别墅外墙干挂石材工程石材幕墙设计计算书doc.docx

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别墅外墙干挂石材工程石材幕墙设计计算书

南山碧桂园一期别墅工程石材幕墙（墙角区）设计计算书设计校对审核批准福建凤凰山装饰工程有限公司年月日目录Ⅰ.设计依据3Ⅱ.基本计算公式8Ⅲ.工程信息概述111工程所在地区信息112板材选用信息113型材选用信息11

一、风荷载计算121板块风载荷计算（直接承受风载荷）122支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷）13

二、板强度校核131石材板强度校核132石材板剪应力校核143挂钩剪应力校核14

三、幕墙立柱计算151荷载计算152选用立柱型材的截面特性163幕墙立柱的强度计算164幕墙立柱的刚度计算175立柱抗剪计算18

四、立柱与主结构连接191连接处荷载计算192连接处焊缝的强度计算203立柱连接伸缩缝计算20

五、幕墙后锚固连接设计计算201后锚固载荷计算212锚栓钢材受拉破坏承载力233混凝土锥体受拉破坏承载力244混凝土劈裂破坏承载力255锚栓钢材受剪破坏承载力256混凝土楔形体受剪破坏承载力257混凝土剪撬破坏承载力258拉剪复合受力承载力26

六、幕墙预埋件焊缝计算261焊缝截面参数计算262焊缝强度计算27

七、幕墙横梁计算281选用横梁型材的截面特性282幕墙横梁的强度计算283幕墙横梁的抗剪强度计算304幕墙横梁的刚度计算31

八、横梁与立柱连接件计算321连接部位荷载计算322连接处焊缝的强度计算33附录材料力学性能34南山碧桂园一期别墅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CECS1272001点支式玻璃幕墙支承装置JG138-2010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钢结构设计规范GB50017-2003小单元建筑幕墙JG/T216-2007建筑幕墙工程技术规范DGJ08-56-2012金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2010②建筑设计规范工程抗震术语标准JGJ/T97-2011工程网络计划技术规程JGJ/T121-99混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2013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JGJ129-2012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CECS1542003建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002公共建筑节能设计标准GB50189-2005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CECS1802005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CECS1582004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JGJ75-2012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国标委服务函[2008]57号第1号修改单GB18306-2001中国地震烈度表GB/T17742-2010建筑制图标准GB/T50104-2010钢结构焊接规范GB50661-2011混凝土结构加固设计规范GB50327-2006钢结构工程施工规范GB50755-2012高层民用建筑设计防火规范2005年版GB50045-95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JGJ3-2010高处作业吊蓝GB19155-2003擦窗机GB19154-2003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JG/T175-2011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GB5237.6-2012铝及铝合金彩色涂层板、带材YS/T431-2009一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/T437-2009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/T16474-2011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/T23443-2009④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铝幕墙板、板基YS/T429.1-2000铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板YS/T429.2-2012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/T18600-2009天然大理石荒料JC/T202-2011天然大理石建筑板材GB/T19766-2005天然花岗石荒料JC/T204-2011天然花岗石建筑板材GB/T18601-2009天然花岗石板材GB/T18601-2009天然石材统一编号GB/T17670-2008天然饰面石材术语GB/T13890-2008建筑装饰工程石材应用技术规范DB11/T512-2007微晶玻璃陶瓷复合砖JC/T994-2006超薄天然石材复合板JC/T1049-2007建筑幕墙用陶板JG/T324-2011建筑装饰用石材蜂窝复合板JG/T328-2011建筑幕墙用氟碳铝单板制品JG331-2011纤维增强水泥外墙装饰挂板JC/T2085-2011建筑用泡沫铝板JG/T359-2012金属装饰保温板JG/T360-2012外墙保温用锚栓JG/T366-2012聚碳酸酯（PC）中空板JG/T166-2012聚碳酸酯（PC）实心板JG/T347-2012⑤钢材规范钢铁牌号表示方法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钢分类GB/T13304.1、2-2008不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T3280-2007不锈钢冷加工钢棒GB/T4226-2009不锈钢热轧钢板和钢带GB/T4237-2007不锈钢丝GB/T4240-2009建筑绝热用玻璃棉制品GB/T17795-2008建筑用不锈钢绞线JG/T200-2007不锈钢小直径无缝钢管GB/T3090-2000彩色涂层钢板及钢带GB/T12754-2006低合金钢焊条GB/T5118-2012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/T0961997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冷拔无缝异形钢管GB/T3094-2012碳钢焊条GB/T5117-2012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/T14370-2007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/T234-2008⑥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/T5574-2008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PFGB/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/T529-2008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/T531-2008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/T1022-2007⑦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/T3098.1-2010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/T3884-2005铝合金门插锁QB/T3885-19992009平开铝合金窗把手QB/T3886-19992009铝合金撑挡QB/T3887-19992009铝合金窗不锈钢滑撑QB/T3888-19992009铝合金门窗拉手QB/T3889-19992009铝合金窗锁QB/T3900-19992009铝合金门锁QB/T3901-19992009推拉铝合金门用滑轮QB/T3902-19992009闭合器QB/T3893-19992009外装门锁QB/T2473-2009弹子插芯门锁GB/T2474-2009叶片门锁QB/T2475-2009球型门锁QB/T2476-2009铜合金铸件GB/T13819-1992锌合压铸件GB/T13821-2009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铝合金门窗工程技术规范JGJ/T214-2010⑧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/T7106-2008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/T7108-2008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/T228-2010Ⅱ.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WkβzμsμzW0（GB500098.1.1-1）2当计算围护结构时Wkβgzμs1μzW0（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βgz12gI10Z/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βgz10.6Z/10-0.12B类场地βgz10.7Z/10-0.15C类场地βgz11.15Z/10-0.22D类场地βgz11.95Z/10-0.30μz---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μz1.284Z/100.24B类场地μz1.000Z/100.30C类场地μz0.544Z/100.44D类场地μz0.262Z/100.60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μzZ/100.30W0---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qEAkβEαmaxGAK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0.040.080.120.160.240.32罕遇地震0.280.500.720.901.201.40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GB502232008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αmax0.04设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度αmax0.08设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度αmax0.12设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度αmax0.16设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度αmax0.24设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度αmax0.32设计基本地震加速度为0.60g，抗震设防烈度9度αmax0.45GAK---幕墙构件的自重N/m24.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≤Rb.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,limdf---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SγGSGKγwψwSWKγEψESEK2无地震作用效应组合时，应按下式进行SγGSGKψwγwSWKS---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，其分项系数γG的取值不应大于1.0。

可变作用的组合系数应按下列规定采用①一般情况下，风荷载的组合系数ψW应取1.0，地震作用于的组合系数ψE应取0.5。

②对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数ψW应取1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6永久荷载的效应起控制作用时。

幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应的组合。

Ⅲ.工程信息概述1工程所在地区信息幕墙类型石材幕墙工程所在地区毕节基本风压0.300kN/m2地面粗糙度类别B类抗震设防烈度6度设计基本地震加速度0.05g设计地震分组第1组抗震设防类别标准设防类标准反应谱法水平地震影响系数最大值αmax取为0.042板材选用信息板材料石材石材名称MU110石材板规格900.0mm600.0mm石材板厚度30.0mm石材板支撑形式短槽式3型材选用信息立柱型材类型单一型材立柱型材号槽8立柱材料牌号Q235d16立柱安装方式吊挂式,角码连接立柱计算模型简支单跨梁后锚固连接类型扩孔型锚栓横梁型材类型单一型材横梁型材号角钢L5*4横梁材料牌号Q235d16横梁受力方式均布受力横梁立柱连接形式焊缝连接

一、风荷载计算标高为14.5m处风荷载计算W0基本风压W00.30kN/m2βgz14.5m高处阵风系数按B类区计算GB50009-2012βgz10.7Z/10-0.151.662μz14.5m高处风压高度变化系数按B类区计算GB50009-2012μzZ/100.3014.5/100.301.118μsl局部风压体型系数墙角区1板块风载荷计算（直接承受风载荷）板块（第1处）该处局部风压体型系数μsl1.600μsl-1.400-0.2-1.600该处局部风压体型系数μsl1.600其