點式拉桿結構計算書

1、京 XX 大學體育館 點式拉索結構幕墻 設計計算書設計： 校對： 審核： 批準：沈陽 YY 幕墻項目有限公司二六年三月二十九日一、計算引用的規(guī)范、標準及資料 11. 幕墻設計規(guī)范： 12. 建筑設計規(guī)范： 13. 鋁材規(guī)范： 24. 金屬板及石材規(guī)范： 25. 玻璃規(guī)范： 26. 鋼材規(guī)范： 27. 膠類及密封材料規(guī)范： 38. 門窗及五金件規(guī)范： 39. 建筑結構靜力計算手冊（第二版 410. 土建圖紙： 4二、基本參數(shù) 41. 幕墻所在地區(qū)： 42. 地面粗糙度分類等級： 43. 抗震烈度： 4三、幕墻承受荷載計算 41. 作用在玻璃上的風荷載標準值計算： 42. 作用在支撐結構上的風荷載

2、標準值計算： 53. 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值： 64. 作用效應組合： 6四、點式幕墻大面玻璃的計算 71. 玻璃板塊荷載計算： 72. 玻璃的強度計算： 83. 玻璃最大撓度校核： 8五、桁架受力分析： 91. 荷載作用計算： 92. 桁架內(nèi)力分析： 103. 預估索、桿件截面積計算： 10六、拉索體系的預應力計算： 11七、索桿體系桁架強度驗算： 111. 由有效預應力產(chǎn)生的反推力： 112. 由反推力折算的均布線荷載： 113. 桁架拉索由水平作用產(chǎn)生的最終計算反推力設計值：114. 桁架拉索的拉力設計值： 125. 索桿件承載力校核： 12八、施加預應力計算： 121.

3、 千斤頂顯示值： 122. 測力扳手力矩： 13九、索桿體系桁架撓度驗算： 131.索桿體系桁架拉索由水平作用產(chǎn)生的最終計算反推力標準值：2.承力索終態(tài)矢高： 133. 索桿體系桁架撓度： 134. 索桿體系桁架相對撓度： 13點式拉索結構幕墻設計計算書、計算引用的規(guī)范、標準及資料 1.幕墻設計規(guī)范：建筑幕墻JG3035-1996玻璃幕墻項目技術規(guī)范 金屬與石材幕墻項目技術規(guī)范 點支式玻璃幕墻項目技術規(guī)程JGJ102-2003JGJ133-2001CECS127-2001全玻璃幕墻項目技術規(guī)程 玻璃幕墻光學性能 建筑幕墻物理性能分級DBJ/CT014-2001GB/T18091-2000GB/

4、T15225-94建筑幕墻空氣滲透性能測試方法 建筑幕墻風壓變形性能測試方法 建筑幕墻雨水滲透性能測試方法 建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法 建筑幕墻抗震性能振動臺實驗方法 點支式玻璃幕墻支承裝置 吊掛式玻璃幕墻支承裝置GB/T15226-94GB/T15227-94GB/T15228-94GB/T18250-2000GB/T18575-2001JG138-2001JG139-20012.建筑設計規(guī)范： 建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2001鋼結構設計規(guī)范 冷彎薄壁型鋼結構設計規(guī)范 高層民用鋼結構技術規(guī)程 建筑設計防火規(guī)范 高層民用建筑設計防火規(guī)范 建筑物防雷設計規(guī)范 項目抗震術語標準 中國地

5、震烈度表 建筑抗震設計規(guī)范 建筑抗震設防分類標準 中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 混凝土結構設計規(guī)范 民用建筑熱工設計規(guī)范 民用建筑隔聲設計規(guī)范 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準 建筑裝飾項目施工質(zhì)量驗收規(guī)范 建筑鋼結構焊接技術規(guī)程 鋼結構防火涂料 碳鋼焊條 G 低合金鋼焊條GB50017-2003GB50018-2002JGJ99-98GBJ16-87(2001版 GB50045-2001GB50057-2000JGJ/T97-95GB/T17742-1999GB50011-2001GB50223-2004GB18306-2000GB50019-200

6、3JGJ3-2002GB50010-2002GB50176-93GBJ118-88GB50068-2001GB50210-2001JGJ81-2002GB14907-2002/T5117-1995GB/T5118-1995鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求 YS/T437-20003.鋁材規(guī)范： 鋁幕墻板 板基鋁幕墻板 氟碳噴漆鋁單板YS/T429.1-2000YS/T429.2-2000鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 鋁塑復合板用鋁帶 鋁合金建筑型材 建筑鋁型材 基材 建筑鋁型材 建筑鋁型材 建筑鋁型材 建筑鋁型材YS/T431-2000YS/T432-2000GB/T5237-2000GB

7、/T5237.1-2004陽極氧化、著色型材 電泳涂漆型材 粉末噴涂型材 氟碳漆噴涂型材變形鋁及鋁合金化學成份 鋁及鋁合金軋制板材建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 4. 金 屬 板 及 石 材 規(guī) JC/T204-2001 天然大理石荒料 天然板石 天然花崗石建筑板材 天然大理石建筑板材 干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 天然飾面石材術語 建筑材料放射性核素限量 鋁塑復合板 建筑瓷板裝飾項目技術規(guī)范 建筑裝飾用微晶玻璃GB/T5237.2-2004GB/T5237.3-2004GB/T5237.4-2004GB/T5237.5-2004GB/T3190-1996GB/T3880-1997JG/T133-20

8、00范：天然花崗石荒料JC/T202-2001GB/T18600-2001GB/T18601-2001JC/T79-2001JC/T887-2001GB/T13890-92GB6566-2001GB/T17748-1999CECS101： 98JC/T872-20005.玻璃規(guī)范： 建筑玻璃應用技術規(guī)程 普通平板玻璃GB4871-1995浮法玻璃GB11614鋼化玻璃GB/T9963-1998JGJ113-20031999幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 建筑用安全玻璃 防火玻璃GB/T17841-1999GB15763.1-2001中空玻璃 夾層玻璃 鍍膜玻璃 第一部分 鍍膜玻璃 第二部分 熱反射

9、玻璃 熱彎玻璃GB/T11944-2002GB9962-1999 陽光控制鍍膜玻璃 GB/T18915.1-2002 低輻射鍍膜玻璃 GB/T18915.2-2002JC693-1998JC/T915-20036. 鋼材規(guī)范： 不銹鋼棒不銹鋼冷加工鋼棒GB/T1220-1992GB/T4226-1984不銹鋼冷扎鋼板 不銹鋼熱扎鋼板 不銹鋼熱扎鋼帶 冷拔異形鋼管 碳素結構鋼GB/T3280-1992GB/T4237-1992GB/T5090GB/T3094-2000GB/T700-1988GB/T699-1999GB/T3077-1999GB/T4239-1991GB/T4171-2000GB

10、/T4172-2000GB/T1591-19947. 膠 類 及 密 封 材 料 規(guī) JC/T881-2001 硅酮建筑密封膠 建筑用硅酮結構密封膠 聚硫建筑密封膠 中空玻璃用彈性密封劑 幕墻玻璃接縫用密封膠 石材幕墻接縫用密封膠 中空玻璃用丁基熱熔密封膠 彩色鋼板用建筑密封膠 工業(yè)用橡膠板 絕熱用巖棉、礦棉及其制品 建筑用防霉密封膠 建筑表面用有機硅防水劑 聚氨酯建筑密封膠范：混凝土接縫用密GB/14683-2003GB16776-2003JC483-1992JC486- 2001JC/T882-2001JC/T883-2001JC/T914-2003JC/T884-2001GB/T5574

11、-1994GB/T11835-98JC/T885-2001JC/T902-2002JC/T482-2003封膠優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼 合金結構鋼 不銹鋼和耐熱鋼冷扎帶鋼 高耐候結構鋼 焊接結構用耐候鋼 低合金高強度結構鋼 碳素結構和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶 GB/T912-1989 碳素結構和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶 GB/T3274-1988 結構用無縫鋼管 JBJ102 金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求 GB/T13912-1992件規(guī)范：鋁合金GB/T8479-2003GB/T7106-2002GB/T7107-2002GB/T7108-2002GB/T8485-2002DBJ15-3

12、0-2002GB/T11976-2002門8. 門 窗 及 五 金 GB/T8478-2003 鋁合金窗 建筑外窗抗風壓性能分級及檢測方法 建筑外窗氣密性能分級及檢測方法 建筑外窗水密性能分級及檢測方法 建筑外窗空氣隔聲性能分級及檢測方法 鋁合金門窗項目設計、施工及驗收規(guī)范 建筑外窗采光性能分級及檢測方法地彈簧 平開鋁合金窗執(zhí)手 鋁合金窗不銹鋼滑撐 鋁合金門插銷 鋁合金窗撐擋 鋁合金門窗拉手 鋁合金窗鎖 鋁合金門鎖閉門器 推拉鋁合金門窗用滑輪GB/T9296-1988GB/T9298-1988GB/T9300-1988GB/T9297-1988GB/T9299-1988GB/T9301-198

13、8GB/T9302-1988GB/T9303-1988GB/T9305-1988GB/T9304-1988緊固件 螺栓和螺釘 GB/T5277十字槽盤頭螺釘GB/T818-2000緊固件機械性能 緊固件機械性能 緊固件機械性能 緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱 螺母 粗牙螺紋 螺母 細牙螺紋 自攻螺釘GB3098.1-2000GB3098.2-2000GB3098.4-2000GB3098.5-2000緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 GB3098.6-2000緊固件機械性能 不銹鋼螺母GB3098.15-2000螺紋緊固件應力截面積和承載面積GB/T16823.1-19979. 建筑結構靜

14、力計算手冊(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：幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001A 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)； 依照上面分類標準，本項目按 C 類地區(qū)考慮。3抗震烈度：按照國家規(guī)范建筑抗震設計規(guī)范(GB50011-2001、中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2000g定，北京地區(qū)地震基本烈度為 8度，地震 動峰值加速度為0.2g，水平地震影響

15、系數(shù)最大值為：a ma=0.16。三、幕墻承受荷載計算 1.作用在玻璃上的風荷載標準值計算：幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001#算：w k= 3 gz ii z(1 sW07.1.1-2GB50009-2001上式中：w k：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPaZ ：計算點標高： 100m；3 gz：瞬時風壓的陣風系數(shù)；根據(jù)不同場地類型 , 按以下公式計算 :3 gz=K(1+21 f其中 K 為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，1 f 為脈動系數(shù)A類場地:3 gz=0.92X(1+21 f其中：1f=0.387X(Z/10-0.12B類場地:3 gz=0.89 X (1+2 1

16、 f 其中：1 f=0.5(Z/10 -0.16C類場地:3 gz=0.85 X (1+2 1 f 其中：-0.221 f=0.734(Z/10 -0.22D類場地:3 gz=0.80 X (1+2 1 f 其中：1 f=1.2248(Z/10 -0.3對于C類地區(qū)，100m高度處瞬時風壓的陣風系數(shù)：-0.223 gz=0.85 X (1+2 X (0.734(Z/10. =1.60191 z：風壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型 , 按以下公式計算 :類場地:1 z=1.379X (Z/100.24當 Z300m時，取 Z=300m 當 Z0.32當 Z350m時，取 Z=350m 當 Z .

17、當 Z400m時，取 Z=400m 當 Z 0.60當 Z450m時，取 Z=450m 當 Z 0.44=1.6966 卩s：風荷載體型系數(shù)，根據(jù)計算點體型位置取1.2 ;w 0 :基本風壓值(MPa根據(jù)現(xiàn)行 GB50009-2001附表 D.4( 全國基本 風壓 分布圖中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期 50 年，北京地區(qū)取 0.00045MPa;w k= B gz 1 z 1 sW0=1.6019 X1.6966X1.2X0.00045=0.001468MPa2. 作用在支撐結構上的風荷載標準值計算：幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001和點支式玻璃幕墻項目技術規(guī)范(CECS

18、127:2001計算：w k=1.1 B z i z i sW0536.2 CECS 127:2001上式中：w k：作用在支撐結構上的風荷載標準值(MPaZ ：計算點標高： 100m;B z：風振系數(shù)，因為索、桿結構體系自重輕，自振頻率低，在風荷載作用 下容易產(chǎn)生較大的變形和振動，因此在這里用風振系數(shù)來計算。 根據(jù)不同高度，按以下原則考慮 :z 15m B z=215mZ 25m B z=2.2525mZ40m，B z=2.7對于本例，100m高度處風振系數(shù)取：B z=2.71 z：風壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型 , 按以下公式計算 :A類場地：i z=1.379 X (Z/10 0.2

19、4當 Z300m時，取 Z=300m 當 Z0.32取 Z=10m;當 Z350m時，取 Z=350m 當 Z 0.44 當 Z400m時，取 Z=400m 當 Z 0.60 當 Z450m時，取 Z=450m 當 Z 0.44=1.69661 s：風荷載體型系數(shù)，根據(jù)計算點體型位置取1.2 ;w 0 :基本風壓值(MPa根據(jù)現(xiàn)行 GB50009-2001附表 D.4( 全國基本 風壓 分布圖中數(shù)值采用 ，按重 現(xiàn)期 50 年，北京地區(qū) 取0.00045MPa;w K=1.1 B z 1 z 1 sW0=1.1 X 2.7 X 1.6966 X 1.2 X 0.00045=0.002721MP

20、a3. 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值：qEAk= B e amaG/A5.3.4JGJ102-2003q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPaB E：動力放大系數(shù),取5.0 ;a max：水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.16 ；G k：幕墻構件的重力荷載標準值(N;A ：幕墻構件的面積 (mm2；4. 作用效應組合： 荷載和作用效應按下式進行組合：S= 丫 gSG汁書 w y wSWk+ 書 e y eSer5.4.1JGJ102-2003上式中：S ：作用效應組合的設計值;S Gk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應標準值；S wk、Ser：分別為風荷載，地震作用作為

21、可變荷載產(chǎn)生的效應標準值；丫 G 丫 w、YE：各效應的分項系數(shù)；書w、書E：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數(shù)。上面的 丫 G、丫 w、丫 E 為分項系數(shù)，按 、5.4.4JGJ102-2003規(guī)定 如下：進行幕墻構件強度、連接件和預埋件承載力計算時：重力荷載： y G： 1.2；風 荷 載： y w： 1.4；地震作用： y E： 1.3；進行位移及撓度計算時；重力荷載： y G： 1.0；風 荷 載： y w： 1.0；地震作用：可不考慮其組合；上式中，風荷載的組合系數(shù) 書w為1.0 ;地震作用的組合系數(shù)書E為0.5 ;四、點式幕墻大面玻璃的計算 基本參數(shù)：1 ：計算點標高： 100m

22、；2 :分格尺寸：寬X高=BX H=1500mX 1800mm3 :支撐點間距：寬度方向X高度方向 =BX Hi=1250mm 1550mm4 ：玻璃配置：單片玻璃，鋼化玻璃 12mm；5 ：駁接形式：四點駁接；模型簡圖為：1玻璃板塊荷載計算：（1玻璃板塊自重：G Ak：玻璃板塊單位面積自重（僅指玻璃（MPat :玻璃板塊厚度（mmYg：玻璃的體積密度（N/mm;G Ak= 丫 gt=0.0000256 X12=0.000307MPa（2垂直于幕墻平面的分布水平地震作用：q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用（MPaB E：動力放大系數(shù)，取5.0 ;a max：水平地震影響系數(shù)最大值，取

23、 0.16 ；G Ak：玻璃單位面積自重（MPaq eai= B e a maGk5.2.5JGJ133-2001=5.0 X 0.16 X 0.000307=0.000246MPa（3作用在玻璃上的風荷載及地震作用荷載組合：用于強度計算時，采用 S+0.5Se設計值組合：5.4.1JGJ102-2003q=1.4w k+0.5 X 1.3q EAk=1.4 X 0.001468+0.5 X 1.3 X 0.000246=0.002215MPaSw+0.5Se標準值組合：q k=w+0.5q eai=0.001468+0.5 X 0.000246=0.001591MPa用于撓度計算時，采用Sw

24、標準值：5.4.1JGJ102-2003w k=0.001468MPa2玻璃的強度計算：校核依據(jù)：（7 b :支撐點間玻璃面板長邊邊長 (mm；E ：玻璃的彈性模量 (MPa；t：玻璃厚度 (mm；9 =qkb4/Et 46.1.2-3JGJ102-2003=0.001591X 15504/72000/12 4=6.151按系數(shù)9，查表 6.1.2-2JGJ102-2003 ，n =0.991；c:玻璃在組合荷載作用下的板中最大應力設計值 q ：作用在幕墻玻璃上的荷載組合設計值 (MPa； b ：支撐點間玻璃面板長邊邊長 (mm； t :玻璃厚度(mmm :玻璃彎矩系數(shù),取m=0.1424;c

25、 =6mqbn /t 26.1.2JGJ102-2003=6 X 0.1424X0.002215X15502X 0.991/12 2=31.29MPa31.29MPa 玻璃的強度滿足要求 !3. 玻璃最大撓度校核: 校核依據(jù):d f = n 卩 wb4/D ；n :玻璃的撓度折減系數(shù)，按照9 =wkb4/Et4查表, 卩：玻璃撓度系數(shù)，取 卩=0.0186 ;w k：風荷載標準值(MPab :支撐點間玻璃面板長邊邊長 (mm；D :玻璃的彎曲剛度(N mmd f,lim :許用撓度，取支撐點間玻璃面板長邊邊長的 其中:D=Et 3心2(1- u 26.1.3-1JGJ102-2003上式中:E

26、 :玻璃的彈性模量 (MPa；t :玻璃的厚度 (mm；u :玻璃材料泊松比，為 0.2；D=Et 3/(12(1- u 232=72000 X 123/(12 X (1-0.2 2 =10800000N mm4d f=n 卩 wkb/D=0.995 X 0.0186X 0.001468X15504/10800000 =14.52mm(MPa；為 0.995；1/60 ，為 25.833mm；14.52mm 玻璃撓度能滿足要求 !五、桁架受力分析： 基本參數(shù)：1 ：計算點標高： 100m；2 :面板分格尺寸：1800mM 1500mm3 ：桁架跨度： L=8000mm；4 ：初始狀態(tài)矢高： f

27、0=1000mm；5 ：支撐體系：拉索式結構，折線形；1. 荷載作用計算： (1 水平作用面荷載組合計算：q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 (MPa B E：動力放大系數(shù),取5.0 ;a max：水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.16 ；G k：幕墻構件的重力荷載標準值(N,(含面板和框架;A ：幕墻構件的面積 (mm2；q eai= B e a maG/A 5.3.4JGJ102-2003=5.0 X 0.16 X 0.0004=0.00032MPaq ea：水平地震作用荷載設計值(MPaq EA=1.3qEAk=1.3 X 0.00032=0.000416MPaw k：風荷

28、載標準值(MPaq Ak：水平作用面荷載標準值組合(MPaq Ak=wK+0.5X qEAK=0.002721+0.5 X 0.00032=0.002881MPaw ：風荷載設計值 (MPaq a：水平作用面荷載設計值組合(MPaq A=w+0.5X qEA=1.4 X0.002721+0.5 X0.000416=0.004017MPa(2水平作用線荷載組合計算：q k：水平作用線荷載標準值組合(N/mmB ：垂直于跨度方向板分格 (mm。q k=BX qAk=1800 X 0.002881=5.186N/mmq ：水平作用線荷載設計值組合 (N/mmq=B X qA=1800 X0.0040

29、17=7.231N/mm2. 桁架內(nèi)力分析： 采用“代梁”法對索桿體系桁架進行分析：(1反推力計算：M 0l/2 :“代梁”跨中彎矩(N mmL ：桁架跨度 (mmq ：水平作用線荷載設計值組合 (N/mm02M L/2=qX L/8=7.231X 800078=57848000N mmH x：水平作用產(chǎn)生的反推力（N;f 0：索桿體系桁架始態(tài)矢高 （mm；H x=M0L/2/f 0=57848000/1000=57848NH y：自重產(chǎn)生的反推力（N;G k：幕墻構件的重力荷載標準值（N,（含面板和框架;B ：垂直于跨度方向板分格 （mm。L ：桁架跨度， （mm;H y=1.2XGk/AX

30、BXL=1.2 X0.0004X1800X8000=6912N（2索、桿件的受拉力計算：T y：豎向索（自重拉力（N；T y=Hy=6912NT x：索桿體系桁架拉索由水平作用產(chǎn)生的拉力（N;T x=H/C0S a ;A 0y：預估豎向拉索截面面積（mm;g:預估索桿體系桁架拉索強度設計值（MPa（7 y：預估豎向拉索強度設計值（MPaA 0x=Tx/ 7x=59617.096/6242=95.54mmA 0y=Ty/7y=6912/6242=11.077mm2索桿體系桁架鋼拉索選用：2 30mm Ax=483.15mm豎向鋼拉索選用：30mm Ay=483.15mrn六、拉索體系的預應力計算

31、:C0n： 預應力控制值 （MPa；A ：拉索截面面積 （mm2；f ptk :拉索材料破折力（N; 預應力控制值取材料抗拉強度標準值的13%；7 C0n=0.13 X f ptk /A=0.13X542340/483.15=145.926MPa另根據(jù) P148（8.3.7/JGJ102-2003 的規(guī)定，預應力損失可以不做考慮，取有效 預應力（T po=145.926MPa。七、索桿體系桁架強度驗算：1由有效預應力產(chǎn)生的反推力：H Ox：有效預應力產(chǎn)生的反推力 （N；（T po：有效預應力MPa ；A :索斷面面積mm；a :索與板面夾角 度）；H ox= （T poX AX cos a H ox：由有效預應力產(chǎn)生的反推力（N;L :桁架跨度（mm2q o=8Hoxf o/L=8 X 68411.985X 1 ooo/8ooo 2=8.551N/mm3. 桁 架 拉 索 由 水 平 作 用 產(chǎn) 生 的 最 終 計 算 反 推 力 設 計 值 ： HLx=（EAL2q2/24 o.5/（H Lx+EAL2qo2/24/H ox2-Hoxo.5上面是一個三次方程，通過計算機利用“疊代法”求解，結果為：H Lx=57958.96