钢梁系点支式玻璃采光顶说明.docx
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钢梁系点支式玻璃采光顶说明
山东黄金绿苑房地产开发有限公司
山东黄金·九九景城住宅小区地下车库工程
轻钢结构点支式玻璃采光顶
设计说明
一、工程概况
1.工程名称：
山东黄金·九九景城住宅小区
2.工程地点：
山东省济南市旅游路以北，浆水泉路以西
3.建设单位（业主）：
山东黄金绿苑房地产开发有限公司
4.工程结构形式：
钢筋混凝土结构
5.地面粗糙度类型：
B类
6.采光顶抗震设防烈度：
6度
7.建筑结构使用年限：
50年
8.建筑采光顶结构安全等级：
二级
9.后锚固安全等级：
二级
10.建筑采光顶结构设计使用年限：
25年
二、建筑与幕墙设计：
1、人性化设计
1）在不影响立面效果和配合室内使用功能的前提下，非常合理的设计立面分格及选材，不在人的视线高度设计幕墙横梁，不浪费一点可节约的造价。
2）所有面材板块均能自由更换，以便于在出现色差或破损时更换及维修。
3）防静电设计：
设计原则：
抑制或减少静电的产生。
将已产生的静电迅速、安全、有效的排除。
防静电设计等级为三级，即室内静电电位绝对值不大于1000V。
具体措施：
防止其他物体与幕墙紧密接触，如窗帘与幕墙间保持一定距离，不是两者直接接触。
擦时与玻璃接触的清洗材料选用不易起电的材料（如电阻率小于109Ω-cm的材料）并降低摩擦速度。
对金属杆件通过接地使静电荷作用泄放掉，使带电体与大地等电位。
4）防噪音设计
在金属与金属直接接触可能产生噪音的地方均设有防噪音柔性垫片。
2、绿色环保、节能设计
1）幕墙所选用的玻璃、铝型材、钢材等均为绿色材料，都不会对环境造成污染，且都可回收利用。
2）各种清洗剂、油漆及稀释剂等对空气、环境会造成污染的材料，我们在存放、运输、使用及垃圾处理时均有严格的管理程序，定点存放，完工后彻底清除。
3）防光污染设计：
玻璃幕墙均采用反射比不大于0.30的玻璃。
4）节能、防结露设计：
为满足节能要求，室内、外铝型材不直接接触，设有隔热垫块；玻璃采用钢化中空玻璃。
3、设计理念及风格
本次分格设计我们基本上尊重设计师原有的设计理念和风格。
在详细分格方面主要考虑了如下因素：
Ø满足采光顶结构安全的要求。
Ø满足建筑设计效果要求。
Ø考虑面材利用率及加工安装工艺性，尽量做到经济合理。
Ø合理采光，满足人的视觉要求。
Ø开窗通风良好，充分保证室内空气流通。
Ø考虑幕墙的收边处理。
Ø考虑与原建筑和幕墙的交接与对齐。
Ø各个立面横向胶缝对齐。
Ø满足结构强度和刚度要求。
Ø考虑各种不同材料交界、组合的处理方式。
我们力求以最优分格形式保证该建筑装饰完美。
三、设计依据
1、国家标准、行业标准及地方标准
序号
标准名称
标准编号
1、建筑设计规范
1）
《建筑设计防火规范》
GB50016-2006
2）
《建筑采光设计标准》
GB/T50033-2001
3）
《建筑内部装修设计防火规范》
GB50222-95
4）
《建筑防火封堵应用技术规程》
CECS154：
2003新制定
2、结构设计规范
1）
《建筑结构荷载规范》
GB50009-2001（2006版）
2）
《混凝土结构设计规范》
GB50010-2002
3）
《混凝土结构加固设计规范》
GB50367-2006
4）
《铝合金结构设计规范》
GB50429-2007
5）
《建筑抗震设计规范》
GB50011-2010
6）
《钢结构设计规范》
GB50017-2003
7）
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》
GB50018-2002
8）
《建筑物防雷设计规范》
GB50057-94（2000年版）
9）
《建筑结构可靠度设计统一标准》
GB50068-2001
10）
《建筑抗震设防分类标准》
GB50223-2008
11）
《地震震级的规定》
GB17740-1999
12）
《中国地震烈度表》
GB/T17742-1999
13）
《工程抗震术语标准》
JGJ/T97-95
14）
《中国地震动参数区划图》（国标委服务函[2008]57号第1号修改单）
GB18306-2001
15）
《建筑物防雷检测技术规范》
GB/T21434-2008
16）
《混凝土结构后锚固技术规程》
JGJ145-2004
17）
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》
JG160-2004
18）
《建筑钢结构焊接技术规程》
JGJ81-2002
3、建筑幕墙工程技术规范
1）
《建筑幕墙》
GB/T21086-2007
2）
《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ102-2003
3）
《建筑玻璃应用技术规范》
JGJ113-2003
4）
《金属与石材幕墙工程技术规范》
JGJ133-2001
5）
《点支式玻璃幕墙支承装置》
JG138-2001
6）
《建筑玻璃采光顶》
JG/T231-2008
4、钢材标准
1）
《钢及合金术语》
GB/T20566-2006
2）
《钢铁牌号表示方法》
GB/T221-2008
3）
《钢分类第1部分按化学成份分类》
GB/T13304.1-2008
4）
《钢分类第2部分按主要质量等级和主要性能或使用特性的分类》
GB/T13304.2-2008
5）
《优质碳素结构钢》
GB699-1999
6）
《碳素结构钢》
GB/T700-2006
7）
《焊接结构用耐候钢》
GB/T4172-2000
8）
《冷弯型钢》
GB/T6725-2008
9）
《结构用冷弯空心型钢尺寸、外型、重量及允许偏差》
GB/T6728-2002
10）
《建筑结构用冷弯矩形钢管》
JG/T178-2005
11）
《焊缝符号表示法》
GB/T324-2008
12）
《碳素结构钢冷轧钢板及钢带》
GB/T11253-2007
13）
《金属覆盖层铁件的锌电镀层》
GB/T9799-1997
14）
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》
GB/T13912-2002
15）
《钢结构防火涂料》
GB14907-2002
16）
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》
GB8923-88
17）
《钢结构防火涂料应用技术规范》
CECS24：
90
5、玻璃标准
1）
《普通平板玻璃尺寸系列》
GB4870-1985
2）
《普通平板玻璃》
GB4871-1995
3）
《平板玻璃》
GBll614-2009
4）
《建筑用安全玻璃第3部分：
夹层玻璃》
GB15763.3-2009
5）
《建筑用安全玻璃第2部分：
钢化玻璃》
GB15763.2-2005
6、密封材料及橡胶材料标准
1）
《建筑密封材料术语》
GB/T14682-2006
2）
《建筑用硅酮结构密封胶》
GB/T16776-2005
3）
《建筑密封胶分级及要求》
GB/T22083-2008新制定
4）
《聚氨酯建筑密封胶》
JC/T482-2003
5）
《幕墙玻璃接缝用密封胶》
JC/T882-2001
7、验收标准
1）
《建筑装饰装修工程质量验收规范》
GB50210-2001
2）
《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ102-2003
3）
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50205-2001
4）
《建筑节能工程施工质量验收规范》
GB50411-2007
5）
《玻璃幕墙工程质量验收标准》
JGJ/139-2001
6）
济南市建筑质量监督站有关验收规定；
2、结构设计中技术参数
1）本地区50年一遇的基本风压基本风压为0.45KN/m2，大面风压体形系数为1.3，墙角部位体型系数为1.8；
2）工程所在地地面粗糙度类别：
C类；
3）济南50年一遇最大积雪的自重:
0.300kN/m2
4）抗震设防烈度为6度，地震加速度为0.05g，设计地震分组为第三组；
5）结构计算软件采用内江百科采光顶计算软件，版本为BK2010版；
6）幕墙构件安全按二级考虑。
7）采光顶屋面为上人屋面，活荷载、施工荷载标准值为0.500kN/m2（《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）表4.3.1规定取值。
8）幕墙设计时考虑幕墙自重、风荷载、雪荷载的最不利组合及组合系数。
9）楼层弹性层间位移角限值GB/T21086-2007表20如下表：
建筑高度
结构类型
建筑高度H（m）
H≤150
150＜H≤250
H＞250
框架
1/550
—
—
框架-剪力墙、框架-核心筒
1/800
线性插值
10）本工程所用材料的重力密度γg（KN/m3）依据JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7：
规定如下表
材料
γg
材料
γg
普通玻璃、夹层玻璃
钢化、半钢化玻璃
25.6
钢材
78.5
11）板材单位面积重力标准值（MPa）依据JGJ133-2001表5.2.2规定如下表：
板材
厚度
（mm）
qk
（N/m2）
板材
厚度
（mm）
qk
（N/m2）
玻璃
6
12
154
308
不锈钢板
1.5
2.0
117.8
157.0
12）材料的弹性模量E（MPa）依据JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9规定其材数值如下：
材料
E
材料
E
玻璃
0.72×105
钢、不锈钢
2.06×105
铝合金、单层铝板
0.70×105
13）材料的膨胀系数α（1/℃）依据JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7规定其参数如下：
材料
α
材料
α
玻璃
0.8×10-5～1.0×10-5
钢材
1.20×10-5
铝合金、单层铝板
2.3×10-5（按GB50429）
混凝土
1.00×10-5
铝单板
≤4.0×10-5
花岗岩
0.8×10-5
14）材料的泊松比υ依据JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7规定，其参数如下：
材料
υ
材料
υ
玻璃
0.2
钢、不锈钢
0.3
铝合金
0.3（按GB50429）
铝单板
0.25
花岗岩
0.125
15）玻璃的强度设计值按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003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
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
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。
16）单层铝合金板的强度设计值应按表5.3.2的规定采用
牌号
试样状态
厚度（mm）
抗拉强度
抗剪强度
2A11
T42
0.5～2.9
129.5
75.1
＞2.9～10.0
136.5
79.2
2A12
T42
0.5～2.9
171.5
99.5
＞2.9～10.0
185.5
107.6
7A04
T62
0.5～2.9
273.0
158.4
＞2.9～10.0
287.0
166.5
7A09
T62
0.5～2.9
273.0
158.4
＞2.9～10.0
287.0
166.5
17）花岗石板材的弯曲强度应经法定检测机构检测确定，其弯曲强度不应小于8.0Mpa。
18）JGJ102-2003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
不区分
190.5
110.5
199.0
6063
T5
不区分
85.5
49.6
120.0
T6
不区分
140.0
81.2
161.0
6063A
T5
≦10
124.4
72.2
150.0
〉10
116.6
67.6
141.5
T6
≦10
147.7
85.7
172.0
〉10
140.0
81.2
163.0
19）横梁截面主要受力部位的厚度，应符合《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003及《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的规定；
Ø截面自由挑出部位和双侧加劲部位的宽厚比b0/t应符合表下表的要求；
截面部位
铝型材
钢型材
6063-T5
6063-T4
6063A-T5
6063-T6
6063A-T6
6061-T6
Q235
Q345
自由挑出
17
15
13
12
15
12
双侧加劲
50
45
40
35
40
33
Ø当横梁跨度不大于1.2mm时，铝合金型材截面主要受力部位的厚度不应大于2.0mm；当横梁跨度大于1.2mm时，其截面主要受力部位的厚度不应小于2.5mm。
型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时，其局部截面厚度不应小于螺钉的公称直径；
Ø钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于2.5mm。
Ø立柱截面主要受力部位的厚度，应符合下列要求；
A.铝型材截面开口部位的厚度不应小于3.0mm，闭口部位的厚度不应小于2.5mm；型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时，其局部厚度尚不应小于螺钉的公称直径；
B.钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于3.5mm；
C.对偏心受力立柱，其截面宽厚比应符合《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.2.1条的相应规定。
20）钢材的强度设计值按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表5.2.3的规定采用；
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
3、设计院资料
1）工程建施电子图一套
四、建筑幕墙物理性能
建筑幕墙的物理性能等级是依据《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测办法》GB/T15227-2007按照建筑物所在的地区的地理、气候条件、建筑物高度、体型和环境以及建筑物的重要性等选定的，其分级符合国家现行规范《建筑幕墙》GB21086-2007的规定。
1、抗风压性能
建筑幕墙抗风压性能指标应根据幕墙所受的风何载标准值Wk确定，其指标值不应低于Wk，且不应小于1.0Kpa。
Wk的计算应符合GB50009-2001（2006年版）的规定。
在抗风压性能指标值作用下，幕墙的支撑体系和面板的相对挠度和绝对挠度不应大于下表要求。
幕墙支撑结构、面板相对挠度和绝对挠度要求
支撑结构类型
相对挠度（L跨度）
绝对挠度/㎜
点支撑玻璃幕墙
钢结构
L/250
—
索杆结构
L/200
—
玻璃面板
长边孔距/60
—
a括号内数据适用于跨距超过4500mm的建筑幕墙产品
建筑幕墙抗风压性能分级
分级代号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
分级指标值
1.0≤P3<1.5
1.5≤P3<2.0
2.0≤P3<2.5
2.5≤P3<3.0
3.0≤P3<3.5
3.5≤P3<4.0
4.0≤P3<4.5
4.5≤P3<5.0
P3≥5.0
注1、9级时需同时标注P3的测试值，如：
属9级（5.5KPa）。
2、分级指标值P3为正、负风压测试值绝对值得较小值。
表中P3为风荷载标准值，其含义是在P3作用下，幕墙主要受力杆件（铝型材）的相对挠度值不应大于L/180（L—杆件长度）。
在幕墙主要受力杆件的设计计算中，还需考虑与风压标准值对应的设计值，并考虑与地震（温度）等作用的组合，在这些组合作用下，幕墙主要受力杆件的最大应力不得大于材料的设计强度值。
所以，确定幕墙风压变形指标的关键数值是风荷载标准值。
建筑幕墙抗风压性能为4级，2.5≤P3<3。
0
2、水密性能
建筑幕墙可开启部分为关闭状态时，在风雨同时作用下，阻止雨水渗漏的能力，检测幕墙构件发生严重渗漏时的最大压力差值。
根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第4.2.5中的第3条规定可开启部分水密性等级宜与固定部分相同。
所以幕墙可开启部分雨水渗透性能为Ⅲ级。
我司所设计的幕墙在雨水渗透性能保障上主要有以下几点：
隐框幕墙部分采用耐候密封胶密封。
建筑幕墙水密性能分级
分级代号
1
2
3
4
5
分级
指标值
△P/Pa
固定
部分
500≤△P<700
700≤△P<1000
1000≤△P<1500
1500≤△P<2000
△P≥2000
开启
部分
250≤△P<350
350≤△P<500
500≤△P<700
700≤△P<1000
△P≥1000
注1、5级时需同时标注固定部分和开启部分△P的测试值。
建筑幕墙固定部分水密性能为4级，1500≤△P<2000
3、耐撞击性能
耐撞击性能应满足设计要求。
人员流动密度大或青少年、幼儿活动的公共建筑的建筑幕墙，耐撞击性能指标不应低于下表的2级要求。
耐撞击能量E和撞击物体的降落高度H分级指标和表示方法应符合下表要求：
分级指标
1
2
3
4
室内侧
撞击能量E/（N·m）
700
900
＞900
—
降落高度H/mm
1500
2000
＞2000
—
室外侧
撞击能量E/（N·m）
300
500
800
＞800
降落高度H/mm
700
1100
1800
＞1800
注1：
性能标注时应按：
室内侧定级值/室外侧定级值。
例如：
2/3为室内2级，室外3级。
2：
当室内定级值为3级时标注撞击能量实际测试值，当室外侧定级值为4级时标注撞击能量实际测试值。
例如：
1200/1900室内1200N·m，室外1900N·m。
Ø本建筑幕墙耐撞击性能室内侧及室外侧均为2级
4、防雷性能
按照GB50057《建筑物防雷设计规范》中防雷等级及防雷措施如下：
1）防雷建筑物的类别按《建筑物防雷设计规范（GB50057-94）（2000年版）》划分，本项目防雷等级取为二类。
2）所有焊后的表面及焊缝应修光。
3）建筑幕墙的防雷设计应符合GB50057的有关规定。
玻璃雨棚应形成自身的防雷体系并和主体结构的防雷体系有可靠的连接。
所有的钢骨架均需形成自身的防雷体系。
并与主体结构可靠接地，共同形成防雷体系。
本工程防雷击设计为II级。
按照《建筑防雷设计规范》（GB50057）要求，建筑物防雷设计，不仅考虑顶层雷击，还要考虑侧向雷击。
根据本工程需要,顶层雷击及侧击雷均做设防。
合理的防雷措施将使外饰面免受雷击，达到安全使用功能。
按II类级防雷设计，保证建筑的安全，防止雷电损害。
为了减小通路电阻，钢骨架与防雷系统中的钢带相连时做特殊处理，钢带与龙骨的接触表面则进行焊接处理，这样，可有效地保证接触处电阻更小。
5、防腐蚀性能
在材料选择上，钢型材表面进行防腐处理，钢龙骨进行防腐处理。
所用的连接件除具有一定的强度外，所有钢制零部件均进行了与其功能和位置相宜的防护处理，也具有足够的耐气候性。
如：
螺钉、垫圈等附件选用不锈钢件，所有的密封件为耐腐蚀的非金属材料。
不同金属材料之间加设绝缘垫片，以防止电化腐蚀。
钢结构表面进行防腐处理后，表面再刷装饰面漆。
对已做好防腐处理的钢件需作焊接作业时，焊接完毕后要清除焊渣并刷防锈漆两遍做防腐处理。
6、幕墙板块的可更换性
幕墙的结构形式的设计考虑到今后的维修，所有玻璃板块均设计成能单独装卸式，即一旦有某一板块由于某种原因损坏，可独立更换，绝不影响其他板块的构造。
五、采光顶简述及材料选择
1、概述
玻璃面板采用点支式不锈钢驳接系统固定，采光顶玻璃与玻璃之间，采光顶玻璃与建筑主体之间的连接密封材料采用中性硅酮耐候密封胶。
车库入口采光顶采用主梁布置结构，主梁均采用200*150*6矩形钢管。
2、特点
主承重梁为方形钢管承重，适用于荷载较小，跨度较小的结构，本跨度为7～9米左右，这种形式的玻璃面板采用点支式驳接组件固定，通透性好。
钢梁系点支式玻璃采光顶平面适用性强。
应用范围广。
3、采光顶材料
3.1.玻璃：
6mm（钢化透明白玻璃）+1.14（PVB）+6mm（钢化透明白玻璃）。
所有玻璃磨边倒角处理，立面玻璃采用12mm厚单层钢化玻璃。
3.2.钢材：
方钢管、结构钢板等结构钢材材质为Q235B，1#车库主结构钢管采用Q235B号钢；本工程所有钢管基层除锈后底漆一遍，白色氟碳面漆两遍。
3.3.密封胶材料：
玻璃采光顶接缝用中性透明硅酮密封胶，应符合《玻璃幕墙接缝用密封胶》JC/T882-2001的规定，宜采用25级产品。
隐框和半隐框玻璃幕墙，其玻璃与铝型材的粘接必须采用中型硅酮结构密封胶；全玻幕
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