百叶片.docx
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百叶片
宋基绿城.玉园项目幕墙工程
建筑百叶
设计计算书
设计：
校对：
审核：
批准：
浙江中南建设集团有限公司
二〇一一年六月十八日
建筑百叶设计计算书
11计算引用的规范、标准及资料
11.1幕墙及采光顶相关设计规范：
《铝合金结构设计规范》GB50429-2007
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009
《建筑幕墙》GB/T21086-2007
《建筑玻璃采光顶》JG/T231-2007
11.2建筑设计规范：
《地震震级的规定》GB/T17740-1999
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
《高处作业吊蓝》GB19155-2003
《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2010
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004
《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002
《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154：
2003
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
《建筑隔声评价标准》GB/T50121-2005
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008
《建筑工程预应力施工规程》CECS180：
2005
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版、局部修订）
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
11.3玻璃规范：
《镀膜玻璃第1部分：
阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2002
《镀膜玻璃第2部分：
低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002
《防弹玻璃》GB17840-1999
《平板玻璃》GB11614-2009
《建筑用安全玻璃第3部分：
夹层玻璃》GB15763.3-2009
《建筑用安全玻璃第2部分：
钢化玻璃》GB15763.2-2005
《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009
《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-2008
《热弯玻璃》JC/T915-2003
《压花玻璃》JC/T511-2002
《中空玻璃》GB/T11944-2002
11.4钢材规范：
《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005
《不锈钢棒》GB/T1220-2007
《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009
《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007
《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007
《不锈钢丝》GB/T4240-2009
《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007
《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000
《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008
《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007
《耐候结构钢》GB/T4171-2008
《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997
《合金结构钢》GB/T3077-1999
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002
《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000
《碳钢焊条》GB/T5117-1999
《碳素结构钢》GB/T700-2006
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007
《优质碳素结构钢》GB/T699-1999
11.5胶类及密封材料规范：
《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001
《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001
《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004
《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC887-2001
《工业用橡胶板》GB/T5574-1994
《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-2001
《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007
《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1～20-2002
《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001
《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005
《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005
《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005
《建筑装饰用天然石材防护剂》JC/T973-2005
《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003
《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006
《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007
《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-1999
《石材用建筑密封胶》JC/T883-2001
《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999
《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002
《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003
11.6相关物理性能等级测试方法：
《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001
《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000
《彩色涂层钢板和钢带试验方法》GB/T13448-2006
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000
《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000
《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001
《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002
11.7《建筑结构静力计算手册》（第二版）
11.8土建图纸：
12基本参数
12.1百叶所在地区
杭州地区；
12.2地面粗糙度分类等级
百叶属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
A类：
指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
B类：
指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；
C类：
指有密集建筑群的城市市区；
D类：
指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；
依照上面分类标准，本工程按C类地形考虑。
13百叶承受风荷载计算
13.1风荷载标准值的计算方法
软件计算的这种类型百叶的叶片质量非常小，抗震作用在计算中微不足道，忽略不计！
实际主要是风荷载作用！
百叶属于外围护构件，按建筑结构荷载规范（GB50009-20012006年版）计算：
wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]
上式中：
wk：
作用在百叶上的风荷载标准值（MPa）；
Z：
计算点标高：
81m；
βgz：
瞬时风压的阵风系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算（高度不足5m按5m计算）：
βgz=K（1+2μf）
其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数
A类场地：
βgz=0.92×（1+2μf）其中：
μf=0.387×（Z/10）-0.12
B类场地：
βgz=0.89×（1+2μf）其中：
μf=0.5（Z/10）-0.16
C类场地：
βgz=0.85×（1+2μf）其中：
μf=0.734（Z/10）-0.22
D类场地：
βgz=0.80×（1+2μf）其中：
μf=1.2248（Z/10）-0.3
对于C类地形，81m高度处瞬时风压的阵风系数：
βgz=0.85×（1+2×（0.734（Z/10）-0.22））=1.6376
μz：
风压高度变化系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算：
A类场地：
μz=1.379×（Z/10）0.24
当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；
B类场地：
μz=（Z/10）0.32
当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；
C类场地：
μz=0.616×（Z/10）0.44
当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；
D类场地：
μz=0.318×（Z/10）0.60
当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；
对于C类地形，81m高度处风压高度变化系数：
μz=0.616×（Z/10）0.44=1.5464
μs1：
局部风压体型系数；
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版），本处百叶结构的体型系数μs1
（1）为1.8。
另注：
上述的局部体型系数μs1
（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即：
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
在上式中：
当A≥10m2时，取A=10m2；
当A≤1m2时，取A=1m2；
μs1（10）=0.8μs1
（1）
w0：
基本风压值（MPa），根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4（全国基本风压分布图）中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，杭州地区取0.00045MPa；
13.2风荷载标准值的计算
对于百叶结构来说，无需按从属面积折减，直接计算荷载即可：
wk=βgzμzμs1w0
=1.6376×1.5464×1.8×0.00045
=0.002051MPa
14百叶计算
基本参数：
1：
计算点标高：
81m；
2：
叶片宽度：
B=40mm；
3：
百叶跨度：
L=1180mm；
4：
百叶材料：
铝合金型（6063-T5）；
5：
百叶截面特性：
惯性矩I=37740mm4；
抗弯矩W=1887mm3；
6：
百叶力学模型：
简支梁；
14.1风荷载设计值的计算
w：
风荷载设计值（MPa）；
wk：
风荷载标准值（MPa）；
w=1.4wk
=1.4×0.002051
=0.002871MPa
14.2百叶的强度计算
（1）百叶弯矩的计算：
这种百叶结构主要承受来自立面的风荷载作用，自重和地震作用非常小，计算中予以忽略。
风荷载需要按其实际作用方向进行力的分解；
q：
百叶的线荷载设计值（N/mm）；
w：
风荷载设计值（MPa）；
B：
百叶宽度（mm）；
α：
百叶倾角（度）；
q=w×B×sinα
=0.002871×40×sin90°
=0.115N/mm
M：
百叶所受弯矩设计值（N·mm）；
L：
百叶跨度（mm）；
M=qL2/8
=0.115×11802/8
=20015.75N·mm
（2）百叶强度的计算：
σ=M/W
=20015.75/1887
=10.607MPa≤f=90MPa（铝合金型（6063-T5））
所以百叶的强度能够满足规范要求！
14.3百叶的挠度计算
qk：
百叶的线荷载标准值（N/mm）；
wk：
风荷载标准值（MPa）；
B：
百叶宽度（mm）；
α：
百叶倾角（度）；
qk=wk×B×sinα
=0.002051×40×sin90°
=0.082N/mm
df：
百叶的挠度计算值（mm）；
df,lim：
百叶的挠度限值，取其跨度的1/180，为6.556mm；
L：
百叶的跨度（mm）；
I：
百叶的惯性矩（mm4）；
E：
百叶的弹性模量（MPa）；
df=5qkL4/384EI
=5×0.082×11804/384/70000/37740
=0.784mm
0.784mm≤df,lim=6.556mm
所以百叶的挠度能够满足规范要求！
15
附录常用材料的力学及其它物理性能
一、玻璃的强度设计值fg（MPa）
JGJ102-2003表5.2.1
种类
厚度（mm）
大面
侧面
普通玻璃
5
28.0
19.5
浮法玻璃
5~12
28.0
19.5
15~19
24.0
17.0
≥20
20.0
14.0
钢化玻璃
5~12
84.0
58.8
15~19
72.0
50.4
≥20
59.0
41.3
二、长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg（MPa）
JGJ113-2009表4.1.9
种类
厚度（mm）
大面
侧面
平板玻璃
5~12
9
6
15~19
7
5
≥20
6
4
半钢化玻璃
5~12
28
20
15~19
24
17
≥20
20
14
半钢化玻璃
5~12
42
30
15~19
36
26
≥20
30
21
三、铝合金型材的强度设计值（MPa）
GB50429-2007表4.3.4
铝合金牌号
状态
厚度
强度设计值
（mm）
抗拉、抗压
抗剪
6061
T4
不区分
90
55
T6
不区分
200
115
6063
T5
不区分
90
55
T6
不区分
150
85
6063A
T5
≤10
135
75
T6
≤10
160
90
四、钢材的强度设计值（1-热轧钢材）fs（MPa）
JGJ102-2003表5.2.3
钢材牌号
厚度或直径d（mm）
抗拉、抗压、抗弯
抗剪
端面承压
Q235
d≤16
215
125
325
Q345
d≤16
310
180
400
五、钢材的强度设计值（2-冷弯薄壁型钢）fs（MPa）
GB50018-2002表4.2.1
钢材牌号
抗拉、抗压、抗弯
抗剪
端面承压
Q235
205
120
310
Q345
300
175
400
六、材料的弹性模量E（MPa）
JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
材料
E
材料
E
玻璃
0.72×105
不锈钢绞线
1.2×105~1.5×105
铝合金、单层铝板
0.70×105
高强钢绞线
1.95×105
钢、不锈钢
2.06×105
钢丝绳
0.8×105~1.0×105
消除应力的高强钢丝
2.05×105
花岗石板
0.8×105
蜂窝铝板10mm
0.35×105
铝塑复合板4mm
0.2×105
蜂窝铝板15mm
0.27×105
铝塑复合板6mm
0.3×105
蜂窝铝板20mm
0.21×105
七、材料的泊松比υ
JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7
材料
υ
材料
υ
玻璃
0.2
钢、不锈钢
0.3
铝合金
0.3（按GB50429）
高强钢丝、钢绞线
0.3
铝塑复合板
0.25
蜂窝铝板
0.25
花岗岩
0.125
八、材料的膨胀系数α（1/℃）
JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7
材料
α
材料
α
玻璃
0.8×10-5~1.0×10-5
不锈钢板
1.80×10-5
铝合金、单层铝板
2.3×10-5（按GB50429）
混凝土
1.00×10-5
钢材
1.20×10-5
砖砌体
0.50×10-5
铝塑复合板
≤4.0×10-5
蜂窝铝板
2.4×10-5
花岗岩
0.8×10-5
九、材料的重力密度γg（KN/m3）
JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7
材料
γg
材料
γg
普通玻璃、夹层玻璃
钢化、半钢化玻璃
25．6
矿棉
1.2~1.5
玻璃棉
0.5~1.0
钢材
78．5
岩棉
0.5~2.5
铝合金
2700kg/m3（按GB50429）
一十、板材单位面积重力标准值（MPa）
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