社区行政服务中心结构计算书修.docx
《社区行政服务中心结构计算书修.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《社区行政服务中心结构计算书修.docx（114页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
社区行政服务中心结构计算书修
社区行政服务中心幕墙工程
设计计算书
设计：
校对：
审核：
批准：
和兴玻璃铝业（上海）有限公司
二〇一一年十一月二十八日
第一章设计依据及工程标准、规范
11计算引用的规范、标准及资料
11.1幕墙设计规范：
《铝合金结构设计规范》GB50429-2007
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001
《玻璃幕墙点支承装置》JG138-2010
《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001
《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS101：
98
《建筑幕墙》GB/T21086-2007
《金属和石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
《小单元建筑幕墙》JG/T216-2008
11.2建筑设计规范：
《地震震级的规定》GB/T17740-1999
《钢结构防火涂料》GB14907-2002
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）
《高处作业吊蓝》GB19155-2003
《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2010
《工程网络计划技术规程》JGJ/T121-99
《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
《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010
《建筑防火封堵使用技术规程》CECS154：
2003
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
《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
《民用建筑设计通则》GB50352-2005
《预应力筋用锚具、夹具和连接器使用技术规程》JGJ85-2010
11.3铝材规范：
《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008
《建筑用隔热铝合金型材》JG175-2011
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-2000
《铝合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2008
《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB5237.2-2008
《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》GB5237.3-2008
《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》GB5237.4-2008
《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》GB5237.5-2008
《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》GB5237.6-2004
《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2000
《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880.1～3-2006
《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2009
《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》YS/T459-2003
11.4金属板及石材规范：
《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830.1、2-2005
《建筑装饰用微晶玻璃》JC/T872-2000
《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-2007
《建筑装饰用搪瓷钢板》JG/T234-2008
《微晶玻璃陶瓷复合砖》JC/T994-2006
《超薄天然石材复合板》JC/T1049-2007
《铝幕墙板、板基》YS/T429.1-2000
《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》YS/T429.2-2000
《建筑幕墙用铝塑复合板》GB/T17748-2008
《铝塑复合板用铝带》YS/T432-2000
《天然板石》GB/T18600-2009
《天然大理石荒料》JC/T202-2001
《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005
《天然花岗石荒料》JC/T204-2001
《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2009
《天然石材统一编号》GB/T17670-2008
《天然饰面石材术语》GB/T13890-2008
11.5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
《幕墙用钢化玻璃和半钢化玻璃》GB17841-2008
《热弯玻璃》JC/T915-2003
《压花玻璃》JC/T511-2002
《中空玻璃》GB/T11944-2002
11.6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
《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000
《擦窗机》GB19154-2003
《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
11.7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
11.8五金件规范：
《封闭型沉头抽芯铆钉》GB/T12616-2004
《封闭型平圆头抽芯铆钉》GB/T12615-2004
《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277-1985
《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002
《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000
《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB/T3098.6-2000
《紧固件机械性能抽芯铆钉》GB/T3098.19-2004
《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000
《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》GB/T3098.4-2000
《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2010
《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000
《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099-2004
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997
《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000
《铜合金铸件》GB/T13819-1992
《锌合压铸件》GB/T13821-1992
《铝合金压铸件》GB/T15114-2009
《铸件尺寸公差和机械加工余量》QB/T6414-1999
《电动采光排烟窗》JG189-2006
11.9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
11.10《建筑结构静力计算手册》（第二版）
11.11土建图纸：
第二章明框玻璃幕墙设计计算书
12幕墙承受荷载计算
12.1风荷载标准值的计算方法
幕墙属于外围护构件，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：
作用在幕墙上的风荷载标准值（MPa）；
Z：
计算点标高：
5.2m；
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B类地形，5.2m高度处瞬时风压的阵风系数：
βgz=0.89×（1+2×（0.5（Z/10）-0.16））=1.8782
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B类地形，5.2m高度处风压高度变化系数：
μz=1.000×（Z/10）0.32=1
μs1：
局部风压体型系数；
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）第7.3.3条：
验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：
一、外表面
1.正压区按表7.3.1采用；
2.负压区
-对墙面，取-1.0
-对墙角边，取-1.8
二、内表面
对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
本计算点为大面位置。
按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：
风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。
根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。
对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±（0.2-0.25）的压力系数，现取±0.2”。
即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。
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，上海地区取0.00055MPa；
12.2计算支撑结构时的风荷载标准值
计算支撑结构时的构件从属面积：
A=1.035×5.2=5.382m2
LogA=0.731
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
=0.854
μs1=0.854+0.2
=1.054
wk=βgzμzμs1w0
=1.8782×1×1.054×0.00055
=0.001089MPa
12.3计算面板材料时的风荷载标准值
计算面板材料时的构件从属面积：
A=1.035×2.5=2.5875m2
LogA=0.413
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
=0.917
μs1=0.917+0.2
=1.117
wk=βgzμzμs1w0
=1.8782×1×1.117×0.00055
=0.001154MPa
12.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值
qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]
qEAk：
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（MPa）；
βE：
动力放大系数,取5.0；
αmax：
水平地震影响系数最大值，取0.08；
Gk：
幕墙构件的重力荷载标准值（N）；
A：
幕墙构件的面积（mm2）；
12.5作用效应组合
荷载和作用效应按下式进行组合：
S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]
上式中：
S：
作用效应组合的设计值；
SGk：
重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；
Swk、SEk：
分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；
γG、γw、γE：
各效应的分项系数；
ψw、ψE：
分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。
上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：
进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：
重力荷载：
γG：
1.2；
风荷载：
γw：
1.4；
地震作用：
γE：
1.3；
进行挠度计算时；
重力荷载：
γG：
1.0；
风荷载：
γw：
1.0；
地震作用：
可不做组合考虑；
上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；
地震作用的组合系数ψE为0.5；
13幕墙立柱计算
基本参数：
1：
计算点标高：
5.2m；
2：
力学模型：
双跨梁；
3：
立柱跨度：
L=5200mm，短跨长L1=1200mm，长跨长L2=4000mm；
4：
立柱左分格宽：
1035mm；立柱右分格宽：
1035mm；
5：
立柱计算间距：
B=1035mm；
6：
板块配置：
中空玻璃6+6mm；
7：
立柱材质：
6063-T5；
8：
安装方式：
偏心受拉；
本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：
13.1立柱型材选材计算
（1）风荷载作用的线荷载集度（按矩形分布）：
qwk：
风荷载线分布最大荷载集度标准值（N/mm）；
wk：
风荷载标准值（MPa）；
B：
幕墙立柱计算间距（mm）；
qwk=wkB
=0.001089×1035
=1.127N/mm
qw：
风荷载线分布最大荷载集度设计值（N/mm）；
qw=1.4qwk
=1.4×1.127
=1.578N/mm
（2）水平地震作用线荷载集度（按矩形分布）：
qEAk：
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（MPa）；
βE：
动力放大系数，取5.0；
αmax：
水平地震影响系数最大值，取0.08；
Gk：
幕墙构件的重力荷载标准值（N），（含面板和框架）；
A：
幕墙平面面积（mm2）；
qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]
=5×0.08×0.0005
=0.0002MPa
qEk：
水平地震作用线荷载集度标准值（N/mm）；
B：
幕墙立柱计算间距（mm）；
qEk=qEAkB
=0.0002×1035
=0.207N/mm
qE：
水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm）；
qE=1.3qEk
=1.3×0.207
=0.269N/mm
（3）幕墙受荷载集度组合：
用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：
……5.4.1[JGJ102-2003]
q=qw+0.5qE
=1.578+0.5×0.269
=1.713N/mm
用于挠度计算时，采用Sw标准值：
……5.4.1[JGJ102-2003]
qk=qwk
=1.127N/mm
（4）求支座反力R1及最大弯矩：
由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。
M1：
中支座弯矩（N·mm）；
R1：
中支座反力（N）；
M1=-q（L13+L23）/8L
=-1.713×（12003+40003）/8/5200
=-2706540N·mm
R1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2
=1.713×1200/2-（-2706540/1200）+1.713×4000/2-（-2706540/4000）
=7385.885N
13.2确定材料的截面参数
（1）截面的型材惯性矩要求：
k2=0
k1=4M1/（qL22）
=4×2706540/（1.713×40002）
=0.395
查《建筑结构静力计算手册》第二版表3-9附注说明：
x0=A/4+2R1/3cos（θ+240）
其中：
A=2+k1-k2=2.395
R=（（A/4）2-k1/2）3/2=0.065
θ=1/3arccos（（A3-12k1A-8（1-2k1-k2））/64R）=26.751
x0=A/4+2R1/3cos（θ+240）
=2.395/4+2×0.0651/3cos（26.751+240）
=0.553
λ=x0（1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03）
=0.167
代入df,lim=λqkL24/24EIxmin
上式中：
df,lim：
按规范要求，立柱的挠度限值（mm）；
qk：
风荷载线荷载集度标准值（N/mm）；
L2：
长跨长度（mm）；
E：
型材的弹性模量（MPa），对6063-T5取70000MPa；
Ixmin：
材料需满足的绕X轴最小惯性矩（mm4）；
L2/180=4000/180=22.222
按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）：
当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；
当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；
对本例取：
df,lim=20mm
代入上式：
Ixmin=λqkL24/24Edf,lim
=0.167×1.127×40004/24/70000/20
=1433973.333mm4
（2）截面的型材抵抗矩要求：
Wnx：
立柱净截面抵抗矩预选值（mm3）；
Mx：
弯矩组合设计值即M1（N·mm）；
γ：
塑性发展系数：
对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；
对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；
对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；
fa：
型材抗弯强度设计值（MPa），对6063-T5取90；
Wnx=Mx/γfa
=2706540/1.00/90
=30072.667mm3
13.3选用立柱型材的截面特性
按上一项计算结果选用型材号：
120×65铝材
型材的抗弯强度设计值：
90MPa
型材的抗剪强度设计值：
τa=55MPa
型材弹性模量：
E=70000MPa
绕X轴惯性矩：
Ix=2675840mm4
绕Y轴惯性矩：
Iy=689240mm4
绕X轴净截面抵抗矩：
Wnx1=36201mm3
绕X轴净截面抵抗矩：
Wnx2=35638mm3
型材净截面面积：
An=1120.8mm2
型材线密度：
γg=0.030262N/mm
型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：
t=5mm
型材受力面对中性轴的面积矩：
Sx=24559mm3
塑性发展系数：
γ=1.00
13.4立柱的抗弯强度计算
（1）立柱轴向拉力设计值：
Nk：
立柱轴向拉力标准值（N）；
qGAk：
幕墙单位面积的自重标准值（MPa）；
A：
立柱单元的面积（mm2）；
B
升级会员 