石材计算书.docx

石材计算书.docx

《石材计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石材计算书.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

石材计算书

石材幕墙设计计算书

基本参数:

工程所在地区：

长治地区

抗震烈度按8度设防

风荷载基本风压值按50年一遇、10分钟平均风压值考虑

Ⅰ.设计依据:

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《建筑幕墙》JG3035-96

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001

《建筑制图标准》GB/T50104-2001

《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003

《全玻璃幕墙工程技术规程》DBJ/CT014-2001

《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127:

2001

《点支式玻幕墙支承装置》JC1369-2001

《吊挂式玻幕墙支承装置》JC1368-2001

《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

《建筑铝型材电泳涂漆型材》GB/T5237.3-2000

《建筑铝型材粉末喷涂型材》GB/T5237.4-2000

《建筑铝型材氟碳漆喷涂型材》GB/T5237.5-2000

《玻璃幕墙学性能》GB/T18091-2000

《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

《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2000

《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB3098.2-2000

《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》GB3098.4-2000

《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-2000

《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-2000

《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-2000

《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997

《焊接结构用耐候钢》GB/T4172-2000

《浮法玻璃》GB11614-1999

《夹层玻璃》GB9962-1999

《钢化玻璃》GB/T9963-1998

《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999

《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-1997

《铝塑复合板》GB/T17748

《干挂天然花山岗石，建筑板材及其不锈钢配件》JC830.1,830.2-1998

《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JC133-2000

《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2001

《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001

《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001

《石材幕墙接缝用密封胶》JC/T883-2001

《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001

《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2001

Ⅱ.基本计算公式:

（1）.场地类别划分:

根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:

A类近海面,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;

内江甜城大厦按B类地区计算风压

（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》GB50009-20017.1.1采用

风荷载计算公式:

W（#1k）=β（#2gz）×μ（#1z）×μ（#1s）×W（#10）

其中:

W（#1k）---作用在幕墙上的风荷载标准值（kN/m^2）

β（#2gz）---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定

根据不同场地类型,按以下公式计算:

β（#2gz）=K（1+2μ（#1f））

其中K为地区粗糙度调整系数，μ（#1f）为脉动系数

A类场地:

β（#2gz）=0.92*（1+2μ（#1f））其中：

μ（#1f）=0.387*（Z/10）^（-0.12）

B类场地:

β（#2gz）=0.89*（1+2μ（#1f））其中：

μ（#1f）=0.5（Z/10）^（-0.16）

C类场地:

β（#2gz）=0.85*（1+2μ（#1f））其中：

μ（#1f）=0.734（Z/10）^（-0.22）

D类场地:

β（#2gz）=0.80*（1+2μ（#1f））其中：

μ（#1f）=1.2248（Z/10）^（-0.3）

μ（#1z）---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,

根据不同场地类型,按以下公式计算:

A类场地:

μ（#1z）=1.379×（Z/10）^0.24

B类场地:

μ（#1z）=（Z/10）^0.32

C类场地:

μ（#1z）=0.616×（Z/10）^0.44

D类场地:

μ（#1z）=0.318×（Z/10）^0.60

本工程属于B类地区,故μ（#1z）=（Z/10）^0.32

μ（#1s）---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取为：

1.2

W（#10）---基本风压,按全国基本风压图,长治地区取为0.500kN/m^2

（3）.地震作用计算:

q（#3EAk）=β（#1E）×α（#3max）×G（#2AK）

其中:

q（#3EAk）---水平地震作用标准值

β（#1E）---动力放大系数,按5.0取定

α（#3max）---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:

6度:

α（#3max）=0.04

7度:

α（#3max）=0.08

8度:

α（#3max）=0.16

9度:

α（#3max）=0.32

长治设防烈度为8度,故取αmax=0.160

G（#2AK）---幕墙构件的自重（N/m^2）

（4）.荷载组合:

结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力（内力）作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：

γ（#1G）S（#1G）+γ（#1w）φ（#1w）S（#1w）+γ（#1E）φ（#1E）S（#1E）+γ（#1T）φ（#1T）S（#1T）

各项分别为永久荷载：

重力；可变荷载：

风荷载、温度变化；偶然荷载：

地震

水平荷载标准值:

q（#1k）=W（#1k）+0.5q（#3EAk）

水平荷载设计值:

q=1.4W（#1k）+0.5×1.3q（#3EAk）

荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:

①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：

a.当其效应对结构不利时：

对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35

b.当其效应对结构有利时：

一般情况取1.0；对结构倾覆、滑移或是漂浮验算，取0.9

②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4

一、风荷载计算

1、标高为38.300处风荷载计算

（1）.风荷载标准值计算:

W（#1k）:

作用在幕墙上的风荷载标准值（kN/m^2）

β（#2gz）:

38.300m高处阵风系数（按B类区计算）:

μ（#1f）=0.5×（Z/10）^（-0.16）＝0.403

β（#2gz）=0.89×（1+2μ（#1f））=1.608

μ（#1z）:

38.300m高处风压高度变化系数（按B类区计算）:

（GB50009-2001）

μ（#1z）=（Z/10）^0.32=1.537

风荷载体型系数μ（#1s）=1.20

W（#1k）=β（#2gz）×μ（#1z）×μ（#1s）×W（#10）（GB50009-2001）

=1.608×1.537×1.2×0.500

=1.483kN/m^2

（2）.风荷载设计值:

W:

风荷载设计值:

kN/m^2

r（#1w）:

风荷载作用效应的分项系数：

1.4

按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用

W=r（#1w）×W（#1k）=1.4×1.483=2.076kN/m^2

二、板强度校核:

石材校核:

（第1处）

1.石材强度校核

校核依据：

σ≤[σ]=5.200N/mm^2

A（#1o）:

石板短边长：

0.600m

B（#1o）:

石板长边长：

0.900m

a:

计算石板抗弯所用短边长度:

0.600m

b:

计算石板抗弯所用长边长度:

0.700m

t:

石材厚度:

25.0mm

m（#11）:

四角支承板弯矩系数,按短边与长边的边长比（a/b=0.857）

查表得:

0.1494

W（#1k）:

风荷载标准值:

1.483kN/m^2

垂直于平面的分布水平地震作用:

q（#3EAk）:

垂直于幕墙平面的分布水平地震作用（kN/m^2）

q（#3EAk）=5×α（#3max）×G（#2AK）

=5×0.160×980.000/1000

=0.784kN/m^2

荷载组合设计值为：

S（#1z）=1.4×W（#1k）+1.3×0.5×q（#3EAk）

=2.586kN/m^2

应力设计值为：

σ=6×m（#11）×S（#1z）×b^2×10^3/t^2

=6×0.1494×2.586×0.700^2×10^3/25.0^2

=1.817N/mm^2

1.817N/mm^2≤5.200N/mm^2强度可以满足要求

2.石材剪应力校核

校核依据:

τ（#3max）≤[τ]

τ:

石板中产生的剪应力设计值（N/mm^2）

n:

一个连接边上的挂钩数量:

2

t:

石板厚度:

25.0mm

d:

槽宽:

7.0mm

s:

槽底总长度:

60.0mm

β:

系数,取1.25

对边开槽

τ=S（#1z）×A（#1o）×B（#1o）×β×1000/[n×（t-d）×s]

=0.808N/mm^2

0.808N/mm^2≤2.600N/mm^2

石材抗剪强度可以满足

3.挂钩剪应力校核

校核依据:

τ（#3max）≤[τ]

τ:

挂钩剪应力设计值（N/mm^2）

A（#1p）:

挂钩截面面积:

19.600mm^2

n:

一个连接边上的挂钩数量:

2

对边开槽

τ=S（#1z）×A（#1o）×B（#1o）×β×1000/（2×n×A（#1p））

=22.263N/mm^2

22.263N/mm^2≤125.000N/mm^2

挂板抗剪强度可以满足

三、幕墙立柱计算:

幕墙立柱计算:

幕墙立柱按等距连续梁力学模型进行设计计算：

1.选料:

（1）风荷载线分布最大荷载集度设计值（矩形分布）

q（#1w）:

风荷载线分布最大荷载集度设计值（kN/m）

r（#1w）:

风荷载作用效应的分项系数：

1.4

W（#1k）:

风荷载标准值:

1.483kN/m^2

B:

幕墙分格宽:

1.350m

q（#1w）=1.4×W（#1k）×B

=1.4×1.483×1.350

=2.803kN/m

（2）立柱弯矩:

M（#1w）:

风荷载作用下立柱弯矩（kN·m）

q（#1w）:

风荷载线分布最大荷载集度设计值:

2.803（kN/m）

H（#4sjcg）:

立柱计算跨度:

3.600m

M（#1w）=0.08×q（#1w）×H（#4sjcg）^2

=0.08×2.803×3.600^2

=2.906kN·m

q（#2EA）:

地震作用设计值（KN/M^2）:

G（#2Ak）:

幕墙构件（包括板块和铝框）的平均自重:

980N/m^2

垂直于幕墙平面的分布水平地震作用:

q（#3EAk）:

垂直于幕墙平面的分布水平地震作用（kN/m^2）

q（#3EAk）=5×α（#3max）×G（#2Ak）

=5×0.160×980.000/1000

=0.784kN/m^2

γ（#1E）:

幕墙地震作用分项系数:

1.3

q（#2EA）=1.3×q（#3EAk）

=1.3×0.784

=1.019kN/m^2

q（#1E）：

水平地震作用线分布最大荷载集度设计值（矩形分布）

qE=q（#2EA）×B

=1.019×1.350

=1.376kN/m

M（#1E）:

地震作用下立柱弯矩（kN·m）:

M（#1E）=0.08×q（#1E）×H（#4sjcg）^2

=0.08×1.376×3.600^2

=1.427kN·m

M:

幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩（kN·m）

采用S（#1w）+0.5S（#1E）组合

M=M（#1w）+0.5×M（#1E）

=2.906+0.5×1.427

=3.619kN·m

（3）W:

立柱抗弯矩预选值（cm^3）

W=M×10^3/1.05/215.0

=3.619×10^3/1.05/215.0

=16.032cm^3

q（#2wk）:

风荷载线分布最大荷载集度标准值（kN/m）

q（#2wk）=W（#1k）×B

=1.483×1.350

=2.002kN/m

q（#2Ek）:

水平地震作用线分布最大荷载集度标准值（kN/m）

q（#2Ek）=q（#3EAk）×B

=0.784×1.350

=1.058kN/m

（4）I（#11）,I（#12）:

立柱惯性矩预选值（cm^4）

I（#11）=0.007×180×（q（#2wk）+0.5×q（#2Ek））×H（#4sjcg）^3/2.1

=0.007×180×（2.002+0.5×1.058）×3.600^3/2.1

=70.859cm^4

I（#12）=0.007×1000×（q（#2wk）+0.5×q（#2Ek））×H（#4sjcg）^4/2.1/20

=0.007×1000×（2.002+0.5×1.058）×3.600^4/2.1/20

=70.859cm^4

选定立柱惯性矩应大于:

70.859cm^4

2.选用立柱型材的截面特性:

选用型材号:

10#CG

型材强度设计值:

215.000N/mm^2

型材弹性模量:

E=2.1×10^5N/mm^2

X轴惯性矩:

I（#1x）=197.523cm^4

Y轴惯性矩:

I（#1y）=28.553cm^4

X轴抵抗矩:

W（#2x1）=39.520cm^3

X轴抵抗矩:

W（#2x2）=39.489cm^3

型材截面积:

A=12.627cm^2

型材计算校核处壁厚:

t=5.000mm

型材截面面积矩:

S（#1s）=23.377cm^3

塑性发展系数:

γ=1.05

3.幕墙立柱的强度计算:

校核依据:

N/A+M/γ/W≤ｆ（#1a）=215.0N/mm^2（拉弯构件）

B:

幕墙分格宽:

1.350m

G（#2Ak）:

幕墙自重:

980N/m^2

幕墙自重线荷载:

G（#1k）=980×W（#2fg）/1000

=980×1.350/1000

=1.323kN/m

N（#1k）:

立柱受力:

N（#1k）=G（#1k）×H（#4sjcg）

=1.323×3.600

=4.763kN

N:

立柱受力设计值:

r（#1G）:

结构自重分项系数:

1.2

N=1.2×N（#1k）

=1.2×4.763

=5.715kN

σ:

立柱计算强度（N/mm^2）（立柱为拉弯构件）

N:

立柱受力设计值:

5.715kN

A:

立柱型材截面积:

12.627cm^2

M:

立柱弯矩:

3.619kN·m

W（#2x2）:

立柱截面抗弯矩:

39.489cm^3

γ:

塑性发展系数:

1.05

σ=N×10/A+M×10^3/1.05/W（#2x2）

=5.715×10/12.627+3.619×10^3/1.05/39.489

=91.814N/mm^2

91.814N/mm^2≤ｆ（#1a）=215.0N/mm^2

立柱强度可以满足

4.幕墙立柱的刚度计算:

校核依据:

U（#3max）≤[U]=15mm且U（#3max）≤L/300（JGJ133-20014.2.3）

U（#3max）:

立柱最大挠度

U（#3max）=0.007×（q（#2Wk）+0.5×q（#2Ek））×H（#4sjcg）^4×1000/2.1/I（#1x）

立柱最大挠度U（#3max）为:

7.175mm≤15mm

D（#1u）:

立柱挠度与立柱计算跨度比值:

H（#4sjcg）:

立柱计算跨度:

3.600m

D（#1u）=U/H（#4sjcg）/1000

=7.175/3.600/1000

=0.002≤1/300

挠度可以满足要求

5.立柱抗剪计算:

校核依据:

τ（#3max）≤[τ]=125.0N/mm^2

（1）Q（#2wk）:

风荷载作用下剪力标准值（kN）

Q（#2wk）=0.6×W（#1k）×H（#4sjcg）×B

=0.6×1.483×3.600×1.350

=4.324kN

（2）Q（#1w）:

风荷载作用下剪力设计值（kN）

Q（#1w）=1.4×Q（#2wk）

=1.4×4.324

=6.054kN

（3）Q（#2Ek）:

地震作用下剪力标准值（kN）

Q（#2Ek）=0.6×q（#3EAk）×H（#4sjcg）×B

=0.6×0.784×3.600×1.350

=2.286kN

（4）Q（#1E）:

地震作用下剪力设计值（kN）

Q（#1E）=1.3×Q（#2Ek）

=1.3×2.286

=2.972kN

（5）Q:

立柱所受剪力:

采用Q（#1w）+0.5Q（#1E）组合

Q=Q（#1w）+0.5×Q（#1E）

=6.054+0.5×2.972

=7.540kN

（6）立柱剪应力:

τ:

立柱剪应力:

S（#1s）:

立柱型材截面面积矩:

23.377cm^3

I（#1x）:

立柱型材截面惯性矩:

197.523cm^4

t:

立柱壁厚:

5.000mm

τ=Q×S（#1s）×100/I（#1x）/t

=7.540×23.377×100/197.523/5.000

=17.848N/mm^2

17.848N/mm^2≤125.0N/mm^2

立柱抗剪强度可以满足

四、立梃与主结构连接

立梃与主结构连接:

（第1处）

L（#3ct2）:

连接处钢角码壁厚:

6.000mm

D（#12）:

连接螺栓直径:

10.000mm

D（#10）:

连接螺栓直径:

8.590mm

采用S（#1G）+S（#1W）+0.5S（#1E）组合

N（#31wk）:

连接处风荷载总值（N）:

N（#31wk）=W（#1k）×B×H（#4sjcg）×1000

=1.483×1.350×3.600×1000

=7207.380N

连接处风荷载设计值（N）:

N（#21w）=1.4×N（#31wk）

=1.4×7207.380

=10090.332N

N（#31Ek）:

连接处地震作用（N）:

N（#31Ek）=q（#3EAk）×B×H（#4sjcg）×1000

=0.784×1.350×3.600×1000

=3810.240N

N（#21E）:

连接处地震作用设计值（N）:

N（#21E）=1.3×N（#31Ek）

=1.3×3810.240

=4953.312N

N（#11）:

连接处水平总力（N）:

N（#11）=N（#21w）+0.5×N（#21E）

=10090.332+0.5×4953.312

=12566.988N

N（#12）:

连接处自重总值设计值（N）:

N（#22k）=980×B×H（#4sjcg）

=980×1.350×3.600

=4762.800N

N（#12）:

连接处自重总值设计值（N）:

N（#12）=1.2×N（#22k）

=1.2×4762.800

=5715.360N

N:

连接处总合力（N）:

N=（N（#11）^2+N（#12）^2）^0.5

=（12566.988^2+5715.360^2）^0.5

=13805.598N

N（#2vb）:

螺栓的承载能力:

N（#1v）:

连接处剪切面数:

2

N（#2vb）=2×3.14×D（#10）^2×130/4（GBJ17-887.2.1-1）

=2×3.14×8.590^2×130/4

=15060.151N

N（#3um1）:

立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:

N（#3um1）=N/N（#2vb）

=13805.598/15060.151

=0.917个

取2个

N（#3cbl）:

立梃型材壁抗承压能力（N）:

D（#12）:

连接螺栓直径:

10.000mm

N（#1v）:

连接处剪切面数:

4

t:

立梃壁厚:

5.000mm

N（#3cbl）=D（#12）×2×120×t×N（#3um1）（GBJ17-887.2.1）

=10.000×2×120×5.000×2.000

=24000.000N

24000.000N≥13805.598N

强度可以满足

N（#3cbg）:

钢角码型材壁抗承压能力（N）:

N（#3cbg）=D（#12）×2×267×L（#3ct2）×N（#3um1）（GBJ17-887.2.1）

=10.000×2×267×6.000×2.000

=64080.000N

64080.000N≥13805.598N

强度可以满足

五、幕墙预埋件总截面面积计算

幕墙预埋件计算:

（第1处）

本工程预埋件受拉力和剪力

V:

剪力设计值:

V=N（#12）

=5715.360N

N:

法向力设计值:

N=N（#11）

=12566.988N

M:

弯矩设计值（N·mm）:

e（#12）:

螺孔中心与锚板边缘距离:

50.000mm

M=V×e（#12）

=5715.360×50.000

=285768.000N·m

N（#3um1）:

锚筋根数:

4根

锚筋层数:

2层

K（#1r）:

锚筋层数影响系数:

1.000

关于混凝土：

混凝土标号C30

混凝土强度设计值:

f（#1c）=15.000N/mm^2

按现行国家标准≤混凝土结构设计规范≥GBJ10采用。

选用一级锚筋

锚筋强度设计值:

f（#1y）=210.000N/mm^2

d:

钢筋直径:

Φ12.000mm

α（#1v）:

钢筋受剪承载力系数:

α（#1v）=（4-0.08×d）×（f（#1c）/f（#1y））^0.5

=（4