孝感医院石材幕墙计算.doc

目 录.设计依据2.基本计算公式7.工程信息概述101 工程所在地区信息102 板材选用信息103 型材选用信息10一、风荷载计算111 板块风载荷计算112 支撑结构风载荷计算11二、板强度校核:121 石材强度校核122 石材剪应力校核133 挂钩剪应力校核13三、幕墙立柱计算131 荷载计算142 选用立柱型材的截面特性153 幕墙立柱的强度计算154 幕墙立柱的刚度计算165 立柱抗剪计算16四、立柱与主结构连接171 连接处荷载计算172 连接处螺栓个数计算183 螺栓抗剪强度验算194 型材壁的强度验算195 角码抗承压承载能力计算19五、幕墙后锚固连接设计计算191 后锚固载荷计算202 锚栓钢材受拉破坏承载力223 混凝土锥体受拉破坏承载力234 锚栓钢材受剪破坏承载力245 混凝土楔形体受剪破坏承载力246 混凝土剪撬破坏承载力247 拉剪复合受力承载力24六、幕墙预埋件焊缝计算251 焊缝截面参数计算252 焊缝强度计算25七、幕墙横梁计算261 选用横梁型材的截面特性262 幕墙横梁的强度计算273 幕墙横梁的抗剪强度计算294 幕墙横梁的刚度计算30八、横梁与立柱连接件计算301 单个螺栓受剪承载力计算302 横向节点连结<横梁与角码>313 竖向节点<角码与立柱>32附录材料力学性能3436 / 36.设计依据幕墙设计规范： 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 点支式玻璃幕墙支承装置 JG138-2001 吊挂式玻璃幕墙支承装置 JG139-2001 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2009 建筑瓷板装饰工程技术规程 CECS101：98 建筑幕墙 GB/T21086-2007 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003 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 高层民用建筑钢结构技术规范 JGJ99-98 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<20#版> 高处作业吊蓝 GB19155-2003 金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001建筑设计规范： 工程抗震术语标准 JGJ/T97-95 工程网络计划技术规程 JGJ/T121-99 公共建筑节能设计标准 GB50189-2005 混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004 既有居住建筑节能改造技术规程 JGJ129-2004 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 GB6500-2010 建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002 建筑隔声评价标准 GB/T50121-2005 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<20#版> 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001 建筑抗震设防分类标准 GB50223-2008 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 GB50057-94<20#版> 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2002 民用建筑隔声设计规范 GB50018-2010 民用建筑热工设计规范 GB50176-93 民用建筑设计通则 GB50352-2005 膜结构技术规程 CECS158：2004 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2010 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-2003 预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程 JGJ85-2010 中国地震动参数区划图 GB18306-2001 中国地震烈度表 GB/T17742-2008 建筑制图标准 GB/T 50104-2001 建筑结构静力计算手册 <第二版> 铝材规范： 建筑用隔热铝合金型材-穿条式 JG/T175-2005 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 GB5237.6-2005 铝与铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000 一般工业用铝与铝合金板、带材 GB/T3880.13-2006 铝型材截面几何参数算法与计算机程序要求 YS/T437-2000 有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-2003 变形铝与铝合金牌号表示方法 GB/T16474-1996 变形铝与铝合金状态代号 GB/T16475-2008 变形铝与铝合金化学成份 GB/T3190-2008 建筑装饰用铝单板 GB/T23443-2009金属板与石材规范： 干挂饰面石材与其金属挂件 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 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/T18600-2001 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/T18601-2001 天然花岗石板材 GB/T18601-2009 天然石材统一编号 GB/T17670-2008 天然石材术语 GB/T13890-2008钢材规范： 钢分类 GB/T13304.1、2-2008 钢铁牌号表示方法 GB/T221 -2008 钢与合金术语 GB/T20566-2006 建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005 不锈钢棒 GB/T1220-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带 GB/T3280-2007 不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-1984 不锈钢热轧钢板和钢带 GB/T4237-2007 不锈钢丝 GB/T4240-2009 建筑用不锈钢绞线 JG/T200-2007 不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000 擦窗机 GB19154-2003 彩色涂层钢板与钢带 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/T0961997 焊接结构用耐候钢 GB/T4172-2000 合金结构钢 GB/T3077-1999 结构用无缝钢管 GB/T8162-2008 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与钢带 GB912-2008 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板与钢带 GB/T3274-2007 优质碳素结构钢 GB/T699-1999 预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-2000 不锈钢和耐热钢牌号与化学成分 GB/T20878-2007 碳素结构钢冷轧钢板和钢带 GB/T11253-2007 建筑装饰用搪瓷钢板 JG/T234-2008胶类与密封材料规范： 建筑密封材料术语 GB/T14682-2006 建筑密封胶分级与要求 GB/T22083-2008 丙烯酸酯建筑密封胶 JC/T484-2006 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 石材用建筑密封胶 GB/T23261-2009 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 JC/T887-2001 非结构承载用石材粘胶剂 JC/T989-2006 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/T13477.120-2002 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 丙烯酸建筑密封胶 JC/T484-2006 绝热用岩棉、矿棉与其制品 GB/T11835-2007 绝热用硬质酚醛泡沫制品<PF> GB/T20974-2007 建筑绝热用聚氨酯泡沫塑料 GB/T21558-2008 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 GB23261-2009 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 中空玻璃用复合密封胶条 JC/T1022-2007门窗与五金件规范： 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 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2000 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 紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2000 紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2000 紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004 紧固件术语盲铆钉 GB/T3099-2004 紧固件 螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件GB/T16938 -2008 铝合金门窗 GB/T8478-2008 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 地弹簧 QB/T3884-1999 铝合金门插锁 QB/T3885-1999 平开铝合金窗把手 QB/T3886-1999 铝合金撑挡 QB/T3887-1999 铝合金窗不锈钢滑撑 QB/T3888-1999 铝合金门窗拉手 QB/T3889-1999 铝合金窗锁 QB/T3900-1999 铝合金门锁 QB/T3901-1999 推拉铝合金门用滑轮 QB/T3902-1999 闭合器 QB/T3893-1999 外装门锁 QB/T2473-2000 弹子插芯门锁 GB/T2474-2000 叶片门锁 QB/T2475-2000 球型门锁 QB/T2476-2000 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 铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/T6414-1999 建筑门窗五金件 插销 JG214-2007 建筑门窗五金件 传动机构用执手 JG124-2007 建筑门窗五金件 旋压执手 JG213-2007 建筑门窗五金件 合页<铰链> JG125-2007 建筑门窗五金件 传动锁闭器 JG126-2007 建筑门窗五金件 滑撑 JG127-2007 建筑门窗五金件 滑轮 JG129-2007 建筑门窗五金件 多点锁闭器 JG215-2007 建筑门窗五金件 撑挡 JG128-2007 建筑门窗五金件 通用要求 JG212-2007 建筑门窗五金件 单点锁闭器 JG130-2007 建筑门窗内平开下悬五金系统 JG168-2004 钢塑共挤门窗 JG207-2007 电动采光排烟窗 JG189-2006相关物理性能级测试方法： 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 采暖居住建筑节能检验标准 JGJ132-2001 彩色涂层钢板与钢带试验方法 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 建筑外门窗保温性能分级与检测方法 GB/T8484-2008 建筑外窗采旋光性能分级与检测方法 GB/T11976-2008 建筑外窗抗风压性能分级与检测方法 GB/T7106-2002 建筑门窗空气声隔声性能分级与检测方法 GB/T8485-2008 建筑外窗气密性能分级与检测方法 GB/T7107-2002 建筑外窗水密性能分级与检测方法 GB/T7108-2002 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.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、湖岸与沙漠地区； -B类指田野、乡村、丛林、丘陵以与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.<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<20#版>规定采用,垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下述公式计算：1 当计算主要承重结构时Wk=zszW0GB50009 -12 当计算围护结构时 Wk=gzs1zW0GB50009 7.1.1-2式中： 其中: Wk-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值<kN/m2>；gz-高度Z处的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第条取定. 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=K<1+2f> 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: gz=0.92×1+35-0.072×<Z/10>-0.12 B类场地: gz=0.89×1+<Z/10>-0.16 C类场地: gz=0.85×1+350.108×<Z/10>-0.22 D类场地: gz=0.80×1+350.252×<Z/10>-0.30z-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第条取定. 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地: z=1.379×<Z/10>0.24 B类场地: z=1.000×<Z/10>0.32 C类场地: z=0.616×<Z/10>0.44 D类场地: z=0.318×<Z/10>0.60 按建筑结构荷载规范GB50009-2001<20#版>第条 验算围护构件与其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数s1：一、 外表面1. 正压区按表采用；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.注：上述的局部体型系数s11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s110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s1A可按面积的对数线性插值,即s1A=s11+s110-s11 logA 本工程属于C类地区,故z=0.616×<Z/10>0.44 W0-基本风压,按建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4给出的风压采用,但不得小于0.3kN/m2.<3>.地震作用计算: qEAk=E×max×GAK 其中: qEAk-水平地震作用标准值E-动力放大系数,按 5.0 取定max-水平地震影响系数最大值,根据相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度, 按照建筑抗震设计规范GB50011-2010表5.1.4-1采用.表-1 水平地震影响系数最大值地震影响6度7度8度9度多遇地震0.040.08<0.12>0.16<0.24>0.32罕遇地震0.280.50<0.72>0.90<1.20>1.40注: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.根据建筑工程抗震设防分类标准GB 502232008规定：1.特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施.同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用.2.重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施,应符合有关规定.同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用. 设计基本地震加速度为0.05g,抗震设防烈度6度： max=0.04 设计基本地震加速度为0.10g,抗震设防烈度7度： max=0.08 设计基本地震加速度为0.15g,抗震设防烈度7度： max=0.12 设计基本地震加速度为0.20g,抗震设防烈度8度： max=0.16 设计基本地震加速度为0.30g,抗震设防烈度8度： max=0.24 设计基本地震加速度为0.40g,抗震设防烈度9度： max=0.32 设计基本地震加速度为0.60g,抗震设防烈度9度： max=0.45 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：0S R b.有地震作用效应组合时,承载力应符合下式要求： SE R/RE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；0-结构构件重要性系数,应取不小于1.0；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,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dfdf,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=GSGK+wwSWK+EESEK 2 无地震作用效应组合时,应按下式进行： S=GSGK+wwSWK 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；G-永久荷载分项系数；W-风荷载分项系数；E-地震作用分项系数；W-风荷载的组合值系数；E-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G、W、E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G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；当永久荷载的效应对构件有利时,其分项系数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W应取1.0,地震作用于的组合系数E应取0.5.对水平倒挂玻璃与框架,可不考虑地震作用效应的组合,风荷载的组合系数W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W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.工程信息概述1 工程所在地区信息 幕墙类型:石材幕墙 工程所在地区:孝感 基本风压:0.350kN/m2 地面粗糙度类别:C类 抗震设防烈度:6度 设计基本地震加速度0.05g 设计地震分组:第1组 抗震设防类别:标准设防类 标准反应谱法<水平地震影响系数最大值max>取为:0.042 板材选用信息 板材料:石材 石板名称:MU110 石板板规格:600.0mm×1200.0mm 石板厚度:25.0mm 石板支撑形式:短槽式3 型材选用信息 立柱型材类型:单一型材 立柱型材号:XC210#槽钢 立柱材料牌号:Q235 d<=16