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1、幕墙设计计算书基本参数:北京地区基本风压0.400kN/m2抗震设防烈度8度设计基本地震加速度0.08gI. 设计依据:建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001建筑结构荷载规范GB 50009-2001建筑抗震设计规范GB 50011-2001混凝土结构设计规范GB 50010-2002钢结构设计规范GB 50017-2003混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-2004金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 133-2001建筑幕墙JG 3035-1996螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-2000螺母粗牙螺纹GB 3098.2-2000自攻螺钉GB 3098.5-2000不锈钢螺栓
2、、螺钉和螺柱GB 3098.6-2000不锈钢螺母GB 3098.15-2000紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能建筑结构静力计算手册(第二版)II. 基本计算公式：(1) .场地类别划分：地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：-A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；-B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；-C类指有密集建筑群的城市市区；-D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。本工程为：内江百科园一期工程，按C类地区计算风荷载。(2) .风荷载计算：幕墙属于薄壁外围护构件，根据建筑结构荷载规范GB50009-2001规定采用风荷
3、载计算公式：Wk=gzx Msx MzXW0(7.1.1-2)其中：W-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2);kB gz高度Z处的阵风系数，按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.5.1条取 定。根据不同场地类型，按以下公式计算顼gz=K(1+2以f)其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数。经化简，得：A 类场地：B z=0.92x 1+35-0.072 X (Z/10)-0.12B 类场地：Bgz=0.89x 1+(Z/10)-0.16C 类场地：B：=0.85x 1+350.108 X (Z/10)-0.22D 类场地：B =0.80x 1+3 5 0.252 x (
4、Z/10)-0.30Mz风压高度变化系数，按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.2.1条取定。根据不同场地类型，按以下公式计算：A 类场地:mz=1-379x (Z/10)0.24B 类场地：mZ=1- 000x (Z/10)o. 32C 类场地：”Z=0.616x(Z/10)0.44D 类场地：Z=0.318x(Z/10)0.60本工程属于C类地区，故mz=0.616x (Z/10)0.44以s风荷载体型系数，按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.3.3条取为：-2.0W-基本风压，按建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于
5、0.3kN/m2，内江地区取为0.400kN/m2(3) .地震作用计算：qEAk=EX amaxXGAK其中：qEAk-水平地震作用标准值8 E动力放大系数，按5.0取定amax-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：a max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a抗震设防烈度6度7度8度amax0.040.08(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。amax=0.04a max=0.08a max=0.12a max=0.16a max=0
6、.24a max=0.32故取 a max=0.04设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度： 设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度： 设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度： 设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度： 设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度： 设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度： 内江设计基本地震加速度为0.05g,抗震设防烈度为6度，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：Y0S Rb. 有地
7、震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：SE R/Yre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；Y0-结构构件重要性系数，应取不小于1.0；Y re-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.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;dflim 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dfdfiim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=yS+y S+y sG GK w w WK E
8、EEK2无地震作用效应组合时，应按下式进行：S=YGSGK+wYwSKs-作用效应组合的设计值；SGk-永久荷载效应标准值；s-风荷载效应标准值；SEk地震作用效应标准值；Y g-永久荷载分项系数；Y一风荷载分项系数；ye-地震作用分项系数；虬一-风荷载的组合值系数；WE-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： 一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数YG、YW、YE应分别取1.2、 1.4 和 1.3； 当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数YG应取1.35 ；此时，参与组合的可变 荷载效应仅限于翌向荷载效应； 当永久荷载的效应对构件利时，
9、其分项系数Y G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： 一般情况下，风荷载的组合系数WW应取1.0,地震作用于的组合系数WE应取0.5。 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WW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YW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JGJ 102-2003玻璃幕墙工程技术规范(1) .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
10、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、抗弯抗剪端面承压Q235d1621512532516d4020512040d60200115Q345d1631018040016d3529535d50265170155注：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一、风荷载计算标高为35.0m处风荷载计算(1) .风荷载标准值计算：W。:基本风压W =0.40 kN/m2 0气：35.0m高处阵风系数(按C类区计算)0：=0.85x 1+350.108 X (Z/10)-0.22=1.797以：35.0m高
11、处风压高度变化系数(按C类区计算)：(GB50009-2001)Mz=0.616x (Z/10)0.44Z =0.616x (35.0/10)0.44=1.069Ms：风荷载体型系数以 s=-2.00Wk=0 zXMz XmsXW0(GB50009-2001)=1.g797x.069x2.0x0.400=1.537 kN/m2(2) .风荷载设计值：W：风荷载设计值(kN/m2)Yw：风荷载作用效应的分项系数：1.4按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5规定采用W=YwXWk=1.4x 1.537=2.152kN/m2=25.6x (5.000+6.000)/1000=0.28
12、2kN/m2GAK1=25.6xBtw/1000=25.6x6._000/1000=0.154KN/m2GAK2=25.6xBtL/1000=25.6x5000/1000=0.128KN/m22. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用：amax：水平地震影响系数最大值：0.040%：垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2) EAk二、幕墙立柱计算：幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算：双跨梁力学模型1.荷载计算：(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算 qw：风荷载均布线荷载设计值(kN/m) W：风荷载设计值：2.152kN/m2B:幕墙分格宽：1.950mqw=W X B=2.1
13、52x 1.950=4.196 kN/m(2) 地震荷载计算q ：地震作用设计值(KN/m2):EAG:玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重：500N/m2 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值：qEAk:垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值(kN/m2)qEAk=5xamax Ak=5x0.040x500.000/1000=0.100 kN/m2Ye：幕墙地震作用分项系数:1.3qEA=1.3xqEAk=1.3x0.100=0.130 kN/m2qE：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)qE=qEAxB=0.130x 1.950=0.254 kN/m(3) 立柱弯矩：立柱的受力如图
14、所示。计算立柱计算跨度Mw：风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)qW：风荷载均布线荷载设计值：4.196(kN/m)H：jcg：立柱计算跨度：3.500mMw X (Li3+L23)/8/(Li+L2)w =(2.8003+0.7003)/8/(2.800+0.700)x4.196=3.341 kNmM ：地震作用下立柱弯矩(kN m)： EME=qE X (Li3+L23)/8/(Li+L2)二 (2.8003+0.7003)/8/(2.800+0.700)x0.254=0.202kN mM：幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)采用Sw+0.5Se组合M=M +0.5XMwE=3.341+0.5x0.202=3.442kNm2.选用立柱型材的截面特性：立柱型材号：XC1ABC选用的立柱材料牌号：6063 T5型材强度设计值：抗拉、抗压85.500N/mm2抗剪49.6N/mm2型材弹性模量：E=0.70x 105
