xx區(qū)政府機關大院石材幕墻設計計算書 基本參數(shù): xx地區(qū) 抗震6度設防 Ⅰ.設計依據(jù): 《建筑結構荷載規(guī)范》 GBJ9-87 《鋼結構設計規(guī)范》 GBJ17-88 《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ102-96 《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ133-2001 《建筑幕墻》 JG3035-96 《建筑結構靜力計算手冊》 （第二版） 《建筑幕墻物理性能分級》 GB/T15225-94 《鋁及鋁合金陽極氧化，陽極氧化膜的總規(guī)范》 GB8013 《鋁及鋁合金加工產(chǎn)品的化學成份》 GB/T3190 《碳素結構鋼》 GB700-88 《硅酮建筑密封膠》 GB/T14683-93 《建筑幕墻風壓變形性能檢測方法》 GB/T15227 《建筑幕墻雨水滲漏形性能檢測方法》 GB/T15228 《建筑幕墻空氣滲透形性能檢測方法》 GB/T15226 《建筑結構抗震規(guī)范》 GBJ11-89 《建筑設計防火規(guī)范》 GBJ16-87（修訂本） 《高層民用建筑設計防火規(guī)范》 GB50045 《建筑物防雷設計規(guī)范》 GB50057-94 《鋁合金建筑型材》 GB/T5237-93 《民用建筑隔聲設計規(guī)范》 GBJ118-88 《民用建筑熱工設計規(guī)范》 GB50176-93 《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》 GBJ19-87 《優(yōu)質碳素結構鋼技術條件》 GB699-88 《低合金高強度結構鋼》 GB1579 《不銹鋼棒》 GB1220 《不銹鋼冷加工鋼棒》 GB4226 《聚硫建筑密封膠》 JC483-92 《鋁及鋁合金板材》 GB3380-97 《不銹鋼冷軋鋼板》 GB3280-92 《不銹鋼熱軋鋼板》 GB4237-92 《建筑幕墻窗用彈性密封劑》 JC485-92 Ⅱ.基本計算公式: (1).場地類別劃分: 根據(jù)地面粗糙度,場地可劃分為以下類別: A類近海面,海島,海岸,湖岸及沙漠地區(qū); B類指田野,鄉(xiāng)村,叢林,丘陵以及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū); C類指有密集建筑群的大城市市區(qū); xx區(qū)政府機關大院按B類地區(qū)計算風壓 (2).風荷載計算: 風荷載計算公式: Wk=鈠嘴z嘴s譝0 其中: Wk---作用在幕墻上的風荷載標準值(kN/m^2) 鈠---瞬時風壓的陣風系數(shù)取為 2.25 靭---風壓高度變化系數(shù),按《建筑結構荷載規(guī)范》GBJ9-87取定, 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算: A類場地: 靭=1.3792(Z/10)^0.24 B類場地: 靭=(Z/10)^0.32 C類場地: 靭=0.7132(Z/10)^0.40 本工程屬于B類地區(qū),故靭=(Z/10)^0.32 靤---風荷載體型系數(shù),按 1.5 取用 W0---基本風壓,按全國基本風壓圖,xx地區(qū)取為0.650KN/m^2, (3).地震作用計算: qEAk=釫揍max譍AK 其中: qEAk)--水平地震作用標準值 釫---動力放大系數(shù),按 5.0 取定 醡ax)--水平地震影響系數(shù)最大值,按相應設防烈度取定: 6度: 醡ax=0.04 7度: 醡ax=0.08 8度: 醡ax=0.16 9度: 醡ax=0.32 xx設防烈度為6度,故取醡ax=0.040 GAK---幕墻構件的自重(N/m^2) (4).荷載組合: 水平荷載標準值: qk=Wk+0.6qEAk 水平荷載設計值: q=1.4Wk+0.6×1.3qEAk 荷載和作用效應組合的分項系數(shù),按以下規(guī)定采用: A、承載力計算時: 重力荷載: 1.2 風荷載: 1.4 地震作用: 1.3 B、撓度和變形計算時: 重力荷載: 1.0 風荷載: 1.0 地震作用:1.0 荷載和作用效應組合的組合系數(shù),按以下規(guī)定采用: 第一個可變荷載按1.0取用 第二個可變荷載按0.6取用 一、風荷載計算 1、標高為17.250處風荷載計算 (1). 風荷載標準值計算: Wk: 作用在幕墻上的風荷載標準值(kN/m^2) 靭: 17.250m高處風壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計算): (GBJ9-87 6.2.1) 靭=(Z/10)^0.32=1.191 Wk=鈠嘴z嘴s譝0 (JGJ102-96 5.2.2) =2.2521.19121.520.650 =2.612 kN/m^2 (2). 風荷載設計值: W: 風荷載設計值: kN/m^2 rw: 風荷載作用效應的分項系數(shù)：1.4 按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ 102-96 5.1.6條規(guī)定采用 W=rw×Wk=1.4×2.612=3.657kN/m^2 2、標高為15.250處風荷載計算 (1). 風荷載標準值計算: Wk: 作用在幕墻上的風荷載標準值(kN/m^2) 靭: 15.250m高處風壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計算): (GBJ9-87 6.2.1) 靭=(Z/10)^0.32=1.145 Wk=鈠嘴z嘴s譝0 (JGJ102-96 5.2.2) =2.2531.14531.530.650 =2.511 kN/m^2 (2). 風荷載設計值: W: 風荷載設計值: kN/m^2 rw: 風荷載作用效應的分項系數(shù)：1.4 按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ 102-96 5.1.6條規(guī)定采用 W=rw×Wk=1.4×2.511=3.515kN/m^2 二、板強度校核: 石材校核: (第1處) 1.石材強度校核 校核依據(jù)：蟆躘骫=3.600N/mm^2 a: 短邊長度: 0.600m b: 長邊長度: 0.900m t: 石材厚度: 30.0mm m1: 四角支承板彎矩系數(shù), 按短邊與長邊的邊長比(a/b=0.667) 查表得: 0.034 Wk: 風荷載標準值: 2.612kN/m^2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk):垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 (kN/m^2) qEAk=5×0.040×600.000/1000 =0.072kN/m^2 荷載組合設計值為： Sz=1.4×Wk+1.3×0.6×qEAk =3.713kN/m^2 應力設計值為： 3=6譵1譙z譩^2310^3/t^2 =630.03433.71330.900^2310^3/30.0^2 =0.684N/mm^2 0.684N/mm^2≤3.600N/mm^2 強度可以滿足要求 2.石材剪應力校核 校核依據(jù): 鬽ax≤[鬩 3:石板中產(chǎn)生的剪應力設計值(N/mm^2) n:一個連接邊上的掛鉤數(shù)量: 4 t:石板厚度: 30.0mm d:槽寬: 6.0mm s:槽底總長度: 100.0mm 3:系數(shù),取1.30 對邊開槽 3=Sz譨譩租31000/[n3(t-d)譻] =0.136N/mm^2 0.136N/mm^2≤1.800N/mm^2 石材抗剪強度可以滿足 3.掛鉤剪應力校核 校核依據(jù): 鬽ax≤[鬩 4:掛鉤剪應力設計值(N/mm^2) Ap:掛鉤截面面積: 19.600mm^2 n:一個連接邊上的掛鉤數(shù)量: 4 對邊開槽 4=Sz譨譩租41000/(2譶譇p) =16.623N/mm^2 16.623N/mm^2≤125.000N/mm^2 掛板抗剪強度可以滿足 三、幕墻立柱計算: 幕墻立柱計算: (第1處) 幕墻立柱按簡支梁力學模型進行設計計算： 1. 選料: (1)風荷載線分布最大荷載集度設計值(矩形分布) qw: 風荷載線分布最大荷載集度設計值(kN/m) rw: 風荷載作用效應的分項系數(shù)：1.4 Wk: 風荷載標準值: 2.511kN/m^2 B: 幕墻分格寬: 0.685m qw=1.4×Wk×B =1.4×2.511×0.685 =2.408kN/m (2)立柱彎矩: Mw: 風荷載作用下立柱彎矩(kN·m) qw: 風荷載線分布最大荷載集度設計值: 2.408(kN/m) Hsjcg: 立柱計算跨度: 4.100m Mw=qw×Hsjcg^2/8 =2.408×4.100^2/8 =5.060kN·m qEA: 地震作用設計值(KN/M^2): GAk: 幕墻構件(包括板塊和鋁框)的平均自重: 650N/m^2 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用: qEAk):垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 (kN/m^2) qEAk=5×0.040×650.000/1000 =0.130kN/m^2 鉋: 幕墻地震作用分項系數(shù): 1.3 qEA=1.3×qEAk) =1.3×0.130 =0.169kN/m^2 qE：水平地震作用線分布最大荷載集度設計值(矩形分布) qE=qEA×B =0.169×0.685 =0.116kN/m ME: 地震作用下立柱彎矩(kN·m): ME=qE×Hsjcg^2/8 =0.116×4.100^2/8 =0.243kN·m M: 幕墻立柱在風荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(kN·m) 采用Sw+0.6SE組合 M=Mw+0.6×ME =5.060+0.6×0.243 =5.206kN·m (3)W: 立柱抗彎矩預選值(cm^3) W=M×10^3/1.05/215.0 =5.206×10^3/1.05/215.0 =58.883cm^3 qwk: 風荷載線分布最大荷載集度標準值(kN/m) qwk=Wk×B =2.511×0.685 =1.720kN/m qEk: 水平地震作用線分布最大荷載集度標準值(kN/m) qEk=0.130×0.685 =0.089kN/m (4)I1,I2: 立柱慣性矩預選值(cm^4) I1=900×(qwk+0.6×qEk)×Hsj