點(diǎn)玻鋼管結(jié)構(gòu).doc

點(diǎn)式鋼管結(jié)構(gòu)幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 二六年三月二十九日點(diǎn)式鋼管結(jié)構(gòu)幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：建筑幕墻 JG3035-1996玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ133-2001點(diǎn)支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 CECS127-2001全玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 DBJ/CT014-2001玻璃幕墻光學(xué)性能 GB/T18091-2000建筑幕墻物理性能分級(jí) GB/T15225-94建筑幕墻空氣滲透性能測(cè)試方法 GB/T15226-94建筑幕墻風(fēng)壓變形性能測(cè)試方法 GB/T15227-94建筑幕墻雨水滲透性能測(cè)試方法 GB/T15228-94建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 GB/T18250-2000 建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法 GB/T18575-2001點(diǎn)支式玻璃幕墻支承裝置 JG138-2001吊掛式玻璃幕墻支承裝置 JG139-20012.建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2003冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50018-2002高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ99-98建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GBJ16-87(2001版)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50045-2001建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-2000工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T97-95中國(guó)地震烈度表 GB/T17742-1999建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2001建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2004中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 GB18306-2000采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50019-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50176-93民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ118-88建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001建筑裝飾工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50210-2001建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 JGJ81-2002鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB14907-2002碳鋼焊條 GB/T5117-1995低合金鋼焊條 GB/T5118-1995鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求 YS/T437-20003.鋁材規(guī)范：鋁幕墻板 板基 YS/T429.1-2000鋁幕墻板 氟碳噴漆鋁單板 YS/T429.2-2000鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 YS/T431-2000鋁塑復(fù)合板用鋁帶 YS/T432-2000鋁合金建筑型材 GB/T5237-2000建筑鋁型材 基材 GB/T5237.1-2004建筑鋁型材 陽(yáng)極氧化、著色型材 GB/T5237.2-2004建筑鋁型材 電泳涂漆型材 GB/T5237.3-2004建筑鋁型材 粉末噴涂型材 GB/T5237.4-2004 建筑鋁型材 氟碳漆噴涂型材 GB/T5237.5-2004 變形鋁及鋁合金化學(xué)成份 GB/T3190-1996鋁及鋁合金軋制板材 GB/T3880-1997建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 JG/T133-20004.金屬板及石材規(guī)范：天然花崗石荒料 JC/T204-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然板石 GB/T18600-2001天然花崗石建筑板材 GB/T18601-2001天然大理石建筑板材 JC/T79-2001干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 JC/T887-2001天然飾面石材術(shù)語(yǔ) GB/T13890-92建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001鋁塑復(fù)合板 GB/T17748-1999建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)范 CECS101：98建筑裝飾用微晶玻璃 JC/T872-20005.玻璃規(guī)范：建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2003普通平板玻璃 GB4871-1995浮法玻璃 GB116141999鋼化玻璃 GB/T9963-1998幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 GB/T17841-1999建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001中空玻璃 GB/T11944-2002夾層玻璃 GB9962-1999鍍膜玻璃 第一部分 陽(yáng)光控制鍍膜玻璃 GB/T18915.1-2002鍍膜玻璃 第二部分 低輻射鍍膜玻璃 GB/T18915.2-2002熱反射玻璃 JC693-1998熱彎玻璃 JC/T915-20036.鋼材規(guī)范：不銹鋼棒 GB/T1220-1992不銹鋼冷加工鋼棒 GB/T4226-1984不銹鋼冷扎鋼板 GB/T3280-1992不銹鋼熱扎鋼板 GB/T4237-1992不銹鋼熱扎鋼帶 GB/T5090冷拔異形鋼管 GB/T3094-2000碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-1988優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-1999合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-1999不銹鋼和耐熱鋼冷扎帶鋼 GB/T4239-1991高耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T4171-2000焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼 GB/T4172-2000低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB/T1591-1994碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶 GB/T912-1989碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶 GB/T3274-1988結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管 JBJ102金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 GB/T13912-19927.膠類及密封材料規(guī)范：混凝土接縫用密封膠 JC/T881-2001硅酮建筑密封膠 GB/14683-2003建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB16776-2003聚硫建筑密封膠 JC483-1992中空玻璃用彈性密封劑 JC486- 2001幕墻玻璃接縫用密封膠 JC/T882-2001石材幕墻接縫用密封膠 JC/T883-2001中空玻璃用丁基熱熔密封膠 JC/T914-2003彩色鋼板用建筑密封膠 JC/T884-2001工業(yè)用橡膠板 GB/T5574-1994絕熱用巖棉、礦棉及其制品 GB/T11835-98建筑用防霉密封膠 JC/T885-2001建筑表面用有機(jī)硅防水劑 JC/T902-2002聚氨酯建筑密封膠 JC/T482-20038.門(mén)窗及五金件規(guī)范：鋁合金門(mén) GB/T8478-2003鋁合金窗 GB/T8479-2003建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法 GB/T7106-2002建筑外窗氣密性能分級(jí)及檢測(cè)方法 GB/T7107-2002建筑外窗水密性能分級(jí)及檢測(cè)方法 GB/T7108-2002建筑外窗空氣隔聲性能分級(jí)及檢測(cè)方法 GB/T8485-2002鋁合金門(mén)窗工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范 DBJ15-30-2002建筑外窗采光性能分級(jí)及檢測(cè)方法 GB/T11976-2002地彈簧 GB/T9296-1988平開(kāi)鋁合金窗執(zhí)手 GB/T9298-1988鋁合金窗不銹鋼滑撐 GB/T9300-1988鋁合金門(mén)插銷 GB/T9297-1988鋁合金窗撐擋 GB/T9299-1988鋁合金門(mén)窗拉手 GB/T9301-1988鋁合金窗鎖 GB/T9302-1988鋁合金門(mén)鎖 GB/T9303-1988閉門(mén)器 GB/T9305-1988推拉鋁合金門(mén)窗用滑輪 GB/T9304-1988緊固件 螺栓和螺釘 GB/T5277十字槽盤(pán)頭螺釘 GB/T818-2000緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱 GB3098.1-2000 緊固件機(jī)械性能 螺母 粗牙螺紋 GB3098.2-2000 緊固件機(jī)械性能 螺母 細(xì)牙螺紋 GB3098.4-2000緊固件機(jī)械性能 自攻螺釘 GB3098.5-2000緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 GB3098.6-2000緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺母 GB3098.15-2000 螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積 GB/T16823.1-19979.建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) (第二版)10.土建圖紙：二、基本參數(shù)1.幕墻所在地區(qū)： 北京地區(qū)；2.地面粗糙度分類等級(jí)： 幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001) A類：指近海海面和海島、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鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類地區(qū)考慮。3.抗震烈度： 按照國(guó)家規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)、中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2000)規(guī)定，北京地區(qū)地震基本烈度為8度，地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，水平地震影響系數(shù)最大值為：max=0.16。三、幕墻承受荷載計(jì)算1.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)計(jì)算： wk=gzzsw0 7.1.1-2GB50009-2001上式中： wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：100m； gz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算: gz=K(1+2f) 其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動(dòng)系數(shù) A類場(chǎng)地: gz=0.92(1+2f) 其中：f=0.387(Z/10)-0.12 B類場(chǎng)地: gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C類場(chǎng)地: gz=0.85(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D類場(chǎng)地: gz=0.80(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3對(duì)于C類地區(qū)，100m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.85(1+2(0.734(Z/10)-0.22)=1.6019 z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算: A類場(chǎng)地: z=1.379(Z/10)0.24 當(dāng)Z300m時(shí)，取Z=300m，當(dāng)Z350m時(shí)，取Z=350m，當(dāng)Z400m時(shí)，取Z=400m，當(dāng)Z450m時(shí)，取Z=450m，當(dāng)Z30m時(shí)，取Z=30m；對(duì)于C類地區(qū)，100m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=0.616(Z/10)0.44=1.6966 s：風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)體型位置取1.2； w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行GB50009-2001附表D.4(全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期50年，北京地區(qū)取0.00045MPa； wk=gzzsw0 =1.60191.69661.20.00045 =0.001468MPa 2.垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值： qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)； A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；3.作用效應(yīng)組合：荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； Swk、SEk：分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； G、w、E：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)； w、E：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的G、w、E為分項(xiàng)系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003規(guī)定如下：進(jìn)行幕墻構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)： 重力荷載：G：1.2； 風(fēng) 荷 載：w：1.4； 地震作用：E：1.3；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)； 重力荷載：G：1.0； 風(fēng) 荷 載：w：1.0； 地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)w為1.0； 地震作用的組合系數(shù)E為0.5；四、點(diǎn)式幕墻大面玻璃的計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：100m； 2：分格尺寸：寬高=BH=1500mm1800mm； 3：支撐點(diǎn)間距：寬度方向高度方向=B1H1=1250mm1550mm； 4：玻璃配置：?jiǎn)纹ＡВ摶Ａ?0mm； 5：駁接形式：四點(diǎn)駁接；模型簡(jiǎn)圖為：1.玻璃板塊荷載計(jì)算：(1)玻璃板塊自重： GAk：玻璃板塊單位面積自重(僅指玻璃)(MPa)； t：玻璃板塊厚度(mm)； g：玻璃的體積密度(N/mm3)； GAk=gt =0.000025610 =0.000256MPa(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(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； GAk：玻璃單位面積自重(MPa)； qEAk=EmaxGAk 5.2.5JGJ133-2001 =5.00.160.000256 =0.000205MPa(3)作用在玻璃上的風(fēng)荷載及地震作用荷載組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1JGJ102-2003 q=1.4wk+0.51.3qEAk =1.40.001468+0.51.30.000205 =0.002188MPaSw+0.5SE標(biāo)準(zhǔn)值組合： qk=wk+0.5qEAk =0.001468+0.50.000205 =0.00157MPa用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1JGJ102-2003 wk=0.001468MPa2.玻璃的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：fg ：玻璃的計(jì)算參數(shù)； ：玻璃的折減系數(shù)； qk：作用在玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； b：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； E：玻璃的彈性模量(MPa)； t：玻璃厚度(mm)； =qkb4/Et4 6.1.2-3JGJ102-2003 =0.0015715504/72000/104 =12.586按系數(shù)，查表6.1.2-2JGJ102-2003，=0.95； ：玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)； q：作用在幕墻玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)； b：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； t：玻璃厚度(mm)； m：玻璃彎矩系數(shù), 取m=0.1424； =6mqb2/t2 6.1.2JGJ102-2003 =60.14240.002188155020.95/102 =42.667MPa 42.667MPafg=84MPa(鋼化玻璃)玻璃的強(qiáng)度滿足要求!3.玻璃最大撓度校核：校核依據(jù)： df=wkb4/Ddf,lim 6.1.3-2JGJ102-2003上面公式中： df：玻璃板撓度計(jì)算值(mm)； ：玻璃的撓度折減系數(shù)，按照=wkb4/Et4查表，為0.953； ：玻璃撓度系數(shù)，取=0.0186； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa) b：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； D：玻璃的彎曲剛度(Nmm)； df,lim：許用撓度，取支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)的1/60，為25.833mm；其中： D=Et3/(12(1-2) 6.1.3-1JGJ102-2003上式中： E：玻璃的彈性模量(MPa)； t：玻璃的厚度(mm)； ：玻璃材料泊松比，為0.2； D=Et3/(12(1-2) =72000103/(12(1-0.22) =6250000Nmm df=wkb4/D =0.9530.01860.00146815504/6250000 =24.031mm 24.031mmdf,lim=25.833mm(鋼化玻璃)玻璃撓度能滿足要求!五、型鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：100m； 2：型鋼總跨度：L=7250mm； 3：分格平均寬度(計(jì)算寬度)：B=1500mm； 4：力學(xué)模型：多點(diǎn)集中力作用簡(jiǎn)支梁； 5：型鋼材質(zhì)：Q235；本處型鋼結(jié)構(gòu)按多點(diǎn)集中荷載簡(jiǎn)支梁模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：1.選用型鋼的截面特性： 選用材料為：1204 圓鋼管； 材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=215MPa； 材料的彈性模量：E=206000MPa； 主力方向慣性矩：I=1980000mm4； 主力方向截面抵抗矩：W=39700mm3； 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.05；2.型鋼型材受力分析：(1)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(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.160.0005 =0.0004MPa(2)型鋼結(jié)構(gòu)受水平荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1JGJ102-2003 S=1.4wk+0.51.3qEAk =0.002315MPa用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1JGJ102-2003 Sk=wk =0.001468MPa(3)集中荷載值計(jì)算： 結(jié)構(gòu)梁上，共有i=4個(gè)集中力作用點(diǎn)，下面對(duì)這些力分別求值： Pki：每個(gè)集中力的標(biāo)準(zhǔn)值(N)； Pi：每個(gè)集中力的設(shè)計(jì)值(N)； Li：每個(gè)分格的沿懸臂梁方向的長(zhǎng)度(mm)； Sk：組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； S：組合荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； B：分格寬度(mm)； L1=1500mm L2=1500mm L3=1500mm L4=1500mm L5=1250mm Pk1=SkBL2/2 =1651.5N P1=SBL2/2 =2604.375N Pk4=SkBL4/2 =1651.5N P4=SBL4/2 =2604.375N Pk2=SkB(L2+L3)/2 =3303N P2=SB(L2+L3)/2 =5208.75N Pk3=SkB(L3+L4)/2 =3303N P3=SB(L3+L4)/2 =5208.75N3.彎矩和撓度分析與校核：(1)力學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)： 先要知道單個(gè)集中力作用下，梁的受力情況，按建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)，單個(gè)集中力作用下的簡(jiǎn)支梁的力學(xué)分析如下：下