冠县公安局120幕墙设计计算书.docx

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冠县公安局120幕墙设计计算书

冠县公安局民警训练中心

全隐框幕墙

设计计算书

设计：

校对：

审核：

批准：

聊城市鑫迪幕墙装饰有限公司2011年11月22日

冠县公安局民警训练中心全隐框幕墙设计计算书

基本参数:

聊城地区基本风压0.450kN/m2

抗震设防烈度7度设计基本地震加速度0.05g

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》JGJ113-2003

《建筑瓷板装饰工程技术规范》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》GB50010-2002

《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》GB6566-2001

《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》GB50009-2001（2006年版）

《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》GB50223-2004

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）

《建筑设计防火规范》GB50016-2006

《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002

《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88

《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》JGJ134-2001

《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》JGJ85-2002

《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》GB5237.6-2005

《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

《建筑用隔热铝型材-穿条式》JG/T175-2005

《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

《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/T202-2009

《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005

《天然花岗石荒料》JC/T204-2009

《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

《天然饰面石材术语》GB/T13890-2008

⑤玻璃规范：

《镀膜玻璃第1部分：

阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2002

《镀膜玻璃第2部分：

低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002

《防弹玻璃》GB17840-1999

《浮法玻璃》GB11614-1999

《夹层玻璃》GB/T9962-1999

《建筑用安全玻璃第1部分：

防火玻璃》GB15763.1-2009

《建筑用安全玻璃第2部分：

钢化玻璃》GB15763.2-2005

《建筑用安全玻璃第3部分：

夹层玻璃》GB15763.3-2009

《建筑用安全玻璃第3部分：

均质钢化玻璃》GB15763.4-2009

《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999

《普通平板玻璃》GB4871-1995

《热弯玻璃》JC/T915-2003

《压花玻璃》JC/T511-2002

《中空玻璃》GB/T11944-2002

《着色玻璃》GB/T18701-2002

《半钢化玻璃》GB19841-2009

《建筑绝热用玻璃制品》GB/T17795-2008

⑥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

《不锈钢和耐热钢冷轧钢带》GB/T4239-1991

《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-1984

《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007

《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007

《不锈钢丝》GB/T4240-93

《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

《彩色涂层钢板和钢带》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

《高耐候结构钢》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》JBJ102

《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》GB/T912-1989

《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

⑦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

《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006

《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》JC/T883-2001

《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

⑧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

《铝合金窗》GB/T8479-2003

《铝合金门》GB/T8478-2003

《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/T15114-1994

《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

⑨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

《彩色涂层钢板和钢带试验方法》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

《建筑外窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2002

《建筑外窗采光性能分级及检测方法》GB/T11976-2002

《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2002

《建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法》GB/T8485-2002

《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

《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》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。

本工程为：

冠县公安局民警训练中心，按C类地区计算风荷载。

（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》GB50009-2001（2006年版）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（GB500097.1.1-1）

2当计算围护结构时

Wk=βgzμs1μzW0（GB500097.1.1-2）

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》GB50009-2001第7.5.1条取定。

根据不同场地类型,按以下公式计算:

βgz=K（1+2μf）

其中K为地区粗糙度调整系数，μf为脉动系数。

经化简，得：

A类场地:

βgz=0.92×[1+35-0.072×（Z/10）-0.12]

B类场地:

βgz=0.89×[1+（Z/10）-0.16]

C类场地:

βgz=0.85×[1+350.108×（Z/10）-0.22]

D类场地:

βgz=0.80×[1+350.252×（Z/10）-0.30]

μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第7.2.1条取定。

根据不同场地类型,按以下公式计算:

A类场地:

μz=1.379×（Z/10）0.24

B类场地:

μz=1.000×（Z/10）0.32

C类场地:

μz=0.616×（Z/10）0.44

D类场地:

μz=0.318×（Z/10）0.60

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）第7.3.3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7.3.1采用；

2.负压区

—对墙面，取-1.0

—对墙角边，取-1.8

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，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2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（10）-μs1

（1）]logA

本工程属于C类地区,故μz=0.616×（Z/10）0.44

W0---基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，聊城地区取为0.450kN/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，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定:

αmax选择可按JGJ102-2003中的表5.3.4进行。

表5.3.4水平地震影响系数最大值αmax

抗震设防烈度

6度

7度

8度

αmax

0.04

0.08（0.12）

0.16（0.24）

注:

7、8度时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。

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

聊城设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度为6度，故取αmax=0.04

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。

一、风荷载计算

标高为25.0m处风荷载计算

W0:

基本风压

W0=0.45kN/m2

βgz:

25.0m高处阵风系数（按C类区计算）

βgz=0.85×[1+350.108×