济南石材幕墙工程结构设计计算书Word下载.docx

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6.横梁的抗剪计算：

六、石板的选用与校核

1.石板板块荷载计算：

2.石板的抗弯设计：

3.石板的剪应力校核：

七、连接件计算

1.横梁与角码间连结：

2.角码与立柱连接：

3.立柱与主结构连接

八、幕墙埋件计算（土建预埋）

1.荷载及受力分析计算：

2.埋件计算：

3.锚板总面积校核：

4.锚筋长度计算：

九、幕墙焊缝计算

1.受力分析：

2.焊缝特性参数计算：

3.焊缝校核计算：

十、立柱连接伸缩缝计算

十一、耐候胶胶缝计算

《建筑幕墙》JG3035-1996

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001

《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94

《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-94

《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94

《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-94

《建筑幕墙保温性能测试方法》GB8484

《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000

《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001

2.建筑设计规范：

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《高层民用钢结构技术规程》JGJ99-98

《建筑设计防火规范》GBJ16-2001

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2001

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000

《中国地震烈度表》GB/T17742-1999

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

《建筑抗震设防分类标准》GB50223-1995

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《建筑装饰工程施工质量验收规范》GB50210-2001

《建筑钢结构焊接规程》GB/T8162

《碳钢焊条》GB/T5117-1995

《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2000

3.铝材规范：

《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000

《建筑铝型材基材》GB/T5237.1-2000

《建筑铝型材阳极氧化、着色型材》GB/T5237.2-2000

《铝及铝合金阳极氧化-阳极氧化膜的总规范》GB8013-1987

4.金属板及石材规范：

《天然花岗石荒料》JC/T204-2001

《天然大理石荒料》JC/T202-2001

《天然板石》GB/T18600-2001

《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2001

《天然大理石建筑板材》JC/T79-2001

《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC/T887-2001

《天然饰面石材术语》GB/T13890-92

《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2001

《干挂天然花岗岩，建筑板材及其不锈钢配件》JC830-1998

《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS101：

98

《建筑装饰用微晶玻璃》JC/T872-2000

5.钢材规范：

《不锈钢冷扎钢板》GB/T3280

《不锈钢热扎钢板》GB/T4237-92

《不锈钢热扎钢带》GB/T5090

《碳素结构钢》GB/T700-1988

《优质碳素结构钢》GB/T699

《合金结构钢》GB/T3077

《不锈钢和耐热钢冷扎带钢》GB/T4239

《高耐候结构钢》GB/T4171-2000

《碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912

《碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274

《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-1992

6.胶类及密封材料规范：

《硅酮建筑密封胶》GB/14683-2003

《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2003

《石材幕墙接缝用密封胶》JC/T883-2001

《工业用橡胶板》GB/T5574-1994

《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-98

《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001

《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002

7.土建图纸：

1.幕墙所在地区：

2.地区粗糙度分类等级：

幕墙属于薄壁外围护构件，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

A类：

指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

B类：

指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；

C类：

指有密集建筑群的城市市区；

D类：

指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；

依照上面分类标准，本工程按C类类地区考虑。

3.抗震烈度：

按照国家规范《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）、《中国地震动参数区

划图》（GB18306-2000）规定，该地区地震基本烈度为7度抗震

水平地震影响系数最大值为：

7度抗震,αmax=0.080。

4.分格参数：

模型简图为：

横梁跨度B（mm）=1100.00

横梁计算间距H（mm）=600.00

立柱预埋件间距L（mm）=1100.00

横梁总跨数=3（跨）

立柱总跨数=5（跨）

1.风荷载标准值计算：

幕墙属于薄壁外围护构件，按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）计算：

wk=βgz*μz*μs*w0……7.1.1-2[GB50009-2001]

上式中：

wk：

作用在幕墙上的风荷载标准值（kN/m2）；

βz——瞬时风压的阵风系数，取2.250

μs——风荷载体型系数，竖直幕墙外表面取1.500

Z——风荷载作用点离地面高度Z（m）=，15.000

地区粗糙度分类等级：

C类

μz——风荷载高度变化系数，并与建筑的地区类别有关，按《建筑结构荷载规范》GBJ9取值

高度变化系数为0.740

W。

——基本风压，取0.350

所以，风荷载标准值为：

wk=2.250×

1.500×

0.740×

0.350=0.874

风荷载设计值为：

垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值按下式计算：

qEk=βE*αmax*（G+G1）5.3.4[JGJ102-2003]

式中：

qEK——垂直幕墙平面的分布水平地震作用（kN/m2）

βE——地震动力放大系数，取5.000

αmax——水平地震影响系数最大值，取0.080

G——单位面积的幕墙结构自重，取0.700（kN/m2）

G1——单位面积的幕墙结构附件重，取0.000（kN/m2）

所以，垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值为：

qEk=5.000×

0.080×

0.700=0.280（KN/m2）

3.作用效应组合：

荷载和作用效应按下式进行组合：

S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]

S：

作用效应组合的设计值；

SGk：

重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；

Swk、SEk：

分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；

γG、γw、γE：

各效应的分项系数；

ψw、ψE：

分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。

上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：

进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：

重力荷载：

γG：

1.2；

风荷载：

γw：

1.4；

地震作用：

γE：

1.3；

进行位移及挠度计算时；

1.0；

上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；

地震作用的组合系数ψE为0.5；

四.石板的选用与校核

当前计算板数n=1

=============石板名称=plate

1:

基本参数：

（1）：

计算点标高：

15.000（m）；

（2）：

板块净尺寸：

a×

b×

t=800.0mm×

600.0mm×

25.0mm；

（3）：

石板配置：

四个背栓式

2:

石板板块荷载计算：

（1）垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：

qEk=βE×

αmax×

Gk/A5.3.4[JGJ102-2003]

式中：

βE——地震动力放大系数，取5.0

αmax——水平地震影响系数最大值，取0.080

Gk——石板板块的重力荷载标准值（板块自重+附件重）=0.336（kN）

A——石板板块平面面积=480000.000（mm2）

qEk=5.000×

0.336/0.480=0.2800（kN/m2）

（2）石板板块荷载集度设计值组合：

采用Sw+0.5SE设计值组合：

……5.4.1[JGJ102-2003]

q=1.4×

wk+0.5×

1.3×

qEAk

=1.405775（kN/m2）=0.001406（MPa）

3:

石板的抗弯设计：

石板弯曲强度平均值fgm（MPa）=40.00

石板抗弯强度设计值fg1=fgm/2.15=18.60（MPa）

校核依据：

σ≤fg1=18.60（MPa）

石板最大弯矩系数m=0.141

b：

长边边长（mm）=800.000

t：

石板厚度：

（mm）=25.000

最大弯曲应力计算公式：

σ=6*m*q*b0*b0/t*t

石板最大弯曲应力б（MPa）=1.216101

弯曲应力比=0.065

强度能满足要求。

4:

石板的剪应力校核：

石板抗剪强度设计值fg2=fgm/4.30=9.30（MPa）

τ=qabβ/n（t-c）s≤τsc=9.30（MPa）

τ：

在石板中产生的剪应力设计值（MPa）；

τsc：

石板的抗剪强度设计值（MPa）；

q：

石板板块水平荷载集度设计值组合（MPa）；

a：

长边边长：

800.00（mm）

短边边长：

600.00（mm）

背栓锚入深度h：

12.00（mm）

α：

背栓角度：

25.00°

；

背栓孔直径D=：

100.00（mm）

n=4

β=1.25

石板最大剪切应力τ（MPa）=0.001

<

=fg2=fgm/4.30=9.30（MPa）

剪应力校核满足要求。

++++++++++++++++end++++++++++++++++++++++++++++

五.横梁强度、刚度校核：

横梁名:

beam

材料:

钢Q235,抗弯强度f=215.0（MPa）

（1）横梁截面特征：

L形高H=50.0（mm）

L形宽B=50.0（mm）

L形厚t=8.0（mm）

（2）荷载：

分布荷载：

水平地震荷载标准值qE（kN/m）=0.336（kN/m）

水平风载标准值qw（kN/m）=1.361（kN/m）

竖向恒载标准值qG（kN/m）=0.420（kN/m）

集中荷载：

（3）各跨强度,刚度校核

强度计算公式:

f=Mx/（Wx*1.05）+My/（Wy*1.05）<

[f]

单元序号:

1跨度为1.100（m）

强度校核:

横梁弯矩：

M1-2（x）=0.164（kM-m）M1-3（y）=0.624（kM-m）

抗弯强度f=55.519（MPa）<

=[f]=215.0（MPa）（强度满足要求）

刚度验算：

位移u=0.026（mm）刚度比=7724369.0

刚度比=7724369.0>

180（刚度满足要求）

----------------------------------------

2跨度为1.100（m）

位移u=0.012（mm）刚度比=16042268.5

刚度比=16042268.5>

3跨度为1.100（m）

4跨度为1.100（m）

位移u=0.019（mm）刚度比=10645299.3

刚度比=10645299.3>

++++++++++++++end++++++++++++++++++++++++++++

六.*********立柱强度、刚度校核：

*************、

立柱名:

column

材料:

（1）立柱截面特征：

箱形高H=80.0（mm）

箱形宽B=60.0（mm）

箱形厚t=6.0（mm）

水平地震荷载标准值qE（kN/m）=0.616（kN/m）

水平风载标准值qw（kN/m）=2.495（kN/m）

竖向恒载集中力标准值NG（kN）=2.772（kN）

f=N/A*fa+My/（Wy*1.05）<

[f]（MPa）

1高度为1.200（m）

立柱弯矩、轴力：

M1-2（x）=0.588（kM-m）N=3.758（kM）

抗压弯强度f=19.916（MPa）<

位移u=0.026（mm）刚度比=8426584.3

刚度比=8426584.3>

2高度为1.200（m）

位移u=0.005（mm）刚度比=41667298.3

刚度比=41667298.3>

3高度为1.200（m）

七、********连接件设计********

1：

15.000

2：

立柱计算间距B（指立柱左右分格平均宽度）：

1100.000

3：

横梁计算分格尺寸（指横梁上下分格平均高度）：

=600.000

4：

立柱预埋件间距L（mm）:

1200.00

5：

横梁总跨数n（跨）:

4

6：

立柱总跨数m（跨）:

3

A:

横梁与立柱

荷载计算：

竖向自重荷载设计值Gv=1.2*Gk=713.560（N）

水平荷载设计值Gh=1.4*B*H*Wk+1.3*0.5*B*H*qEk=927.811（N）

连接处剪力设计值:

计算参数：

横梁与立柱焊缝高Hf（mm）=6.0

横梁与立柱设计焊缝长Lf（mm）=150.0

焊缝有效厚度he=0.7071*Hf=4.2（mm）

）焊缝总面积A=he*（Lf-20）=551.5（mm*mm）

焊缝应力计算公式fw=Q/A<

160（MPa）

横梁与立柱焊缝应力（MPa）=2.1

横梁与立柱焊缝满足要求!

焊缝应力<

横梁与立柱最小计算焊缝长（mm）=21.7

B.立柱与主结构连接：

连接处水平剪切总力计算：

水平剪切总力Qv:

1855.623（N）

连接处重力总力计算：

竖向剪力Qh:

1358.694（N）

连接处总剪力计算：

立柱与主结构焊缝高Hf（mm）=12.0

立柱与主结构设计焊缝长（mm）=150.0

焊缝有效厚度he=0.7071*Hf=8.5（mm）

）焊缝总面积A=he*（Lf-20）=1103.1（mm*mm）

立柱与主结构焊缝应力（MPa）=2.1

立柱与主结构焊缝满足要求!

立柱与主结构最小计算焊缝长（mm）=21.7

八、*********预埋件设计********

（1）基本参数：

设计轴力N（N）=1855.623000

设计剪力V（N）=1358.693760

设计弯矩M（N-mm）=135869.376000

锚板长度x（mm）=300.00

锚板宽度y（mm）=200.00

锚板厚度t（mm）=20.00

剪力作用点到埋件距离E0（mm）=100.00

配筋层数=2

混凝土等级=C15

锚筋级别=HPB235

锚筋直径（mm）=6.0

外层锚筋中心线之间的距离Z（mm）120.00

（2）锚筋的截面面积及锚筋总的根数：

计算公式（规范C.0.1）：

受拉时：

As≥V/（αγ×

αv×

fs）+N/（0.8×

αb×

fs）+M/（1.3×

αγ×

fs×

Z]

As≥N/（0.8×

fs）+M/（0.4×

所需锚筋的截面面积（mm*mm）：

=20.526279

所需锚筋总的根数num：

=2

（3）锚板总面积校核：

计算公式N≤0