重庆某蜂窝铝板幕墙设计计算书

重庆某蜂窝铝板幕墙设计计算书基本参数:重庆地区抗震6度设防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《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-1997《铝塑复合板》GB/T17748《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JC133-2000《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001Ⅱ.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;昆亚公司菜元坝改造项目按C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2风荷载计算公式:Wk=βgz×μz×μs×W0其中:Wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz---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:βgz=K(1+2μf)其中K为地区粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地:βgz=0.92*(1+2μf)其中：μf=0.387*(Z/10)-0.12B类场地:βgz=0.89*(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地:βgz=0.85*(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地:βgz=0.80*(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3μz---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:μz=1.379×(Z/10)0.24B类场地:μz=(Z/10)0.32C类场地:μz=0.616×(Z/10)0.44D类场地:μz=0.318×(Z/10)0.60本工程属于C类地区,故μz=0.616×(Z/10)0.44μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取为：1.2W0---基本风压,按全国基本风压图,重庆地区取为0.400kN/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,按相应设防烈度取定:6度:αmax=0.047度:αmax=0.088度:αmax=0.169度:αmax=0.32重庆设防烈度为6度,故取αmax=0.040GAK---幕墙构件的自重(N/m2)(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：γGSG+γwφwSw+γEφESE+γTφTST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:qk=Wk+0.5qEAk水平荷载设计值:q=1.4Wk+0.5×1.3qEAk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1.35b.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0.9②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31、标高为76.5m处风荷载计算(1).风荷载标准值计算:Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz:76.500m高处阵风系数(按C类区计算):μf=0.734×(Z/10)-0.22＝0.469βgz=0.85×(1+2μf)=1.648μz:76.500m高处风压高度变化系数(按C类区计算):(GB50009-2001)μz=0.616×(Z/10)0.44=1.508风荷载体型系数μs=1.20Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=1.648×1.508×1.2×0.400=1.193kN/m2(2).风荷载设计值:W:风荷载设计值:kN/m2rw: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=rw×Wk=1.4×1.193=1.670kN/m2二、B板强度校核:B板强度校核:(第1处)校核依据：σ=M/W=6×m×q×L2×η/t2≤fa=10.500N/mm2Lx:B板宽度:1.200mLy:B板长度:1.100mL:B板短边长度:1.100mm:弯矩系数t:金属板厚度:10.0mmWk:风荷载标准值:1.193kN/m2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAK=5×0.040×220.000/1000=0.044kN/m2荷载设计值为：q=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk=1.699kN/m2m1:弯矩系数,按短边与长边的边长比(1.100/1.200=0.917)查表得:0.043m0:弯矩系数,按短边与长边的边长比(1.100/1.200=0.917)查表得:0.084θ=Wk×L4×109/Et4=4.99η:折减系数，按θ=4.99查表得:1.00B板所受最大弯矩应力值为:4σ=6×m1×q×L2×103×η/t2=5.317N/mm25.317N/mm2≤10.500N/mm2强度可以满足要求B板挠度校核:校核依据:ｆ/L≤1/100f1:挠度系数,按短边与长边的边长比(1.100/1.200=0.917)查表得:0.003Lx:B板宽度:1.200mLy:B板长度:1.100mL:B板短边长度:1.100mt:板厚度:10.0mmE:弹性模量:35000.000N/mm2v:泊松比:0.250荷载标准值为：qK=Wk+0.5×qEAkqK=1.193+0.5×0.044=1.215D:板弯曲刚度:D=E×t3/12/(1-v2)/100000=31.111板挠度:U=104×f1×qK×L4×η/D=1.630mm板挠度与边长比值:Du=U/L/1000=0.0010.001≤1/100B板挠度可以满足要求三、C板强度校核:C板强度校核:(第1处)校核依据：σ=M/W=6×m×q×L2×η/t2≤fa=10.500N/mm2Lx:C板宽度:1.200mLy:C板高度:1.100mL:C板短边长:1.100mt:金属板厚度:10.0mmWk:风荷载标准值:1.193kN/m2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAK=5×0.040×220.000/1000=0.044kN/m2荷载设计值为：q=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk=1.699kN/m25m1:弯矩系数,按短边与长边的边长比(1.100/1.200=0.917)查表得:0.045m0:弯矩系数,按短边与长边的边长比(1.100/1.200=0.917)查表得:0.074θ=Wk×L4×109/Et4=4.99η:折减系数，按θ=4.99查表得:1.00C板所受的最大弯矩应力值为:=5.536N/mm25.536N/mm2≤10.500N/mm2强度可以满足要求C板挠度校核:校核依据:ｆ/L≤1/100f1:挠度系数,按短边与长边的边长比(1.100/1.200=0.917)查表得:0.002Wk:风荷载标准值:1.193kN/m2Lx:C板宽度:1.200mLy:C板高度:1.100mL:C板短边长:1.100mt:板厚度:10.0mmE:弹性模量:35000.000N/mm2v:泊松比:0.250荷载标准值为：qK=Wk+0.5×qEAkqK=1.193+0.5×0.044=1.215D:板弯曲刚度:D=E×t3/12/(1-v2)/100000=31.111板挠度:U=104×f1×qK×L4×η/D=1.206mm板挠度与边长比值:Du=U/L/1000=0.0010.001≤1/100C板挠度可以满足要求四、支座强度校核:1.支座校核依据：根据一根肋两侧相邻两板格的支承情况，先求肋两侧的支座弯矩，平均后为计算支座弯矩：M支=(M支(i)+M支(j))/2对支座强度校核(以X方向为例)：σ=M支/W=(M支(i)+M支(j))/2W=(mxi×q×Lx×Li2+mxj×q×Lx×Lj2)/2/(Lx×t2/6)6=3×(mxi×q×Li2+mxj×q×Lj2)/t22.支座强度校核：B,C之间：肋侧B板格支座弯矩Mbx=mx×q×Lx×Lb2=0.075KN·m肋侧C板格支座弯矩Mcx=mx×q×Lx×Lc2=0.183KN·m支座弯矩:M=(Mbx+Mcx)/2=0.129KN·m截面抗弯矩：W=1000×Lx×t2/6=12800.000mm3平行肋支座强度:σ=106×M/W=10.069N/mm210.069N/mm2≤10.500N/mm2支座强度满足要求五、固定片（压板）计算:固定片（压板）计算:(第1处)Wfg_x:计算单元总宽为1200.0mmHfg_y:计算单元总高为3300.0mmHyb1:压板上部分高为350.0mmHyb2:压板下部分高为350.0mmWyb:压板长为40.0mmHyb:压板宽为40.0mmByb:压板厚为6.0mmDyb:压板孔直径为6.0mmWk:作用在幕墙上的风荷载标准值为1.193(kN/m2)qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用为0.044(kN/m2)A:每个压板承受作用面积(m2)A=(Wfg_x/1000/2)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2=(1.2000/2)×(0.3500+0.3500)/2=0.2100(m2)Pwk:每个压板承受风荷载标准值(KN)Pwk=Wk×A=1.193×0.2100=0.251(KN)Pw:每个压板承受风荷载设计值(KN)Pw=1.4×Pwk=1.4×0.251=0.351(KN)Mw:每个压板承受风荷载产生的最大弯矩(KN.M)Mw=1.5×Pw×(Wyb/2)=1.5×0.351×(0.0400/2)=0.011(KN.M)Pek:每个压板承受地震作用标准值(KN)Pek=qEAk×A=0.044×0.2100=0.009(KN)Pe:每个压板承受地震作用设计值(KN)Pe=1.3×Pek=1.3×0.009=0.012(KN)Me:每个压板承受地震作用产生的最大弯矩(KN.M)7Me=1.5×Pe×(Wy