干挂大理石施工方案含计算书.docx

1、干挂大理石施工方案含计算书石材幕墙设计计算书工程名称：施工单位：编制日期：一、计算引用的规范、标准及资料1、幕墙设计规范：建筑幕墙 JG3035-1996金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001建筑幕墙物理性能分级 GB/T15225-94建筑幕墙空气渗透性能检测方法 GB/T15226-94建筑幕墙风压变形性能检测方法 GB/T15227-94建筑幕墙雨水渗漏性能检测方法 GB/T15228-94建筑幕墙保温性能测试方法 GB8484建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-20012、建筑设计规范：建筑结构荷载

2、规范 GB50009-2001冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-2002建筑设计防火规范 GBJ16-2001建筑物防雷设计规范 GB50057-2000建筑搞震设计规范 GB50011-20014、金属板及石材规范：天然花岗石荒料 JC/T204-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然板石 GB/T18600-2001天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001天然大理石建筑板材料 JC/T79-2001天然大理石幕墙用环氧胶粘剂 JC/T13890-2001天然饰面石材术语 GB/T13890-92建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001 干挂天然花岗岩，建

3、筑板材及其不锈钢配件 JC830-19986、钢材规范：冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳素结构钢 GB/T700-1988优质碳素结构钢 GB/T699合金结构钢 GB/T3077不锈钢和耐热钢冷扎带钢 GB/T4239高耐候结构钢 GB/Y4171-2000焊接结构用耐候钢 GB/T4172-2000低合金高强度结构 GB/Y1591-1994碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274结构用无缝钢管 JBJ102 金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-19927、胶类及密封材料规范： 混凝土接缝用密封

4、胶 JC/T881-2001硅酮建筑密封胶 GB/14683-2003建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2003聚硫建筑密封胶 JC483-1992 幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001石材幕墙接缝用密封胶 JC/T883-2001二、基本参数1、幕墙所在地区： 江苏省苏州市：2、地区粗糙度分类等级： 幕墙属于薄壁外围护构件，按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）依照上面分类标准，本工程按C类地区考虑。3、抗震烈度 按照国家规范建筑抗震设计规范(GB50011-2001)、中国地震动参数区划图(GB18306-2000)规定，哈尔滨地区地震基本烈度为7，地震动峰值加速度为

5、0.1g，水平地需影响系数最大值为：amax=0.8。三、幕墙承受荷载计算1、风荷载标准值计算：幕墙属于薄壁外围护构件，按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）计算：Wk=gzzsWo 7.1.1-2GB50009-2001上式中：Wk：作用在幕墙上的风荷载标准值（MPa）；Z：计算点标高：13.1m；gz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型，按以下公式计算：gz=K（1+2 f）其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数C类场地：=0. 85*（1+2 Pf）其中：f=0.734（Z/10）-0.22”对于C类地区，13. lm高度处瞬时风压的阵风系数：gZ= 0 .85*（1+2*（

6、0.734（Z10）-0.22）1.14 z：风压高度变化系数；根据不同场地类型，按以下公式计算：对于C类地区，l00m高度处风压高度变化系数：Z=0. 616* (Z/10)0.44=0. 74s：风荷载体型系数，根据计算点体型位置取1.2：Wo：基本风压值（MPa），根据现行GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图）中数值采用，按重现期50年，绥化地区取0.00055MPa;Wk= gzZsWo=1.14*0.74*1.2*0.00055=00056MPa2.垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：qEAk= E a maxGk/A 5.3.4JGJ102-2003qEAk:

7、垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（MPa）E：动力放大系数，取5.0;a max:水平地震影响系数最大值，取0.10;Gk:幕墙构件的重力荷载标准值（N）；A:幕墙构件的面积（mm2）：3.作用效应组合：荷载和作用效应按下式进行组合：S= GSGk+ wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-20031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：G、w、 E:各效应的分项系数；W E:分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的G、w、 E为分项系数，按5.4.2、5.4.3

8、、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：G: 1.2;风 荷 载：w：1.4;地震作用： E:E: 1.3；进行位移及挠度计算时；重力荷载：G: 1.0;风 荷 载：w：1.0;地震作用： E:E: 1.0；上式中，风荷载的组合系数W，为1.0;地震作用的组合系数E为0.5 ;四、石材的选用与校核：1.石材面积：B:石材幕墙分格宽：1100mH:石材幕墙分格高：0.4mA：玻璃板块面积：A=BH=1.10.4=0.44m22、石材的强度计算：校核依据：af g=3.700 N/mm2q:石材所受组合荷载：a：石材短边边长：0.4mb

9、：石材长边边长：1.1mt:石材厚度：20.Omm：石材板面跨中弯曲系数，按边长比a/b查表5.4.1得：0.0742w:石材所受应力：采用Sw+O.6SE组合：q=W+0.6qEA=0.784+0.60.03=0.802kN/m2w=6qa21000/（1.2Xt）2=60.07420.8020.821000/（1.2 25.0）2=0.2 5N/mm20.25N/mm2, f g=3.70N/mm2石材的强度满足3.石材剪应力计算：校核依据：max：石板中产生的剪应力设计值；n:一个连连线上的螺栓数量：2t:石板厚度：25mmd：孔宽：7.Omms：孔底总长度：100.Omm：系数，取12

10、5对边开孔s：abp1000/n（t一d）s0.802 0.81.21.25/2（25一7） 1000.0002671.8 N/mm2所以石材抗剪强度满足要求。7、挂钩剪应力校核校核依据： max：挂钩剪应力设计值A：挂钩截面面积：200mm2n:一个连接边上的挂钩数量：2对边开槽：szab01000/n2A=0.00072125.000 N/mm2所以挂件受剪强度满足要求。五、幕墙立柱计算基本参数：基本参数:1：计算点标高：4.5m;2:力学模型：多跨铰接连续静定梁：3：立柱跨度：1.5m；4：立柱左分格宽：1000mm；立柱右分格宽：1200mm;5:立柱计算间距（指立柱左右分格平均宽度）

11、：B=1200mm;6:板块配置：石材；7：立柱材质：Q235；8：安装方式：偏心受拉：本处幕墙立柱按多跨铰接连续静定梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：多跨铰接连续静定梁力学模型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=0.00056*1200=0.672N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值（N/mm)；qw =1.4qwk1.4*0.672=0. 94N/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

12、水平地震作用标准值（MPa）； E:动力放大系数，取5.0；amax：水平地震影响系数最大值，取0.10；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=EamaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003=5*0.10*0.000625=0.0003125N/mmqEk：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=0.0003125*1000=0.3125N/mmqE:水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk1.3*0.3125=0.41N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算

13、时，采用Sw+0. 5SE设计值组合：5.4.1JGJ102-2003q=qW+0. 5qE=0.63+0.5*0.41=0.835N/mm用于挠度计算时，采用S_+0. 5SE标准值组合：5.4.1JGJ102-20031qk-qk+0.5qEk=0.45+0.5*0.3125=0.61N/mm2.选用立柱型材的截面特性：按上一项计算结果选用型材号：8型材的抗弯强度设计值：fS=215MPa型材的抗剪强度设计值：s 125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix1010000mm4绕Y轴惯性矩：Iy166000mm4绕X轴净截面抵抗矩：W nx1=25300 mm3绕X轴

14、净截面抵抗矩：W nx2=5790mm3型材净截面面积：An=1024.8mm2型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=8.Omm型材受力面对中性轴的静矩：Sx=33500mm3塑性发展系数： =l.053.立柱的内力分析：第1跨内力分析：RBi=qLi*1一（Ai/Li）22-Pi*（Ai/Li），i1=0.835*1500*1一（6001500）22-0*（6001500)526.05NMi=qLi2*1一（Ai/Li）228，i1=0.835*15002*1一（6001500）228=828529Nmm第2跨内力分析：Pi:=RBi-1，i=2=526.05NRBi,=qLi*1-（Ai

15、/Li）/2-Pi* (Ai/Li2)2,i=2=0.835*1500*1-（6001500）2/2-526.05*（6001500)=315.63NMi=qLi2*1-(Ai/Li）22/8-Pi*Ai*1-（1(Ai/Li)）2/2+Ai/Li，i=2=0.835*15002*1-（600/1500）22/8-526.05*600*1-（1（600/1500）2/2+6001500=-87840.2NmmMA2=-（Pi*Ai+qAi2/2），（i=2)=-465930Nmm第3跨内力分析：Pi=RBi-1，i=3=315.63NRBi=qLi*1一(Ai/Li) 2/2-Pi* (Ai/

16、Li)，i=3=0.835*1500*1-（600/1500）2/2-315.63*（6001500)=399.8NMi=qLi2*1-（Ai/Li）22/8-Pi*Ai*1-（1（Ai/Li）2/2+Ai/Li,i=3=0.835*15002*1-（600/1500）22/8-315.63*600*1-（1（6001500）2/2+600/1500)16271357NmmMA3（Pi*Ai+qAi2/2），（i=3)=-339678.ONmm4.幕墙立柱的抗弯强度及抗剪强度验算：按下面强度公式校核抗弯强度：f=N/An+Mx/Wnx H,所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算

17、，受力膜型如下：三角形荷载简支梁受力模型1横梁型材选材计算：(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度（按三角形分布）：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：横梁跨度（mm)；qwk=wkB=0.00056*1000=0.56N/mmqw:风荷载线分布最大荷载集度设计值（N/mm)；qw=1.4qwk1.4*0.56=0.784N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度（按三角形分布）：qEAk :垂直于幕墙平面的分布水平地震作用（MPa）；E：动力放大系数，取5.0；amax：水平地震影响系数最大值，取0.1；Gk：幕墙构件的重力荷载

18、标准值(N)，（主要指面板组件）；A：幕墙平面面积（2mm）；qEAk=E a maxGk/A5.3.4JGJ102-20031=5.0*0.11*0.001=0. 0008MPaqEk:横梁受水平地震作用线荷载集度标准值（N/mm)；B：横梁跨度(mm)：qEk=qEAkB=0.0008*1000=0.80N/mmqE:横梁受水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm）；qE=1.3qEk1.3*0.801.04N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+O.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003q=qw+0.5qE=0.784+0. 5* 1.041.304N

19、/mm用于挠度计算时，采用Sw+0.5SE标准值组合： 5.4.1JGJ102-2403qk=qwk+0.5qFk=0.56+0.5*0.80=0.96N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值（按三角形分布）：My:横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值（Nmm)；Mw:风荷载作用下横梁产生的弯矩（Nmm）；ME:地震作用下横梁产生的弯矩（Nmm)；B：横梁跨度(mm)；Mw=qwB2/12ME=qEB2/12采用Sw+0.5SE组合：My=Mw+O.5ME=qB2/121.304*1000z/121086667Nmm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值（按矩形分布）：Gk:横梁自重线荷

20、载标准值(N)；H:横梁间距（俪）；Gk=0.001*H=0.001*900=0.9N/mmG:横梁自重线荷载设计值（N)；G=1 2GkGk=1.2*0.91.08N/mmM：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值（Nmm)；B：横梁跨度（mm)；Mx=GB2/81.08*10002/8135000Nmm2.确定材料的截面参数：（1)横梁抵抗矩预选：Wnx：绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3）；Wny：绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx:横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值（Nmm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm）；：塑性发展系数：取1.05；f5:型材抗弯强度设计值（MP

21、a），对Q235取215：按下面公式计算：Wnx =Mx/fs135000/1.05/215=598.0mm3Wny=My/fs135000/1.05/215=598.Omm3(2)横梁惯性矩预选：df, lim:按规范要求，横梁的挠度限值（mm)；B：横梁跨度（mm）；B/250=1000/250=4.Omm取：df,li=4.Ommqk:风荷载与地震作用线荷载集度标准值组合(N/mm)；E:型材的弹性模量（MPa），对Q235取206000MPa;Iymin：绕Y轴最小惯性矩（mm4）；B：横梁跨度(mm)；df,iim=qkB4/120EIymin （受风荷载与地震作用的挠度计算）Iym

22、in=qkB4/120Edf,lim=0.96*10004/120/206000/4.0=9708/7mm4Ixmin：绕X轴最小惯性矩（mm4）；G:横梁自重线荷载设计值(N)：df,lim= 5GB4/384EIxmin （自重作用下产生的挠度计算）Ixmin=5GB4384Edf,lim=5*1.656*10004/384/206000/4.0=26168.08mm43.选用横梁型材的截面特性：按照上面的预选结果选取型材：选用型材号：角码片40404.0型材抗弯强度设计值：215MPa型材抗剪强度设计值：125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix112100mm4绕Y轴惯性矩：Iy 46400mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnxl=3130mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2= 3130mm3绕Y轴净截面抵抗矩：Wnyl= 5030mm3绕Y轴净截面抵抗矩；：Wny2= 5030mm3型材净截面面积：An=480.3mm2横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=5.Omm横梁截面垂直于x轴腹板的截面总宽度：tx=5mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=5.Omm型材受力面对中性轴的静矩（绕X轴）：Sx=3179mm3型材受力面对中性轴的静矩（绕Y轴）：Sy=