干挂石材幕墙计算书文档格式.docx

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（Z/10）0.44

μz=0.318×

（Z/10）0.60

本工程属于B类地区,故μz=1.000×

μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）第7.3.3条取为：

-1.2

W0---基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，大连地区取为0.650kN/m2

（3）.地震作用计算:

qEAk=βE×

αmax×

GAK

qEAk---水平地震作用标准值

βE---动力放大系数,按5.0取定

αmax---水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定:

αmax选择可按JGJ102-2003中的表5.3.4进行。

表5.3.4水平地震影响系数最大值αmax

抗震设防烈度

6度

7度

8度

αmax

0.04

0.08（0.12）

0.16（0.24）

注:

7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g和0.30g的地区。

设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度：

αmax=0.04

设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度：

αmax=0.08

设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度：

αmax=0.12

设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度：

αmax=0.16

设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度：

αmax=0.24

设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度：

αmax=0.32

大连设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度为7度，故取αmax=0.08

GAK---幕墙构件的自重（N/m2）

（4）.作用效应组合:

一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度：

a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：

γ0S≤R

b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：

SE≤R/γRE

式中S---荷载效应按基本组合的设计值；

SE---地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值；

R---构件抗力设计值；

γ0----结构构件重要性系数，应取不小于1.0；

γRE----结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0；

c.挠度应符合下式要求：

df≤df,lim

df---构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值；

df,lim---构件挠度限值；

d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合df≤df,lim的规定。

幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定：

1有地震作用效应组合时，应按下式进行：

S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK

2无地震作用效应组合时，应按下式进行：

S=γGSGK+ψwγwSWK

S---作用效应组合的设计值；

SGk---永久荷载效应标准值；

SWk---风荷载效应标准值；

SEk---地震作用效应标准值；

γG---永久荷载分项系数；

γW---风荷载分项系数；

γE---地震作用分项系数；

ψW---风荷载的组合值系数；

ψE---地震作用的组合值系数；

进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：

①一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数γG、γW、γE应分别取1.2、1.4和1.3；

②当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG应取1.35；

此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；

③当永久荷载的效应对构件利时，其分项系数γG的取值不应大于1.0。

可变作用的组合系数应按下列规定采用：

①一般情况下，风荷载的组合系数ψW应取1.0，地震作用于的组合系数ψE应取0.5。

②对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数ψW应取1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6（永久荷载的效应起控制作用时）。

幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应的组合。

Ⅲ.材料力学性能:

材料力学性能，主要参考JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》。

（1）.玻璃的强度设计值应按表5.2.1的规定采用。

表5.2.1玻璃的强度设计值fg（N/mm2）

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

15～19

24.0

17.0

≧20

20.0

14.0

钢化玻璃

84.0

58.8

72.0

50.4

59.0

41.3

注：

1.夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采用的玻璃类型确定；

2.当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的3倍时，表中数值应根据实测结果予于调整；

3.半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的2倍。

当半钢化玻璃的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的2倍时，其设计值应根据实测结果予于调整；

4.侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。

（2）.铝合金型材的强度设计值应按表5.2.2的规定采用。

表5.2.2铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）

铝合金牌号

状态

壁厚（mm）

强度设计值fa

抗拉、抗压

抗剪

局部承压

6061

T4

不区分

85.5

49.6

133.0

T6

190.5

110.5

199.0

6063

T5

120.0

140.0

81.2

161.0

6063A

≦10

124.4

72.2

150.0

〉10

116.6

67.6

141.5

147.7

85.7

172.0

163.0

（3）.钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017-2003的规定采用，也可按表5.2.3采用。

表5.2.3钢材的强度设计值fs（N/mm2）

钢材牌号

厚度或直径d（mm）

抗拉、抗压、抗弯

端面承压

Q235

d≤16

215

125

325

16＜d≤40

205

120

40＜d≤60

200

115

Q345

310

180

400

16＜d≤35

295

170

35＜d≤50

265

155

表中厚度是指计算点的钢材厚度；

对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.

（4）.玻璃幕墙材料的弹性模量可按表5.2.8的规定采用。

表5.2.8材料的弹性模量E（N/mm2）

材料

E

玻璃

0.72ｘ105

铝合金

0.70ｘ105

钢、不锈钢

2.06ｘ105

消除应力的高强钢丝

2.05ｘ105

不锈钢绞线

1.20ｘ105～1.50ｘ105

高强钢绞线

1.95ｘ105

钢丝绳

0.80ｘ105～1.00ｘ105

注：

钢绞线弹性模量可按实测值采用。

（5）.玻璃幕墙材料的泊松比可按表5.2.9的规定采用。

表5.2.9材料的泊松比υ

υ

玻璃

0.20

0.30

0.33

高强钢丝、钢绞线

（6）.玻璃幕墙材料的线膨胀系数可按表5.2.10的规定采用。

表5.2.10材料的线膨胀系数α（1/℃）

材料

α

α

0.80×

10-5～1.00×

10-5

不锈钢板

1.80×

2.35×

混凝土

1.00×

铝材

1.20×

砌砖体

0.50×

（7）.玻璃幕墙材料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采用。

表5.3.1材料的重力密度γg（kN/m3）

γg

普通玻璃、夹层玻璃、

钢化玻璃、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

一、风荷载计算

标高为37.9m处风荷载计算

（1）.风荷载标准值计算:

W0:

基本风压

W0=0.65kN/m2

βgz:

37.9m高处阵风系数（按B类区计算）

[1+（Z/10）-0.16]=1.609

μz:

37.9m高处风压高度变化系数（按B类区计算）:

（GB50009-2001（2006版））

=1.000×

（37.9/10）0.32=1.532

μs:

风荷载体型系数

μs=-1.20

W0（GB50009-2001（2006版））

=1.609×

1.532×

1.2×

0.650

=1.923kN/m2

（2）.风荷载设计值:

W:

风荷载设计值（kN/m2）

γw:

风荷载作用效应的分项系数：

1.4

按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用

W=γw×

Wk=1.4×

1.923=2.692kN/m2

二、板强度校核:

1.石材强度校核

用级石材，其抗弯强度标准值为：

8.0N/mm2

石材抗弯强度设计值：

3.70N/mm2

石材抗剪强度设计值：

1.90N/mm2

校核依据：

σ≤[σ]=3.700N/mm2

Ao:

石板短边长：

0.600m

Bo:

石板长边长：

1.100m

a:

计算石板抗弯所用短边长度:

0.600m

b:

计算石板抗弯所用长边长度:

0.900m

t:

石材厚度:

25.0mm

GAK:

石板自重=700.00N/mm2

m1:

四角支承板弯矩系数,按短边与长边的边长比（a/b=0.667）

查表得:

0.1383

Wk:

风荷载标准值:

1.923kN/m2

垂直于平面的分布水平地震作用:

qEAk:

垂直于幕墙平面的分布水平地震作用（kN/m2）

qEAk=5×

=5×

0.080×

700.000/1000

=0.280kN/m2

荷载组合设计值为：

Sz=1.4×

Wk+1.3×

0.5×

qEAk

=2.874kN/m2

应力设计值为：

σ=6×

m1×

Sz×

b2×

103/t2

=6×

0.1383×

2.874×

0.9002×

103/25.02

=3.091N/mm2

3.091N/mm2≤3.700N/mm2强度可以满足要求

2.石材剪应力校核

校核依据:

τmax≤[τ]

τ:

石板中产生的剪应力设计值（N/mm2）

n:

一个连接边上的挂钩数量:

2

石板厚度:

d:

槽宽:

7.0mm

s:

槽底总长度:

60.0mm

β:

系数,取1.25

对边开槽

τ=Sz×

Ao×

Bo×

β×

1000/[n×

（t-d）×

s]

=1.098N/mm2

1.098N/mm2≤1.900N/mm2

石材抗剪强度可以满足

3.挂钩剪应力校核

挂钩剪应力设计值（N/mm2）

Ap:

挂钩截面面积:

19.600mm2

1000/（2×

n×

Ap）

=30.245N/mm2

30.245N/mm2≤125.000N/mm2

挂板抗剪强度可以满足

三、幕墙立柱计算:

1.荷载计算:

（1）风荷载均布线荷载设计值（矩形分布）

qw:

风荷载均布线荷载设计值（kN/m）

风荷载设计值:

2.692kN/m2

B:

幕墙分格宽:

1.000m

qw=W×

B

=2.692×

1.000

=2.692kN/m

（2）立柱弯矩:

Mw:

风荷载作用下立柱弯矩（kN.m）

风荷载均布线荷载设计值:

2.692（kN/m）

Hsjcg:

立柱计算跨度:

3.300m

Mw=qw×

Hsjcg2/8

3.3002/8

=3.664kN·

m

qEA:

地震作用设计值（KN/m2）:

垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:

垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值（kN/m2）

GAk

=0.280kN/m2

γE:

幕墙地震作用分项系数:

1.3

qEA=1.3×

=1.3×

0.280

=0.364kN/m2

qE：

水平地震作用均布线作用设计值（矩形分布）

qE=qEA×

=0.364×

=0.364kN/m

ME:

地震作用下立柱弯矩（kN·

m）:

ME=qE×

=0.495kN·

M:

幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩（kN·

m）

采用SW+0.5SE组合

M=Mw+0.5×

ME

=3.664+0.5×

0.495

=3.912kN·

2.选用立柱型材的截面特性:

立柱型材号:

XC1\HHH

选用的立柱材料牌号:

Q235d<

=16

型材强度设计值:

抗拉、抗压215.000N/mm2抗剪125.0N/mm2

型材弹性模量:

E=2.10×

105N/mm2

X轴惯性矩:

Ix=101.000cm4

Y轴惯性矩:

Iy=16.600cm4

立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩:

Wn=25.300cm3

立柱型材净截面积:

An=10.250cm2

立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:

LT_x=6.000mm

立柱型材计算剪应力处以上（或下）截面对中和轴的面积矩:

Ss=37.400cm3

塑性发展系数:

γ=1.05

3.幕墙立柱的强度计算:

N/An+M/（γ×

Wn）≤ｆa=215.0N/mm2（拉弯构件）

幕墙自重线荷载:

Gk=700×

B/1000

=700×

1.000/1000

=0.700kN/m

Nk:

立柱受力:

Nk=Gk×

L

=0.700×

3.300

=2.310kN

N:

立柱受力设计值:

rG:

结构自重分项系数:

1.2

N=1.2×

Nk

=1.2×

2.310

=2.772kN

σ:

立柱计算强度（N/mm2）（立柱为拉弯构件）

2.772kN

An:

立柱型材净截面面积:

10.250cm2

立柱弯矩:

3.912kN·

Wn:

立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩:

25.300cm3

γ:

1.05

σ=N×

10/An+M×

103/（1.05×

Wn）

=2.772×

10/10.250+3.912×

25.300）

=149.965N/mm2

149.965N/mm2<

ｆa=215.0N/mm2

立柱强度可以满足

4.幕墙立柱的刚度计算:

df≤L/250

df:

立柱最大挠度

df=5×

qWk×

Hsjcg4×

1000/（384×

2.1×

Ix）=14.000mm

Du:

立柱最大挠度与其所在支承跨度（支点间的距离）比值:

L:

Du=U/（L×

1000）

=14.000/（3.300×

=1/236

1/236>

1/250

挠度不满足要求！

层间增加一支点，立柱计算跨度：

1.65m计算如下：

校核依据:

Ix）=0.875mm

1.650m

=0.875/（1.650×

=1/1886<

挠度可以满足要求！

5.立柱抗剪计算:

τmax≤[τ]=125.0N/mm2

（1）Qwk:

风荷载作用下剪力标准值（kN）

Qwk=Wk×

Hsjcg×

B/2

=1.923×

3.300×

1.000/2

=3.173kN

（2）Qw:

风荷载作用下剪力设计值（kN）

Qw=1.4×

Qwk

=1.4×

3.173

=4.442kN

（3）QEk:

地震作用下剪力标准值（kN）

QEk=qEAk×

=0.280×

=0.462kN

（4）QE:

地震作用下剪力设计值（kN）

QE=1.3×

QEk

0.462

=0.601kN

（5）Q:

立柱所受剪力:

采用Qw+0.5QE组合

Q=Qw+0.5×

QE

=4.442+0.5×

0.601

=4.743kN

（6）立柱剪应力:

立柱剪应力:

Ss:

37.400cm3

Ix:

立柱型材截面惯性矩:

101.000cm4

τ=Q×

Ss×

100/（Ix×

LT_x）

=4.743×

37.400×

100/（101.000×

6.000）

=29.270N/mm2

τ=29.270N/mm2<

125.0N/mm2

立柱抗剪强度可以满足

四、立柱与主结构连接

采用SG+SW+0.5SE组合

N1wk:

连接处风荷载总值（N）:

N1wk=Wk×

B×

1000

1.000×

=6345.9N

连接处风荷载设计值（N）:

N1w=1.4×

N1wk

6345.9

=8884.26N

N1Ek:

连接处地震作用（N）:

N1Ek=qEAk×

=924.0N

N1E:

连接处地震作用设计值（N）:

N1E=1.3×

N1Ek

924.0

=1201.2N

N1:

连接处水平总力（N）:

N1=N1w+0.5×

N1E

=8884.26+0.5×

1201.2

=9484.86N

N2:

连接处自重总值设计值（N）:

N2k=700×

Hsjcg

=2310.0N

N2=1.2×

N2k

2310.0

=2772.0N

连接处总合力（N）:

N=（N12+N22）0.5

=（9484.862+2772.0002）0.5

=9881.63N

根据《钢结构设计规范》GB50017-2003公式7.1.1-1、7.1.1-2和7.1.1-3计算

hf:

角焊缝焊脚尺寸8.000mm

角焊缝实际长度80.000mm

he:

角焊缝的计算厚度=0.7hf=5.6mm