观光电梯玻璃罩设计计算书.docx

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观光电梯玻璃罩设计计算书

观光电梯玻璃罩设计计算书

另外一个观光电梯工程的计算书文件结构形式为全玻璃幕墙形式

基本参数:

幕墙总高=98.800m

          最大分格B×H=1.1（m）×2.675（m）

          抗震7度设防

一、承受荷载计算：

1.  风荷载标准值计算:

   本幕墙设计按50年一遇风压计算

   Wk:

作用在幕墙上的风荷载标准值（kN/m2）

   W0:

温州30年一遇十分钟平均最大风压:

0.60kN/m2,根据现行<<建筑结构荷载规范>>GBJ9-87附图（全国基本风压分布图）中数值采用

   βz:

瞬时风压的阵风系数:

取2.25

   μs:

风荷载体型系数:

1.5

   μz:

98.800m高处风压高度变化系数（按C类地区计算）:

      μz=0.713×（Z/10）0.4=1.782

   Wk=βz×μz×μs×1.1×W0（5.2.2）

      =2.25×1.782×1.5×1.1×0.60

      =3.969kN/m2

2.风荷载设计值:

   W:

风荷载设计值（kN/m2）

   rw:

风荷载作用效应的分项系数：

1.4

       按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96（5.1.6）条规定采用

   W=rw×Wk=1.4×3.969=5.557kN/m2

3.幕墙构件重量荷载：

   Gk:

幕墙组件（包括钢材和玻璃）的重量标准值（KN）:

   S:

单元分格面积:

S=1.100×2.675=2.943m2

   G钢:

单元所有钢材重量取50.000㎏

   G玻=（0.016×2.943m2）×2.56×103㎏/m3

     =120.545Kg

   Gk=G钢+G玻=50.000㎏+120.545㎏=170.545㎏=1.705KN

取平均1.705KN/2.943m2=0.579KN/m2,按0.600KN/m2计算

4.地震作用:

（1）垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用:

   qEAk:

垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用（kN/m2）

   βE:

动力放大系数:

可取3.0按5.1.100条规定采用

   αmax:

水平地震影响系数最大值:

0.08按5.1.1条规定采用

   qEAK=3×αmax×GK/B/H（5.1.100）

       =3×0.08×0.600

       =0.144kN/m2

（2）平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用:

   PEAk:

平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用（kN）

   βE:

动力放大系数:

可取3.0按5.1.1条规定采用

   PEAK=3×αmax×Gk（5.2.5）

       =3×0.08×1.705

       =0.409kN

二、玻璃的选用与校核:

    本工程选用玻璃种类为:

8+1.14P+8mm厚夹胶玻璃（有效厚度为t=1.25×8=10.000㎜）

1.玻璃面积:

   B:

玻璃幕墙分格宽:

1.100m

   H:

玻璃幕墙分格高:

2.675m

   A:

玻璃板块面积:

   A=B×H

    =1.100×2.675

    =2.943m2

2.玻璃厚度选取:

   W:

风荷载设计值:

5.557kN/m2

   A:

玻璃板块面积:

2.943m2

   K3:

玻璃种类调整系数:

3

   试算:

   C=W×A×10/3/K3

    =5.949×2.943×10/3/3

    =18

   T=2×（1+C）0.5-2

    =2×（1+18）0.5-2

    =6.718mm

    玻璃选取厚度为:

    本工程选用玻璃种类为:

8+1.14P+8mm厚夹胶玻璃（有效厚度为t=1.25×8=10mm）

3.玻璃板块自重:

   GAk:

玻璃板块平均自重（不包括钢架）:

   t:

玻璃板块厚度:

8+1.14P+8mm

   玻璃的体积密度为:

25.6（KN/m3）按5.2.1采用

   GAk=25.6×t/1000

      =25.6×16/1000

      =0.410kN/m2

4.垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:

   αmax:

水平地震影响系数最大值:

0.08

   qEAk:

垂直于玻璃平面的分布水平地震作用（kN/m2）

   qEAk=3×αmax×GAk

       =3×0.08×0.410

       =0.098kN/m2

   rE:

地震作用分项系数:

1.3

   qEA:

垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值（kN/m2）

   qEA=rE×qEAk

      =1.3×qEAK

      =1.3×0.098

      =0.127kN/m2

5.热弯玻璃的强度计算:

   校核依据:

σ≤ｆg=56.000MP（热弯玻璃强度设计容许值）

   q:

玻璃所受组合荷载:

   a:

玻璃短边边长:

2.675m

   b:

玻璃长边边长:

1.100m

   t:

玻璃有效厚度:

10.00mm

   ψ:

玻璃板面最大弯曲系数,按两边简支支撑板计算，长边曲系数得:

0.125

   σw:

玻璃所受应力:

   采用Sw+0.6SE组合:

   q=W+0.6×qEA

    =5.557+0.6×0.127

    =5.633kN/m2

   σw=6×ψ×q×a2×1000/t2

      =6×0.125×5.633×1.12×1000/102

      =51.119N/mm2

   σw=51.119m2≤ｆg=56.000MP

热弯夹胶玻璃强度可以满足使用要求

6.玻璃最大面积校核:

   Azd:

玻璃的允许最大面积（m2）

   Wk:

风荷载标准值:

4.249kN/m2

   t:

玻璃有效厚度:

12.32mm

   K3:

玻璃种类调整系数:

3

   A:

计算校核处玻璃板块面积:

2.988m2

   Azd=0.3×K3×（t+t2/4）/Wk（6.2.7-1）

      =0.3×3.0×（10+102/4）/3.969

      =7.937m2

   A=2.943m2≤Azd=7.937m2

   可以满足使用要求

三、铝板幕墙计算

[基本信息]

铝板短边长度:

325mm

铝板长边长度:

1100mm

区格短边长度:

325mm

区格长边长度:

325mm

铝板幕墙类别:

铝板做目型加劲肋

设计荷载:

5.633kN/m2

铝板厚度:

2mm

弯矩系数（查表）:

0.0733

柏松比:

0.33

[铝板应力]:

σ=Φ×q×a^2/（1000×t^2/6）

=0.0733×5.633×325^2/（1000×2^2/6）

=65.467N/mm2

铝板设计强度f=84.2N/mm2

强度满足

[铝板挠度]:

挠度系数（查表）:

0.005

D=E×t^3/（12×（1-μ^2））

=70000×2^3/（12×（1-0.33^2））

=52369.73

δ=Φ×qk×a^4/D

=0.005×0.004×325^4/52369.73

=4.37mm

铝板允许挠度[δ]=L/180=6.1㎜

刚度满足

四、幕墙连接件计算:

（1）水平方向最大荷载设计值：

采用Sw+0.6SE组合

    Qw=（1.4Wk+1.3×0.6qek）×B×H/2

     =（5.557+1.3×0.6×0.098）×1.100×2.675/2

     =8.363kN

（2）竖直方向最大荷载设计值：

    N=1.2G=1.2×0.600×2.943

        =2.119kN

（3）水平荷载作用下弧形横梁的跨中弯矩值：

MCOx=5.633×2.675×2.2772/8=9.766KN·m

（4）水平荷载作用下弧形横梁的水平推力：

    H=MCOx/f=9.766/1.138=8.582KN

（5）水平荷载作用下弧形横梁的代梁弯矩值：

   MC0.05lOx=5.633×2.675×2.2772×（1-1/20）/40

=1.855KN·m

（6）水平荷载作用下弧形横梁的代梁剪力：

   V0.05lOx=6.025×2.675×2.277×（1-2×1/20）/2

=15.440KN

（7）水平荷载作用下弧形横梁的弯矩值：

   M0.05lx=1.855-8.582×0.496

=-2.402KN·m

（12）水平荷载作用下弧形横梁的轴力值：

   N0.05lx=-15.440×sin64.15o-8.582×cos64.15o

=-17.637KN

（13）竖直荷载作用下弧形悬臂梁的最大弯矩值：

   My=2.119×1.138

    =2.411KN·m

（14）弧形悬臂梁（18a#槽钢）的截面特性：

惯性矩:

Ix=98.6cm4

Iy=1272.7cm4

抵抗矩:

Wx=52.3cm3

Wy=141.4cm3

截面积:

A=25.69cm2

弯应力：

σm=N/A+Mx/Wx+My/Wy

=17.637×100/25.69+2.402×1000/52.3+2.411×1000/141.4

=131.631MPa

剪应力:

τ=（Vx2+Vy2）0.5/A

  =（8.3632+2.1192）0.5×100/29.29

=33.582Mpa

σ=（σm2+3τ2）0.5=（131.6312+3×33.5822）0.5

=143.910MPa

σ<[f]=215MPa强度可以满足

五、幕墙后置预埋件受力计算

本工程预埋件受拉力和剪力，使用2支M12化学螺栓2支M16×350穿墙螺杆固定10㎜钢板于主体结构,其受力状况如下，

V:

剪力设计值:

V=（8.363+2.119）=10.482KN≤2×13.5kN

（产品由厂家提供资料单个化学螺栓的的安全荷载13.5kN）

N:

法向力设计值:

N=（Mx+My）/H=（2.402+2.411）/0.25=19.452≤2×13.5kN

（产品由厂家提供资料单个化学螺栓的的安全荷载13.5kN）

六、幕墙预埋件焊缝计算

   Hf:

焊缝厚度6.000

   L:

焊缝长度150.0（施工保证焊接长度不小于200mm）

   σM:

弯矩引起的应力

σM=（Mx+My）/（2×he×lw2×1.22）

=（2.402+2.411）×106/（2×6×0.7×1502×1.22）

=20.873N/mm2

   τ:

剪应力

   τ=V/（2×He×Lw）

=（8.363+2.119）×1000/（2×6×0.7×150）

=8.319N/mm2

   σ:

总应力

   σ=（σM2+3τ2）0.5

     =（20.3732+3×8.3192）0.5=24.909/mm2

   焊缝强度可以满足!

现场施工时，焊缝厚度取8㎜.