半園采光頂計(jì)算書(shū)

1、 洛陽(yáng)幕墻工程玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 石家莊四站鋁合金裝飾工程處2005年4月12日半園采光頂設(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/T1522

2、7-94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 GB50057-200

3、0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

4、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

5、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 GB6

6、566-2001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/

7、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)

8、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

9、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

10、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

11、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)： 洛陽(yáng)地區(qū)；2.地區(qū)粗糙度分類等級(jí)： 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50

12、009-2001) 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。三、采光頂荷載計(jì)算1.玻璃采光頂?shù)暮奢d作用說(shuō)明：玻璃采光頂承受的荷載包括：自重、風(fēng)荷載、雪荷載以及活荷載。(1)自重。包括玻璃、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照以下值估算： 當(dāng)采用單層玻璃時(shí)： 取400N/m2； 當(dāng)采用中空及夾層玻璃時(shí)： 取500N/m2；(2)風(fēng)荷載。是垂直作用于采光頂表面的荷載，按GB50009采用；(3)雪荷載。是指采光

13、頂水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用；(4)活荷載。是指采光頂水平投影面上的活荷載，按GB50009，對(duì)不上人屋面可按500N/m2采用； 在實(shí)際工程中，對(duì)上面的幾種荷載，考慮最不利組合，且雪荷載與活荷載不同時(shí)考慮。分項(xiàng)系數(shù)按以下參數(shù)取值： 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)?。篻：1.2 風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。簑：1.4 雪荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。簊：1.4 活荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。篽：1.4 組合值系數(shù)為： 永久荷載組合值系數(shù)取：g：1.0 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)?。簑：0.6 雪荷載的組合值系數(shù)?。簊：0.7 活荷載的組合值系數(shù)?。篽：0.72.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)計(jì)算

14、： wk=gzzsw0 7.1.1-2GB50009-2001上式中： wk：作用在采光頂上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值( kN/m2)； Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：50m； 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為地區(qū)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

15、)-0.3對(duì)于c類地區(qū)，50m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.89(1+2(0.5(Z/10)-0.22)= 1.726 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)，50 m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=(Z/10)0.44= 1.251 s：風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)體型位置取0.6； w0：基本風(fēng)壓值( kN/m2)，根據(jù)現(xiàn)行GB50009-2001附表

16、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，洛陽(yáng)地區(qū)取0.45 kN/m2； wk=gzzsw0 =1.7261.2510.60.45 =0.583 kN/m22.風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算： w：作用在采光頂上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值( kN/m2)； wk：作用在采光頂上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值( kN/m2)； w=1.4wk =1.40.583 =0.816 kN/m23.雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： Sk：作用在采光頂上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值( kN/m2) S0：基本雪壓，根據(jù)現(xiàn)行GB50009-2001取值，洛陽(yáng)地區(qū)50年一遇最大積雪的自重: 0.35kN/m2. r：屋面積雪分布系數(shù)，按表6.2.1GB50009

17、-2001，為0.4。 根據(jù)GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： Sk=rS0 =0.40.35 =0.14 kN/m24.雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算： S：雪荷載設(shè)計(jì)值( kN/m2)； S=1.4Sk =1.40.14 =0.196kN/m25.采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計(jì)值： G：采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計(jì)值( kN/m2)； Gk：采光頂結(jié)構(gòu)平均自重取0. 5 kN/m2； G=1.2Gk =1.20.5 =0.6 kN/m26.采光頂坡面活荷載設(shè)計(jì)值： Q：采光頂坡面活荷載設(shè)計(jì)值( kN/m2)； Qk：采光頂坡面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取：500N/m2 Q=1.4Qk =1.4500/10

18、00000 =0.7 kN/m27.選取計(jì)算荷載組合： 雪荷載與活荷載不同時(shí)考慮，按上面的計(jì)算結(jié)果，在本工程中取自重、活荷載和風(fēng)荷載組合： 第一可變荷載為：活荷載 第二可變荷載為：風(fēng)荷載所以，組合值系數(shù)依次為： 永久荷載組合值系數(shù)?。篻：1.0 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)取：w：0.6 雪荷載的組合值系數(shù)?。簊：0 活荷載的組合值系數(shù)取：h：1四、半圓采光頂型采光頂桿件計(jì)算基本參數(shù)： 1：采光頂跨度：L=4300mm； 2：采光頂拱高：h=2610mm； 3：采光頂分格寬度：B=1121mm；形采光頂?shù)臈U件設(shè)計(jì)計(jì)算，可采用曲線三鉸拱分析內(nèi)力，并按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算截面強(qiáng)度。計(jì)算模型如下：1.桿件荷載計(jì)算：計(jì)

19、算取自重、風(fēng)荷載和活荷載設(shè)計(jì)值組合。 qA：作用在采光頂表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； q：作用在采光頂桿件上的線荷載設(shè)計(jì)值組合(N/mm)； qA=0.601.57+10.8161.57+00.196+0.70.7 =2.713 N.mm q=qAB =2.7131200 =3.041 N/mm2.桿件的強(qiáng)度計(jì)算： 本工程采用Q235鋼管 （截面面積 2148 mm，截面抵抗矩53341 mm3）校核依據(jù)： =N/A+M/Wf形采光頂?shù)淖畲髲澗卦诳偪玳L(zhǎng)L的0.05處： Mc0：跨中彎矩(Nmm)； H：推力(N)； Mc0=qL2/8 =3.04143002/8 =7028511.25Nm

20、m H=Mc0/h =7028511.25/2610 =2692.916mm驗(yàn)算截面處的受力分析： M0.05L0：代梁彎矩(Nmm)； M0.05L：驗(yàn)算截面的彎矩(Nmm)； V0.05L0：驗(yàn)算截面的代梁剪力(N)； N0.05L：驗(yàn)算截面軸力(N)； Y0.05L：驗(yàn)算截面處與A(B)點(diǎn)的垂直高度(mm)； Y0.05L=0.2179L=937.4mm M0.05L0=qL2/40(1-1/20) =3.04143002/400.95 =1335417.138Nmm M0.05L=M0.05L0-HY0.05L =1335417.138-2692.916937.4 =-1188922.

21、32Nmm V0.05L0=qL/2(1-0.1) =3.0414300/20.9 =5884.335N N0.05L=-V0.05L0sin64.15-Hcos64.15 =-5884.3350.9-2692.9160.437 =-6472.706N ：計(jì)算截面的強(qiáng)度計(jì)算值(MPa)； f：選擇的龍骨材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)； A：選取材料的截面面積(mm2)； W：選取材料的截面抗彎矩(mm3)； =N0.05L/A+M0.05L/W =6472.706 /2148+ 1188922.32/1.05/53341 =24.241f=215MPa(Q235)所以，材料的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求！五、

22、采光頂玻璃的計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：50m； 2：板面尺寸：寬高=BH=1121mm1500mm； 3：玻璃配置：；66加膠鋼化玻璃；4：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)玻璃自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值： GAk：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； t：玻璃厚度(mm)； g：玻璃的體積密度(N/mm3)； GAk=gt =0.0256(6+6) =0.307KN(2)玻璃自重荷載設(shè)計(jì)值： GA：玻璃自重設(shè)計(jì)值(僅指玻璃)(MPa)； GAk：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； GA=1.2GAk =1.20.307 =0.368 KN2.玻璃板塊荷載組合：玻璃板

23、塊的受力組合采用自重、風(fēng)荷載和活荷載組合。(1)玻璃荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合： qk：玻璃板塊的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； GAk：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合：wk+GAk=0.583*1+0.307 =0.89 KN/m2再與活荷載組合，得： qk=0.89+0.70.5 =1.24 KN/m2(2)玻璃荷載設(shè)計(jì)值組合： q：玻璃板塊的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； w：風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； GA：玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； 先取自重和風(fēng)荷載組合： w+GA=10.816+0.368 =0.951 KN/m2再與活荷載組合，得

24、： q=0.951+0.70.7 =1.441 KN/m23.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)；1玻璃在垂直于面板方向的荷載作用下，面板內(nèi)最大應(yīng)力可按下式計(jì)算： =6qb2/t2 夾層玻璃彎曲后，兩片玻璃位移相同，因此可按各自剛度的比例分配外荷載q到兩片玻璃上，然后分別對(duì)兩片玻璃各自進(jìn)行計(jì)算。 公式說(shuō)明： : 玻璃最大應(yīng)力(KN/m2)； a: 玻璃短邊支承點(diǎn)間的距離: 996mm b: 玻璃長(zhǎng)邊支承點(diǎn)間的距離: 1375 mm : 玻璃板面跨中彎矩系數(shù), 按支承點(diǎn)間的距離比a/b=0.724查表得: 0.145 夾層玻璃內(nèi)、外層玻璃厚度分別為：Bt_n、Bt_w，其值為： 6mm、6mm q: 組合荷載設(shè)計(jì)值(KN/m2)； 組合荷載設(shè)計(jì)值在兩片玻璃上的分配： qn=qBt_n3/(Bt_n3+Bt_w3) qw=qBt_w3/(Bt_n3+Bt_w3) 2）現(xiàn)分別對(duì)內(nèi)、外層玻璃進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： i）外層玻璃： qw=qBt_w3/(Bt_n3+Bt_w3) =1.44163/(63+63) = 0.721 (KN/m2) 組合荷載作用下外層玻璃最大應(yīng)力的