.5kN
(产品由厂家提供资料单个化学螺栓的的安全荷载13.5kN)
N:
法向力设计值:
N=(Mx+My)/H=(2.402+2.411)/0.25=19.452≤2×13.5kN
(产品由厂家提供资料单个化学螺栓的的安全荷载13.5kN)
六、幕墙预埋件焊缝计算
Hf:
焊缝厚度6.000
L:
焊缝长度150.0(施工保证焊接长度不小于200mm)
σM:
弯矩引起的应力
σM=(Mx+My)/(2×he×lw2×1.22)
=(2.402+2.411)×106/(2×6×0.7×1502×1.22)
=20.873N/mm2
τ:
剪应力
τ=V/(2×He×Lw)
=(8.363+2.119)×1000/(2×6×0.7×150)
=8.319N/mm2
σ:
总应力
σ=(σM2+3τ2)0.5
=(20.3732+3×8.3192)0.5=24.909/mm2
焊缝强度可以满足!
现场施工时,焊缝厚度取8㎜.
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