启航佳园安置小区B区幕墙强度设计计算书大秦建设集团有限公司2013 年 6月 10 日I.基本参数：1.工程所在地：陕西 - 西安2.抗震设防等级：8度抗震设计 0.16(按基本地震加速度0.30g设计) II.设计依据：《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001《钢结构设计规范》 GB 50017-2003《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001《建筑幕墙》 JG 3035-1996《建筑结构静力计算手册》第二版《结构静力计算图表》建筑工业出版社《建筑幕墙工程手册》赵西安《建筑钢结构焊接技术规程》 GB/T 81《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ 113-2003《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001《点支式玻璃幕墙支承装置》 JG 138-2001《吊挂式玻璃幕墙支承装置》 JG 139-2001《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T 18250-2000《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T 18575-2001《建筑幕墙物理性能分级》 GB/T 15225-1994《建筑幕墙空气渗漏性能检测方法》 GB/T 15226-1994《建筑幕墙风压变形性能检测方法》 JG 15227-1994《建筑幕墙雨水渗漏性能检测方法》 GB/T 15228-1994《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《建筑设计防火规范》 GB 50016《高层民用建筑设计防火规范》 GB 50045《建筑防雷设计规范》 GB 50057-1994《硅酮建筑密封胶》 GB/T 14683-2003《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T 882-2001《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T 486-2001《天然花岗石建筑板材》 GB/T 18601-2001《石材幕墙接缝用密封胶》 JC/T 883-2001《铝塑复合板》 GB/T 17748《干挂天然花岗石，建筑板材及其不锈钢配件》 JC 830.1,830.2-1998 《建筑用硅酮结构密封胶》 GB 16776-2002《变形铝及铝合金化学成份》 GB/T 3190《铝合金建筑型材》 GB/T 5237-2000《铝及铝合金轧制板材》 GB/T 3880-1997《碳素结构钢》 GB/ 700-1988《优质碳素结构钢》 GB/T 699-1999《高耐候结构钢》 GB/T 4171-2000《焊接结构用耐候钢》 GB/T 4172-2000《冷顶锻用不锈钢丝》 GB/T 4232《不锈钢丝》 GB/T 4240《不锈钢丝绳》 GB/T 9944《钢化玻璃》 GB/T 9963-1998《幕墙用钢化玻璃及半钢化玻璃》 GB 17841-1999《夹层玻璃》 GB 9962-1999《中空玻璃》 GB/T 11944-2002《浮法玻璃》 GB 11614-1999《建筑安全玻璃管理规定》《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》 GB 3098.4-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB 3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 GB 3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB 3098.15-2000《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T 16823.1-1997III.荷载和效应组合：结构设计时，根据构件的受力特点，荷载作用情况及应力（或内力）的作用方向，选用最不利的组合。
荷载或效应组合设计值按下式计算：S =γg*Sgk + ψw*γw*Swk + ψe*γe*SekS：作用效应组合设计值Sgk：永久荷载效应标准值Swk：风荷载效应标准值Sek：地震荷载效应标准值γg：永久荷载分项系数γw：风荷载分项系数γe：地震作用分项系数ψw：风荷载组合值系数ψe：地震作用的组合值系数一、在进行幕墙构件的承载力设计时，各分项系数按下列规定取值：1.一般情况下,永久荷载、风荷载、地震作用的分项系数分别取1.2、1.4、1.3。
2.永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数取1.35。
3.永久荷载的效应对构件有利时，其分项系数取值不应大于1.0。
二、可变作用的组合值系数按下列规定取值：1.一般情况下,风荷载组合系数取1.0，地震作用的组合值系数取0.5。
2.对水平倒挂玻璃及其框架，可不考虑地震作用效应的组合；风荷载组合值系数可取1.0(永久荷载不起控制作用时)或0.6(永久荷载起控制作用时)。
一、风荷载计算幕墙标高z(mm)：14700.01 风荷载标准值计算:Wk = βgz*μS*μZ*w0(按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003 5.3.2)1.1 基本风压 W0=350.0N/m^2(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001规定,采用50年一遇的风压)(但不得小于0.3KN/m^2)1.2 阵风系数计算:A=14700.0mm(幕墙高)地区类=C类有密集建筑群的城市市区1)A类地区：βgz=0.92*(1+2μf)其中：μf=0.5*35^(1.8*(-0.04))*(z/10)^(-0.12),z为安装高度；2)B类地区：βgz=0.89*(1+2μf)其中：μf=0.5*35^(1.8*(0))*(z/10)^(-0.16),z为安装高度；3)C类地区：βgz=0.85*(1+2μf)其中：μf=0.5*35^(1.8*(0.06))*(z/10)^(-0.22),z为安装高度；4)D类地区：βgz=0.80*(1+2μf)其中：μf=0.5*35^(1.8*(0.14))*(z/10)^(-0.30),z为安装高度；本工程按：βgz=0.85*(1+2μf)其中：μf=0.5*35^(1.8*(0.06))*(z/10)^(-0.22),z为安装高度;安装高度<=5米时,βgz取2.30βgz= 1.996(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 7.5.1)1.3 风压高度变化系数μz:z=14700.0mm(幕墙高)地区类=C类有密集建筑群的城市市区1)A类地区：μZ=1.379 * (z / 10) ^ 0.24,z为安装高度；2)B类地区：μZ=(z / 10) ^ 0.32,z为安装高度；3)C类地区：μZ=0.616 * (z / 10) ^ 0.44,z为安装高度；4)D类地区：μZ=0.318 * (z / 10) ^ 0.6,z为安装高度；本工程按：μz=0.616 * (z / 10) ^ 0.44,z为安装高度;安装高度<=5米时,μz取0.74μZ = 0.74(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 7.2.1规定)1.4 风荷载体型系数:μs = 1.2(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 表7.3.1规定)1.5 风荷载标准值计算:Wk(N/m^2)=βgz*μS*μZ*w0=1.996*1.2*0.74*350.0=620.357风荷载标准值采用50年一遇阵风风速相应风压值计算,并且不应<1000N/m^2由于620.357<1000N/m^2风荷载标准值应调整为:Wk=βgz*μS*μZ*w0=1000N/m2(按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 5.3.2规定)2 风荷载设计值计算：W(N/m2)=1.4*Wk=1.4*1000.0=1400.0(按《建筑幕墙工程技术规范》JGJ102-2003 5.4.2.1)二、立柱计算按简支梁力学模型计算1 立柱选材1.1 基本参数1)楼层高度H=3900.0mm2)立柱左分格宽度B1=1000mm3)立柱右分格宽度B2=1500mm4)平均分格宽度B=(1000+1500)/2= 1250 mm5)风荷载标准值Wk=1000.0N/m26)风荷载设计值W=1400.0N/m27)水平地震影响系数最大值αmax=0.248)幕墙构件(含铝框)每平方自重gak=500.0N/m21.2 风线荷载设计值计算：qw(N/mm)=B*W/1000/1000=1250.0*1400.0/1000/1000=1.751.3 风荷载产生弯矩计算：Mw(N.mm)=qw*H^2/8/1000=1.75*3900.0^2/8/1000=3327188.01.4 地震线荷载设计值计算1.4.1 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值计算qeak(N/m2)=βE*αmax*Gak=5*0.24*500.0=600.01.4.2 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用设计值计算qek(N/m2)=1.3*qeak=1.3*600.0=780.01.4.3 地震线荷载设计值计算qE(N/mm)=B*qek/1000/1000=1250.0*780.0/1000/1000=0.9751.5 垂直分布地震作用产生弯矩计算：ME(N.mm)=qE*h^2/8=0.975*3900.0^2/8=1853719.01.6 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生的总弯矩计算：采用Sw+0.5*Se组合M(N.mm)=Mw+0.5*Me=3327188.0+0.5*1853719.0=4254047.01.7 立柱最小截面抵抗矩计算W(mm3)=M/(1.05*fa)=4254047.0/(1.05*124.4)=32568.111.8 风线荷载标准值计算：qWK(N/mm)=B*Wk/1000/1000=1250.0*1000.0/1000/1000=1.251.9 地震线荷载标准值计算：qEk(N/mm) =B*qEK/1000/1000=1250.0*600.0/1000/1000=0.751.10 惯性矩(I)计算：I(mm4)=5*(qWK+0.5*qEK)*h^3/(384*e*1/180)=5*(1.25+0.5*0.75)*3900.0^3/(384*70000.0*1/180) =3227457.0应该选用W>=32568.11,I>=3227457.002 立柱选用型材的截面参数1)立柱选用的型材：150明框2)立柱型材强度设计值fa=124.4N/mm23)立柱型材净截面积A0(mm2)=3266.79mm24)立柱型材X轴惯性矩Ix=7228334.0mm45)立柱型材Y轴惯性矩Iy=1538715.0mm46)立柱型材X轴抵抗矩Wx1=83818.46mm37)立柱型材X轴抵抗矩Wx2=105121.0mm39)立柱型材截面积A=3266.79mm210)立柱型材计算校核处壁厚t=3mm11)立柱型材截面面积矩Ss=69357.02mm33 立柱强度计算强度计算采用(SG + SW + 0.5*SE)组合。