干挂石材幕墙计算书

干挂石材幕墙设计计算书基本参数:XX地区基本风压0.650kN/m2抗震设防烈度7度设计基本地震加速度0.10gⅠ.设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《建筑幕墙》JG3035-1996《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《铝合金建筑型材基材》GB/T5237.1-2004《铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材》GB/T5237.2-2004《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《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000《浮法玻璃》GB11614-1999《钢化玻璃》GB/T9963-1998《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999《建筑结构静力计算手册(第二版)》《BKCADPM集成系统(BKCADPM2006版)》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。本工程按B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版)规定采用风荷载计算公式:Wk=βgz×μs×μz×W0（7.1.1-2）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(2006版)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(2006版)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)0.24B类场地:μz=1.000×(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B类地区,故μz=1.000×(Z/10)0.32μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)第7.3.3条取为：-1.2W0---基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，大连地区取为0.650kN/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αmax0.040.08(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大连设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度为7度，故取αmax=0.08GAK---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≤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：S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK2无地震作用效应组合时，应按下式进行：S=γGSGK+ψwγwSWKS---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.材料力学性能:材料力学性能，主要参考JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》。(1).玻璃的强度设计值应按表5.2.1的规定采用。表5.2.1玻璃的强度设计值fg(N/mm2)种类厚度（mm）大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃5～1228.019.515～1924.017.0≧2020.014.0钢化玻璃5～1284.058.815～1972.050.4≧2059.041.3注：1.夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采用的玻璃类型确定；2.当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的3倍时，表中数值应根据实测结果予于调整；3.半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的2倍。当半钢化玻璃的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的2倍时，其设计值应根据实测结果予于调整；4.侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。(2).铝合金型材的强度设计值应按表5.2.2的规定采用。表5.2.2铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）铝合金牌号状态壁厚（mm）强度设计值fa抗拉、抗压抗剪局部承压6061T4不区分85.549.6133.0T6不区分190.5110.5199.06063T5不区分85.549.6120.0T6不区分140.081.2161.06063AT5≦10124.472.2150.0〉10116.667.6141.5T6≦10147.785.7172.0〉10140.081.2163.0(3).钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017-2003的规定采用，也可按表5.2.3采用。表5.2.3钢材的强度设计值fs（N/mm2）钢材牌号厚度或直径d（mm）抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d≤1621512532516＜d≤4020512040＜d≤60200115Q345d≤1631018040016＜d≤3529517035＜d≤50265155注：表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.(4).玻璃幕墙材料的弹性模量可按表5.2.8的规定采用。表5.2.8材料的弹性模量E（N/mm2）材料E玻璃0.72ｘ105铝合金0.70ｘ105钢、不锈钢2.06ｘ105消除应力的高强钢丝2.05ｘ105不锈钢绞线1.20ｘ105～1.50ｘ105高强钢绞线1.95ｘ105钢丝绳0.80ｘ105～1.00ｘ105注：钢绞线弹性模量可按实测值采用。(5).玻璃幕墙材料的泊松比可按表5.2.9的规定采用。表5.2.9材料的泊松比υ材料υ材料υ玻璃0.20钢、不锈钢0.30铝合金0.33高强钢丝、钢绞线0.30(6).玻璃幕墙材料的线膨胀系数可按表5.2.10的规定采用。表5.2.10材料的线膨胀系数α(1/℃)材料α材料α玻璃0.80×10-5～1.00×10-5不锈钢板1.80×10-5铝合金2.35×10-5混凝土1.00×10-5铝材1.20×10-5砌砖体0.50×10-5(7).玻璃幕墙材料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采用。表5.3.1材料的重力密度γg（kN/m3)材料γg材料γg普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃25.6矿棉1.2~1.5玻璃棉0.5~1.0钢材78.5岩棉0.5~2.5铝合金28.0一、风荷载计算标高为37.9m处风荷载计算(1).风荷载标准值计算:W0:基本风压W0=0.65kN/m2βgz:37.9m高处阵风系数(按B类区计算)βgz=0.89×[1+(Z/10)-0.16]=1.609μz:37.9m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2001(2006版))μz=1.000×(Z/10)0.32=1.000×(37.9/10)0.32=1.532μs:风荷载体型系数μs=-1.20Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001(2006版))=1.609×1.532×1.2×0.650=1.923kN/m2(2).风荷载设计值:W:风荷载设计值(kN/m2)γw: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=γw×Wk=1.4×1.923=2.692kN/m2二、板强度校核:1.石材强度校核用级石材，其抗弯强度标准值为：8.0N/mm2石材抗弯强度设计值：3.70N/mm2石材抗剪强度设计值：1.90N/mm2校核依据：σ≤[σ]=3.700N/mm2Ao:石板短边长：0.600mBo:石板长边长：1.100ma:计算石板抗弯所用短边长度:0.600mb:计算石板抗弯所用长边长度:0.900mt:石材厚度:25.0mmGAK:石板自重=700.00N/mm2m1:四角支承板弯矩系数,按短边与长边的边长比(a/b=0.667)查表得:0.1383Wk:风荷载标准值:1.923kN/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=5×0.080×700.000/1000=0.280kN/m2荷载组合设计值为：Sz=