主樓幕墻計算書20140218

1、景觀城-1#.2#產權式酒店主樓幕墻計算書景觀城1#2#主樓幕墻結構計算書沈陽黎新玻璃幕墻有限公司2014.02.18景觀城1#2#主樓幕墻結構計算書1.概述項目總概況：本工程為錦觀城- 1#.2#產權式酒店（主樓部分），建設地點為哈爾濱市松北區(qū)世貿大道以南,詳見總平面位置圖.場地較為平坦。 1#地上總建筑面積:15154.29平方米,占地面積:2042.62平方米。2#地上總建筑面積:14727.82平方米,占地面積:1616.82平方米。建設單位：哈爾濱萬隆房地產開發(fā)有限公司建筑設計單位：哈爾濱工業(yè)大學建筑設計研究院建筑結構體系：框架結構建筑耐久年限：50年耐久年限抗震設防烈度：抗震設防烈

2、度為6度地面粗糙度類別：C類基本風壓：Wo=0.55 KN/m2 (50年一遇)；基本雪壓：So=0.45KN/m2(50年一遇)；幕墻設計使用年限：25年。幕墻系統(tǒng)：鋁單板幕墻、框架式玻璃幕墻2.計算依據(jù) 建 筑 結 構 可 靠 度 設 計 統(tǒng) 一 標 準 GB50068-2001 建 筑 結 構 荷 載 規(guī) 范 GB50009-2012 建 筑 抗 震 設 計 規(guī) 范 GB50011-2010 鋼 結 構 設 計 規(guī) 范 GB50017-2003 玻 璃 幕 墻 工 程 技 術 規(guī) 范 JGJ102-2003 金 屬 、 石 材 幕 墻 工 程 技 術 規(guī) 范 JGJ133-2001 建

3、筑 玻 璃 應 用 技 術 規(guī) 程 JGJ113-2003 民 用 建 筑 熱 工 設 計 規(guī) 范 GB50176-93 公 共 建 筑 節(jié) 能 設 計 標 準 GB50189-2005 冷 彎 薄 壁 型 鋼 結 構 設 計 規(guī) 范 GB50018-2002 建 筑 鋼 結 構 焊 接 技 術 規(guī) 程 JGJ81-2002 建 筑 結 構 靜 力 計 算 手 冊 第 二 版 鋁 合 金 結 構 設 計 規(guī) 范 GB50429-2007 招 標 文 件 及 相 關 資 料 建 筑 幕 墻 GBT21086-20073.材料3.1玻璃的強度設計值fg(N/mm2)類型厚度（mm）強度設計值fg大

4、面上的強度邊緣強度普通玻璃528.019.5浮法玻璃51228.019.5151924.017.02020.014.0鋼化玻璃51284.058.8151972.050.42059.041.3彈性模量E72000 MPa泊松比0.23.2鋁合金型材的強度設計值fa(N/mm2)鋁合金牌號狀態(tài)強度設計值fa受拉、受壓受剪6061T49055T62001156063T59055T615085彈性模量E70000 MPa泊松比0.333.3鋼材的強度設計值fs(N/mm2)鋼材牌號厚度或直徑d（mm）抗拉、抗彎、抗壓抗剪端面承壓Q235d1621512532516d4020512040d602001

5、15Q345d1631018040016d3529517035d502651500彈性模量E70000 MPa泊松比0.33.4結構硅酮密封膠的強度f1、f2(N/mm2)結構硅酮密封膠短期強度允許值f10.2 N/mm2結構硅酮密封膠長期強度允許值f20.01 N/mm23.5不銹鋼螺栓強度設計值：性能等級端面承壓抗拉強度抗剪強度A2-50500150115A2-707003202403.6焊縫的強度設計值（N/mm2）： 焊接方法和焊條型號自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊構件鋼材鋼號Q235鋼Q345鋼厚度或直徑（mm）d1616d4040d60

6、d1616d3535d50對接焊縫抗壓fc拉和抗彎受拉ftw一級、二級185175170265250225抗剪fvw125120115180170155角焊縫抗拉、抗壓和抗剪ffw1601601602002002003.7不銹鋼螺絲國標代號標準直徑(mm)最小直徑(mm)螺紋根面積(mm2)許用單剪力(kN)許用拉力(kN)ST3.53.512.535.031.051.76ST981.672.91ST4.84.833.539.812.053.56ST5.55.494.1913.812.895.0

7、2ST6.36.354.7918.063.796.56ST8.57.946.2130.266.3510.99ST9.09.537.5845.19.4516.38國標代號滿足螺絲拉力承載力的材料最小厚度(mm)A366063-T56063-T6ST3.9ST5.2ST5.3ST6.5ST6.34.7107.2ST8.55.913.89.3ST9.07.116.811.24.鋁板幕墻豎框的設計計算 幕墻中的危險部位位于70米處,豎框采用雙跨梁計算模型，計算層間高L=6.6m，短跨長3.25m，豎框承擔的分格寬B=1.211m。

8、所選用豎框型材的截面特性如下：Ix對x軸方向的慣性矩=110.77cm4Iy對y軸方向的慣性矩=43.12cm4Wx對x軸方向的抵抗矩=24.62cm3Wy對y軸方向的抵抗矩=17.25cm3A0截面面積=1056mm2力學模型簡圖如下：1)荷載計算a. 風荷載標準值的計算WkgZs1zWo 1.6631.61.450.55 2.122KNm2b. y軸方向(垂直于幕墻表面)的地震作用為qEyemaxGA 式中：qEy作用于幕墻平面外水平分布地震作用(KNm2)； G 幕墻構件的重量(KN)； A 幕墻構件的面積(m2)； max水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； e動力放大系數(shù)，取5 。

9、其中，GLBt板1.2 6.61.2110.003271.2 0.777 式中：L計算層間高 m； B豎框間距 m； t板厚度 m； 板板的密度，取27 KNm3 ALB6.61.211 7.993m2則 qEyemaxGA 50.160.7777.993 0.078KNm2c. x軸方向(幕墻平面內)的地震作用qExemaxG/L 50.160.7776.6 0.094KN/m2) 剛度計算：a. Y軸方向撓度荷載組合如下：qy1Wk0.6qEy 12.1220.60.078 2.169KNm2在矩形荷載作用下，豎框所受線荷載和作用為 q剛度yqyB2.1691.211 2.627KNm豎框

10、產生的撓度按下式計算：f(1/24EI)q剛度X4-4RcX3+L12X(4Rc-q剛度L1) 式中： L1長跨長 RcC點支座反力 X到C點距離Rcx=(1/L1)(q剛度yL12)/2-(q剛度yL13+q剛度yL23)/8(L1+L2)=(1/3.35)(2.6273.352)/2-(2.6273.353+2.6273.253)/8(3.35+3.25)=3.332026KNRcy=(1/L1)(q剛度xL12)/2-(q剛度xL13+q剛度xL23)/8(L1+L2)=(1/3.35)(0.0473.352)/2-(0.0473.353+0.0473.253)/8(3.35+3.25)

11、=0.059614KN當f取最大值時，一階導數(shù)f=0時，解一元三次方程，求得X0=1.425m取fL11000/3006600300 11.167mm 豎框的最大撓度fxmax為：fxmax(1/24EIx)q剛度yX04-4RcxX03+L12X0(4Rcx-q剛度yL1)108 (1/24206000110.77)2.6271.4254-43.3320261.4253+3.3521.425(43.332026-2.6273.35)108 8.157mmfxmax=8.157mmf=11.167mmb. X軸方向撓度荷載組合如下：q剛度x0.5qEx 0.50.094 0.047KNmfym

12、ax(1/24EIy)q剛度xX4-4RcyX3+L12X(4Rcy-q剛度xL1)108 (1/2420600043.12)0.0471.4254-40.0596141.4253+3.3521.425(40.059614-0.0473.35)108 0.375mmfymax=0.375mmf=11.167mm所以豎框剛度滿足要求3) 強度計算強度荷載組合如下q1.41Wk1.30.6qEy 1.412.178 3.032KNm2豎框所受線荷載為q強度qB3.0321.211 3.672KNm則 按雙跨簡支梁計算，豎框所受最大彎矩為 Mq強度(L13L23)8L 3.67

13、2(3.2533.353)/(86.6) 5.002KNm豎框所受軸向拉力為N1.2G0.932KN豎框承載力應滿足下式要求(本工程設計的豎框不承壓，為只拉構件)NA0M(W)fa 式中： N豎框拉力設計值(KN)； M豎框彎矩設計值(KNm)； A0豎框凈截面面積(mm2)； W在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(cm3)； 塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05； fa豎框材料的強度設計值，取215Nmm2。則 NA0M(W) 1030.93210561035.002(1.0524.62) 194.376 Nmm2 fa215 Nmm2所以豎框的強度滿足要求。5.鋁板幕墻橫框設計計算 橫框受兩個方向力的作用，

14、一個是重力作用，另一個是垂直于板表面的風荷載和地震作用。橫框長B=1.685米，承擔重力方向分格高H1=1.1米，上下分格平均高H2=1.1米。所選用橫框型材的截面特性如下：Ix對x軸方向的慣性矩=20.85cm4Iy對y軸方向的慣性矩=20.85cm4Wx對x軸方向的抵抗矩=8.34cm3Wy對y軸方向的抵抗矩=8.34cm3Sx對x軸方向的面積距=4.98cm3Sy對y軸方向的面積距=4.98cm31.荷載計算a,橫框受重力作用時 橫框所承受的重力線荷載標準值為：qxk板tH11.2 2731.11.2/1000 0.107 KNm 式中： 板板的密度，取27 KNm3 t 板的厚度 m；

15、 H1 自重方向分格高度 m；橫框所承受的重力線荷載設計值為： qx1.2qxk0.128 KNmb,橫框受風荷載和地震作用時：WkgZs1zWo 1.6631.61.450.55 2.122KNm2qEyemaxGA 54 0.078KNm2 式中：qEy作用于幕墻平面外水平分布地震作用(KNm2)； G 幕墻分格構件的重量(KN)； A 幕墻分格面積(m2)； max水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； e動力放大系數(shù)，取5 。 其中 GH2Bt板1.2 1.11.685327 1.2/1000 0.18 AHB1.11.685 1.854m2 荷載組合值為qyk(

16、1.0Wk0.6qEy)H2 (12.1220.60.078)1.1 2.386KNmqy(1.01.4Wk0.61.3qEy)H2 (11.42.178)1.1 3.335KNm2.剛度計算橫框的許用撓度為fB30016853005.6mm則按簡支梁計算，橫框所需的最小慣性矩為Iymin5qxkB4384Ef 50.1071.6854108(3842060005.6) 0.974 cm4Iy20.85cm4Ixmin(25-10H2/B2H4/B4)qykB41920Ef (25-101.12/1.68521.14/1.6854)2.3861.6854108(19202

17、060005.6) 18.167 cm4Ix20.85cm4 式中：B玻璃分格寬度 m； E彈性模量 N/mm2 3.強度計算橫框最大彎矩按下式計算MyqxB28 0.1281.68528 0.045 KNmMxqy(3B2-H2)24 3.335(31.6852-1.12)24 1.015 KNm橫框的抗彎承載力應滿足下式要求MxWxMyWyfa則 MxWxMyWy 1031.015(1.058.34)1030.045(1.058.34) 121.046Nmm2fa215Nmm2橫框的抗剪承載力應滿足下式要求VySx(Ixtx)fvVxSy(Iyty)fv式中：Vx、Vy橫梁水平方向、豎直方

18、向的剪力設計值(N)； Sx、Sy橫梁截面繞X軸、Y軸的面積矩(cm3); tx、ty橫梁截面垂直于Y、X方向的腹板截面總寬度(mm)； fv型材抗剪強度設計值(N/mm2);Vx1000qxB/2107.84 NVy1000qyB(1H/2B)/21892.6125 N 則，VySx(10Ixtx) 1892.61254.98(1020.856) 7.534fv125N/mm2則，VxSy(10Iyty) 107.844.98(1020.856) 0.429fv125N/mm2所以橫框剛度和強度滿足要求。6.玻璃的計算 幕墻采用6mm鋼化玻璃6 mm鋼化玻璃的夾膠玻璃，選取標高70m處為計算

19、部位，玻璃分格高度H=1.2 m，玻璃分格寬度B=2.04 m。玻璃強度計算 風荷載標準值為WkgZs1zWo 1.6631.61.450.55 2.122KNm2 水平分布地震作用標準值為 qEkemax玻t10-3 50.0425.61210-3 0.061KNm2 夾層玻璃把荷載分配到單片玻璃上分別計算： Wk1Wkt13/(t13+t23)1.061KNm2 Wk2Wkt23/(t13+t23)1.061KNm2 qEk1qEkt13/(t13+t23)0.031KNm2 qEk2qEkt23/(t13+t23)0.031KNm2風荷載作用下應力標準值按下式分別在兩個單片玻璃上計算 w

20、k61Wka2/t2 式中:wk風荷載作用下的應力標準值，(N/mm2)； a矩形玻璃板材短邊邊長，(mm)； t玻璃的厚度，(mm)； 1彎曲系數(shù)，按a/b的值查表 折減系數(shù)，按查表 1(Wk10.5qEk1)a4/(Et14) (1.0610.50.031)10-312004/(0.7210564) 23.92 查表取10.9043 2(Wk20.5qEk2)a4/(Et24) (1.0610.50.031)10-312004/(0.7210564) 23.92 查表取20.9043 則wk1611Wk1a2/t12 60.90430.08811.06110-312002/62 20.29

21、 N/mm2 wk2621Wk2a2/t22 60.90430.08811.06110-312002/62 20.29 N/mm2地震作用下應力標準值按下式分別在兩個單片玻璃上計算 Ek61qEka2/t2 式中:Ek地震作用下的應力標準值，(N/mm2)； 取風荷載作用下應力計算時的值 則Ek1611qEk1a2/t12 60.90430.08810.03110-312002/62 0.59 N/mm2 Ek2621qEk2a2/t22 60.90430.08810.03110-312002/62 0.59 N/mm2玻璃的應力組合設計值按下式分別在兩個單片玻璃上計算 wwwkeeEk 則1

22、wwwk1eeEk1 1.01.420.29 28.79N/mm2fa84N/mm2 2wwwk2eeEk2 1.01.420.29 28.79N/mm2fa84N/mm2所以玻璃強度滿足要求。玻璃撓度計算風荷載標準值為Wk2.122 KN/m2玻璃跨中最大撓度為2Wka4 式中：玻璃跨中最大撓度 mm 2跨中最大撓度系數(shù)，由a/b查表 a玻璃短邊長 (mm) b玻璃長邊長 (mm)玻璃板的彎曲剛度 t3(12(1-2) 0.721057.63(12(10.22) 2743600 mm 式中：泊松比，取0.2 玻璃彈性模量，取0.72105 mm2 t

23、玻璃等效厚度 (mm) t=(t13+t23)1/3 Wka4 / Et4 2.12210-312004(0.721057.64) 18.3 查表取 = 0.9268則玻璃的撓度2Wka4 0.92680.00882.12210-3120042743600 13.1 mm/a1/921/60所以玻璃撓度滿足要求。7.玻璃幕墻豎框的設計計算 幕墻中的危險部位位于70米處,豎框承擔的分格寬B=1.02m，豎框采用雙跨梁計算模型，計算層間高3.3m，短跨長0.47m。所選用豎框型材的截面特性如下：Ix對x軸方向的慣性矩=47.07cm4Iy對y軸方向的慣性矩=47.07cm4Wx對x軸方向的抵抗矩=

24、15.69cm3Wy對y軸方向的抵抗矩=15.69cm3A0截面面積=896mm2力學模型圖如下：1)荷載計算a. 風荷載標準值的計算WkgZs1zWo 1.6631.61.450.55 2.122KNm2b. y軸方向(垂直于幕墻表面)的地震作用為qEyemaxGA 式中：qEy作用于幕墻平面外水平分布地震作用(KNm2)； G 幕墻構件的重量(KN)； A 幕墻構件的面積(m2)； max水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； e動力放大系數(shù)，取5 。 其中：GLBt玻1.1 3.31.021225.61.1/1000 1.137 式中：L計算層間高 m； B分格寬 m； t玻璃厚度 m；

25、玻玻璃的密度，取25.6 KNm3 ALB3.31.023.366m2則 qEyemaxGA 50.041.1373.366 0.068KNm2c. x軸方向(幕墻平面內)的地震作用qExemaxG/L 50.041.1373.3 0.069KN/m剛度計算：在矩形荷載作用下，豎框所受線荷載和作用為 q剛度WkB2.1221.02 2.164KNm按雙跨梁計算，豎框產生的撓度為：f(1/24EI)q剛度X4-4RcX3+L12X(4Rc-q剛度L1) 式中： L1長跨長 RcC點支座反力 X到C點距離Rc=(1/L1)(q剛度L12)/2-(q剛度L13+q剛度L23)/8(L1+L2)=(1

26、/2.83)(2.1642.832)/2-(2.1642.833+2.1640.473)/8(2.83+0.47)=2.402566KN當f取最大值時，一階導數(shù)f=0時，解一元三次方程，求得X0=1.243m豎框的最大撓度fmax為：fmax(1/24EI)q剛度X04-4RcX03+L12X0(4Rc-q剛度L1)108 (1/2420600047.07)2.1641.2434-42.4025661.2433+2.8321.243(42.402566-2.1642.83)108 9.202mm豎框的許用撓度f=2.831000/250=11.32mmfmax=9.202mmf=11.32mm

27、所以豎框剛度滿足要求3)強度計算強度荷載組合如下q1.41Wk1.30.5qEy 1.412.168 3.015KNm2豎框所受線荷載為q強度qB3.0151.02 3.075KNm則：按雙跨簡支梁計算，豎框所受最大彎矩為 Mq強度(L13L23)8L 3.075(0.4732.833)/(83.3) 2.652KNm豎框所受軸向拉力為N1.2G1.364KN豎框承載力應滿足下式要求(本工程設計的豎框不承壓，為只拉構件)NA0M(W)fa 式中： N豎框拉力設計值(KN)； M豎框彎矩設計值(KNm)； A0豎框凈截面面積(mm2)； W在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(cm

28、3)； 塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05； fa豎框材料的強度設計值，取215Nmm2。則 NA0M(W) 1031.3648961032.652(1.0515.69) 162.498 Nmm2 fa215 Nmm2所以豎框強度滿足要求8.玻璃幕墻橫框設計計算 橫框受兩個方向力的作用，一個是重力作用，另一個是垂直于玻璃表面的風荷載和地震作用。橫框長B=2.04米，承擔重力方向分格高H1=1.2米，上下分格平均高H2=1.2米。所選用橫框型材的截面特性如下：Ix對x軸方向的慣性矩=47.07cm4Iy對y軸方向的慣性矩=47.07cm4Wx對x軸方向的抵抗矩=15.69cm3Wy對y軸方向的抵抗矩=15

29、.69cm3Sx對x軸方向的面積距=9.42cm3Sy對y軸方向的面積距=9.42cm31.荷載計算a,橫框受重力作用時橫框所承受的重力線荷載標準值為： qxk玻tH11.1 25.6121.21.1/1000 0.406 KNm 式中： 玻玻璃的密度，取25.6 KNm3 t 玻璃的總厚度 m； H1 自重方向分格高度 m；橫框所承受的重力線荷載設計值為： qx1.2qxk0.487 KNmb,橫框受風荷載和地震作用時：WkgZs1zWo 1.6631.61.450.55 2.122KNm2 qEyemaxGA 50.040.8272.448 0.068KNm2 式中：qEy作用于幕墻平面外

30、水平分布地震作用(KNm2)； G 幕墻分格構件的重量(KN)； A 幕墻分格面積(m2)； max水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； e動力放大系數(shù)，取5 。 其中 GHBt玻1.1 1.22.041225.6 1.1/1000 0.827 AHB1.22.04 2.448m2荷載組合值為 qykWkH2 2.1221.2 2.546KNm qy(1.01.4Wk0.51.3qEy)H (11.42.168)1.2 3.618KNm2.剛度計算橫框的許用撓度為fB25020402508.2mm則按簡支梁計算，橫框所需的最小慣性矩為Iymin5qxkB4384Ef 50.4062.044108(3842060008.2) 5.42 cm4Iy47.07cm4Ixmin(25-10H2/B2H4/B4)qykB41920Ef (25-101.22/2.0421.24/2.044)2.5462.044108(19202060008.2) 29.447 cm