石材幕墙计算书1.docx

石材幕墙计算书1.docx

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石材幕墙计算书1

办公石材幕墙工程

石材幕墙

设计计算书

设计：

校对：

审核：

批准：

年月日

目录

Ⅰ.设计依据4

Ⅱ.基本计算公式9

Ⅲ.工程信息概述12

1工程所在地区信息12

2板材选用信息12

3型材选用信息12

一、风荷载计算13

1板块风载荷计算（直接承受风载荷）13

2支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷）13

二、板强度校核:

14

1石材板强度校核14

2石材板剪应力校核15

3挂钩剪应力校核15

三、幕墙立柱计算15

1荷载计算16

2选用立柱型材的截面特性17

3幕墙立柱的强度计算17

4幕墙立柱的刚度计算18

5立柱抗剪计算18

四、立柱与主结构连接19

1连接处荷载计算19

2连接处螺栓个数计算20

3螺栓抗剪强度验算21

4型材壁的强度验算21

5角码抗承压承载能力计算21

6立柱连接伸缩缝计算21

五、幕墙后锚固连接设计计算22

1后锚固载荷计算22

2锚栓钢材受拉破坏承载力24

3混凝土锥体受拉破坏承载力25

4锚栓钢材受剪破坏承载力26

5混凝土楔形体受剪破坏承载力27

6混凝土剪撬破坏承载力27

7拉剪复合受力承载力27

六、幕墙预埋件焊缝计算27

1焊缝截面参数计算28

2焊缝强度计算28

七、幕墙横梁计算29

1选用横梁型材的截面特性29

2幕墙横梁的强度计算30

3幕墙横梁的抗剪强度计算31

4幕墙横梁的刚度计算33

八、横梁与立柱连接件计算33

1连接部位荷载计算33

2连接处焊缝的强度计算34

公寓式办公石材幕墙工程石材幕墙设计计算书

Ⅰ.设计依据

①幕墙设计规范：

《铝合金结构设计规范》GB50429-2007

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001

《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138-2001

《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001

《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009

《建筑瓷板装饰工程技术规程》CECS101：

98

《建筑幕墙》GB/T21086-2007

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

《地震震级的规定》GB/T17740-1999

《钢结构防火涂料》GB14907-2002

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ99-98

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）

《高处作业吊蓝》GB19155-2003

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001

②建筑设计规范：

《工程抗震术语标准》JGJ/T97-95

《工程网络计划技术规程》JGJ/T121-99

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004

《既有居住建筑节能改造技术规程》JGJ129-2004

《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002

《建筑材料放射性核素限量》GB6500-2010

《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154：

2003

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《建筑隔声评价标准》GB/T50121-2005

《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008

《建筑工程预应力施工规程》CECS180：

2005

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《建筑设计防火规范》GB50016-2006

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002

《民用建筑隔声设计规范》GB50018-2010

《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

《民用建筑设计通则》GB50352-2005

《膜结构技术规程》CECS158：

2004

《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010

《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003

《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2010

《中国地震动参数区划图》GB18306-2001

《中国地震烈度表》GB/T17742-2008

《建筑制图标准》GB/T50104-2001

《建筑结构静力计算手册（第二版）》

③铝材规范：

《建筑用隔热铝合金型材-穿条式》JG/T175-2005

《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-2000

《铝合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2008

《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB5237.2-2008

《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》GB5237.3-2008

《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》GB5237.4-2008

《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》GB5237.5-2008

《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》GB5237.6-2004

《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2000

《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880.1～3-2006

《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2000

《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》YS/T459-2003

《变形铝及铝合金牌号表示方法》GB/T16474-1996

《变形铝及铝合金状态代号》GB/T16475-2008

《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008

《建筑装饰用铝单板》GB/T23443-2009

④金属板及石材规范：

《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830.1、2-2005

《建筑装饰用微晶玻璃》JC/T872-2000

《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-2007

《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS101:

98

《铝幕墙板、板基》YS/T429.1-2000

《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》YS/T429.2-2000

《建筑幕墙用铝塑复合板》GB/T17748-2008

《铝塑复合板用铝带》YS/T432-2000

《天然板石》GB/T18600-2001

《天然大理石荒料》JC/T202-2001

《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005

《天然花岗石荒料》JC/T204-2001

《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2001

《天然花岗石板材》GB/T18601-2009

《天然石材统一编号》GB/T17670-2008

《天然石材术语》GB/T13890-2008

《建筑装饰工程石材应用技术规范》DB11/T512-2007

⑤钢材规范：

《钢分类》GB/T13304.1、2-2008

《钢铁牌号表示方法》GB/T221-2008

《钢及合金术语》GB/T20566-2006

《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005

《不锈钢棒》GB/T1220-2007

《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280-2007

《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-1984

《不锈钢热轧钢板和钢带》GB/T4237-2007

《不锈钢丝》GB/T4240-2009

《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007

《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000

《擦窗机》GB19154-2003

《彩色涂层钢板及钢带》GB/T12754-2006

《低合金钢焊条》GB/T5118-1995

《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008

《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007

《耐候结构钢》GB/T4171-2008

《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997

《焊接结构用耐候钢》GB/T4172-2000

《合金结构钢》GB/T3077-1999

《结构用无缝钢管》GB/T8162-2008

《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002

《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000

《碳钢焊条》GB/T5117-1999

《碳素结构钢》GB/T700-2006

《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB912-2008

《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007

《优质碳素结构钢》GB/T699-1999

《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000

《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-2007

《碳素结构钢冷轧钢板和钢带》GB/T11253-2007

《建筑装饰用搪瓷钢板》JG/T234-2008

⑥胶类及密封材料规范：

《建筑密封材料术语》GB/T14682-2006

《建筑密封胶分级及要求》GB/T22083-2008

《丙烯酸酯建筑密封胶》JC/T484-2006

《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001

《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001

《石材用建筑密封胶》GB/T23261-2009

《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004

《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC/T887-2001

《非结构承载用石材粘胶剂》JC/T989-2006

《工业用橡胶板》GB/T5574-1994

《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-2001

《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007

《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1～20-2002

《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001

《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005

《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005

《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005

《建筑装饰用天然石材防护剂》JC/T973-2005

《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003

《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006

《丙烯酸建筑密封胶》JC/T484-2006

《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007

《绝热用硬质酚醛泡沫制品（PF）》GB/T20974-2007

《建筑绝热用聚氨酯泡沫塑料》GB/T21558-2008

《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-1999

《石材用建筑密封胶》GB23261-2009

《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999

《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002

《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001

《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003

《中空玻璃用复合密封胶条》JC/T1022-2007

⑦门窗及五金件规范：

《封闭型沉头抽芯铆钉》GB/T12616-2004

《封闭型平圆头抽芯铆钉》GB/T12615-2004

《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277-1985

《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002

《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2000

《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000

《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》GB/T3098.4-2000

《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000

《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB/T3098.6-2000

《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000

《紧固件机械性能抽芯铆钉》GB/T3098.19-2004

《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099-2004

《紧固件螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件》GB/T16938-2008

《铝合金门窗》GB/T8478-2008

《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997

《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000

《地弹簧》QB/T3884-1999

《铝合金门插锁》QB/T3885-1999

《平开铝合金窗把手》QB/T3886-1999

《铝合金撑挡》QB/T3887-1999

《铝合金窗不锈钢滑撑》QB/T3888-1999

《铝合金门窗拉手》QB/T3889-1999

《铝合金窗锁》QB/T3900-1999

《铝合金门锁》QB/T3901-1999

《推拉铝合金门用滑轮》QB/T3902-1999

《闭合器》QB/T3893-1999

《外装门锁》QB/T2473-2000

《弹子插芯门锁》GB/T2474-2000

《叶片门锁》QB/T2475-2000

《球型门锁》QB/T2476-2000

《铜合金铸件》GB/T13819-1992

《锌合压铸件》GB/T13821-1992

《铝合金压铸件》GB/T15114-2009

《铸件尺寸公差与机械加工余量》QB/T6414-1999

《建筑门窗五金件插销》JG214-2007

《建筑门窗五金件传动机构用执手》JG124-2007

《建筑门窗五金件旋压执手》JG213-2007

《建筑门窗五金件合页（铰链）》JG125-2007

《建筑门窗五金件传动锁闭器》JG126-2007

《建筑门窗五金件滑撑》JG127-2007

《建筑门窗五金件滑轮》JG129-2007

《建筑门窗五金件多点锁闭器》JG215-2007

《建筑门窗五金件撑挡》JG128-2007

《建筑门窗五金件通用要求》JG212-2007

《建筑门窗五金件单点锁闭器》JG130-2007

《建筑门窗内平开下悬五金系统》JG168-2004

《钢塑共挤门窗》JG207-2007

《电动采光排烟窗》JG189-2006

⑧相关物理性能级测试方法：

《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001

《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000

《采暖居住建筑节能检验标准》JGJ132-2001

《彩色涂层钢板及钢带试验方法》GB/T13448-2006

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000

《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007

《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001

《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000

《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008

《建筑外窗采旋光性能分级及检测方法》GB/T11976-2008

《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2002

《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》GB/T8485-2008

《建筑外窗气密性能分级及检测方法》GB/T7107-2002

《建筑外窗水密性能分级及检测方法》GB/T7108-2002

《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001

《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002

Ⅱ.基本计算公式

（1）.场地类别划分:

地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：

--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。

（2）.风荷载计算:

幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：

1当计算主要承重结构时

Wk=βzμsμzW0（GB500098.1.1-1）

2当计算围护结构时

Wk=βgzμs1μzW0（GB500098.1.1-2）

式中：

其中:

Wk---垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值（kN/m2）；

βgz---高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.6.1条取定。

根据不同场地类型,按以下公式计算:

βgz=1+2gI10（Z/10）-α

其中g为峰值因子，取值2.5，α为地面粗糙度指数，I10为10m高名义湍流度。

经化简，得：

A类场地:

βgz=1+0.6×（Z/10）-0.12

B类场地:

βgz=1+0.7×（Z/10）-0.15

C类场地:

βgz=1+1.15×（Z/10）-0.22

D类场地:

βgz=1+1.95×（Z/10）-0.30

μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.2.1条取定。

根据不同场地类型,按以下公式计算:

A类场地:

μz=1.284×（Z/10）0.24

B类场地:

μz=1.000×（Z/10）0.30

C类场地:

μz=0.544×（Z/10）0.44

D类场地:

μz=0.262×（Z/10）0.60

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：

一、外表面

1.正压区按表8.3.1-1采用；

2.负压区

—对墙面，取-1.0

—对墙角边，取-1.4

二、内表面

对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。

注：

上述的局部体型系数μs1

（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当非直接承受风载荷的围护构件的从属面积A大于或等于25m2时，局部风压体型系数μs1（25）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于25m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即

μs1（A）=μs1

（1）+[μs1（25）-μs1

（1）]logA/1.4

本工程属于B类地区,故μz=（Z/10）0.30

W0---基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5给出的风压采用，但不得小于0.3kN/m2.

（3）.地震作用计算:

qEAk=βE×αmax×GAK

其中:

qEAk---水平地震作用标准值

βE---动力放大系数,按5.0取定

αmax---水平地震影响系数最大值，根据相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度,

按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表5.1.4-1采用.

表5.1.4-1水平地震影响系数最大值

地震影响

6度

7度

8度

9度

多遇地震

0.04

0.08（0.12）

0.16（0.24）

0.32

罕遇地震

0.28

0.50（0.72）

0.90（1.20）

1.40

注:

括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g和0.30g的地区。

根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223—2008规定：

1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。

同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。

2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。

同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度：

αmax=0.04

设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度：

αmax=0.08

设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度：

αmax=0.12

设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度：

αmax=0.16

设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度：

αmax=0.24

设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度：

αmax=0.32

设计基本地震加速度为0.60g，抗震设防烈度9度：

αmax=0.45

GAK---幕墙构件的自重（N/m2）

（4）.作用效应组合:

一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度：

a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：

γ0S≤R

b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：

SE≤R/γRE

式中S---荷载效应按基本组合的设计值；

SE---地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值；

R---构件抗力设计值；

γ0----结构构件重要性系数，应取不小于1.0；

γRE----结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0；

c.挠度应符合下式要求：

df≤df,lim

df---构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值；

df,lim---构件挠度限值；

d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合df≤df,lim的规定。

幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定：

1有地震作用效应组合时，应按下式进行：

S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK

2无地震作用效应组合时，应按下式进行：

S=γGSGK+ψwγwSWK

S---作用效应组合的设计值；

SGk---永久荷载效应标准值；

SWk---风荷载效应标准值；

SEk---地震作用效应标准值；

γG---永久荷载分项系数；

γW---风荷载分项系数；

γE---地震作用分项系数；

ψW---风荷载的组合值系数；

ψE---地震作用的组合值系数；

进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：

①一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数γG、γW、γE应分别取1.2、1.4和1.3；

②当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG应取1.35；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；

③当永久荷载的效应对构件有利时，其分项系