玻璃幕墙基本荷载和中空玻璃结构胶计算书.doc

玻璃幕墙荷载和中空玻璃结构胶

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XXX装饰工程公司
xxxx年xx月xx日
目 录

一、 计算依据及说明 1
1. 工程概况说明 1
2. 设计依据 1
3. 基本计算公式 3
二、 荷载计算 5
1. 风荷载标准值计算 5
2. 风荷载设计值计算 8
3. 水平地震作用计算 8
4. 荷载组合计算 8
三、 中空玻璃结构胶计算 9
1. 结构胶宽度计算 9
2. 结构胶厚度计算 9
3. 结构胶强度计算 10

[强度计算信息][产品结构]设计计算书

一、 计算依据及说明
1. 工程概况说明
工程名称:[工程名称]
工程所在城市:北京市
工程所属建筑物地区类别:C类
工程所在地区抗震设防烈度:八度(0.2g)
工程基本风压:0.45kN/m2
工程强度校核处标高:10m
2. 设计依据
序号
标准名称
标准号
1
《建筑结构荷载规范》
GB 50009-2012
2
《建筑工程用索》
JG T 330-2011
3
《铝合金门窗工程技术规范》
JGJ 214-2010
4
《混凝土结构设计规范》
GB 50010-2010
5
《吊挂式玻幕墙支承装置》
JG 139-2010
6
《点支式玻幕墙支承装置》
JG 138-2010
7
《建筑抗震设计规范》
GB 50011-2010
8
《天然花岗石建筑板材》
GB/T 18601-2009
9
《石材幕墙接缝用密封胶》
GB/T 23261-2009
10
《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》
YS/T 437-2009
11
《建筑用安全玻璃 防火玻璃》
GB 15763.1-2009
12
《建筑抗震加固技术规程》
JGJ/T116-2009
13
《公共建筑节能改造技术规范》
JGJ176-2009
14
《浮法玻璃》
GB11614.2-2009
15
《建筑陶瓷薄板应用技术规程》
JGJ/T 172-2009
16
《夹层玻璃》
GB15763.3-2009
17
《建筑玻璃应用技术规程》
JGJ 113-2009
18
《平板玻璃》
GB11614-2009
19
《铝合金建筑型材 基材》
GB/T 5237.1-2008
20
《耐候结构钢》
GB/T4171-2008
21
《干挂空心陶瓷板》
JC/T1080-2008
22
《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》
GB/T13790-2008
23
《铝合金建筑型材 隔热型材》
GB/T 5237.6-2008
24
《铝合金建筑型材 氟碳漆喷涂型材》
GB/T 5237.5-2008
25
《铝合金建筑型材 粉末喷涂型材》
GB/T 5237.4-2008
26
《半钢化玻璃》
GB/T17841-2008
27
《铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材》
GB/T 5237.2-2008
28
《陶瓷板》
GB/T23266-2008
29
《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算和测定》
GB/T 22476-2008
30
《塑料门窗工程技术规程》
JGJ 103-2008
31
《建筑玻璃采光顶》
JG/T 231-2008
32
《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》
JGJ/T 151-2008
33
《铝合金建筑型材 电泳涂漆型材》
GB/T 5237.3-2008
34
《热轧型钢》
GB/T706-2008
35
《建筑物防雷检测技术规范》
GB/T21434-2008
36
《小单元建筑幕墙》
JG/T 217-2008
37
《铝合金门窗》
GB/T 8478-2008
38
《冷弯型钢》
GB/T6725-2008
39
《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》
GB/T8484-2008
40
《中国地震烈度表》
GB/T17742-2008
41
《普通装饰用铝塑复板》
GB/T22412-2008
42
《不锈钢棒》
GB/T 1220-2007
43
《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成份》
GB/T20878-2007
44
《建筑用不锈钢绞线》
JG/T 200-2007
45
《民用建筑能耗数据采集标准》
JG/T 154-2007
46
《建筑幕墙》
GB/T 21086-2007
47
《铝合金结构设计规范》
GB 50429-2007
48
《百页窗用铝合金带材》
YS/T621-2007
49
《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》
JGJ/T 211-2007
50
《中空玻璃用复合密封胶条》
JC/T 1022-2007
51
《建筑幕墙用瓷板》
JG/T217-2007
52
《绿色建筑评价标准》
GB/T50378-2006
53
《建筑设计防火规范》
GB 50016-2006
54
《混凝土加固设计规范》
GB50367-2006
55
《铝及铝合金轧制板材》
GB/T 3880-2006
56
《干挂饰面石材及其金属挂件》
JC830·1~830·2-2005
57
《建筑用隔热铝合金型材 穿条式》
JG/T 175-2005
58
《钢化玻璃 》
GB15763.2-2005
59
《建筑隔声评价标准》
GB/T50121-2005
60
《公共建筑节能设计标准》
GB 50189-2005
61
《建筑用硬质塑料隔热条》
JG/T 174-2005
62
《建筑结构用冷弯矩形钢管》
JG/T 178-2005
63
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》
JG 160-2004
64
《混凝土结构后锚固技术规程》
JGJ 145-2004
65
《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ 102-2003
66
《钢结构设计规范》
GB 50017-2003
67
《中空玻璃》
GB/T11944-2002
68
《建筑钢结构焊接技术规程》
JGJ81-2002
69
《混凝土接缝用密封胶》
JC/T 881-2001
70
《幕墙玻璃接缝用密封胶》
JC/T 882-2001
71
《中空玻璃用弹性密封胶》
JC/T 486-2001
72
《建筑结构可靠度设计统一标准》
GB 50068-2001
73
《玻璃幕墙工程质量检验标准》
JGJ/T 139-2001
74
《建筑制图标准》
GB/T 50104-2001
75
《全玻璃幕墙工程技术规程》
DBJ/CT 014-2001
76
《点支式玻璃幕墙工程技术规程》
CECS 127-2001
77
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》
GB/T 18575-2001
78
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》
GB/T 18250-2000
79
《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》
GB 3098.2-2000
80
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》
JC 133-2000
81
《紧固件机械性能 不锈钢 螺母》
GB 3098.15-2000
82
《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》
GB 3098.1-2000
83
《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》
GB 3098.6-2000
84
《紧固件机械性能 自攻螺钉》
GB 3098.5-2000
85
《紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 》
GB 3098.4-2000
86
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》
GB/T 16823.1-1997

3. 基本计算公式
(1).场地类别划分:
根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:
A类近海面,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;
[工程名称]按C类地区计算风压
(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》GB50009-2012 8.1.1-2 采用
风荷载计算公式: =×××
其中: ---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 条文说明8.6.1取定
根据不同场地类型,按以下公式计算:=1+2g()(-α)
其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,α为地面粗糙度指数
A类场地: =0.12 ,α=0.12
B类场地: =0.14 ,α=0.15
C类场地: =0.23 ,α=0.22
D类场地: =0.39 ,α=0.30
---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定,
根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地: =1.284×()0.24
B类场地: =1.000×()0.30
C类场地: =0.544×()0.44
D类场地: =0.262×()0.60
本工程属于C类地区
---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定
---基本风压,按全国基本风压图,北京市地区取为0.45kN/m2
(3).地震作用计算:
=××
其中: ---水平地震作用标准值
---动力放大系数,按 5.0 取定
---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:
6度(0.05g): =0.04
7度(0.1g): =0.08
7度(0.15g): =0.12
8度(0.2g): =0.16
8度(0.3g): =0.24
9度(0.4g): =0.32
北京市地区设防烈度为八度(0.2g),根据本地区的情况,故取=0.16
---幕墙构件的自重(N/m2)
(4).荷载组合:
结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：
+++
各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震
水平荷载标准值: =+0.5×，维护结构荷载标准值不考虑地震组合
水平荷载设计值: q=1.4×+0.5×1.3×
荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:
①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：
a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35
b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；
②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4
二、 荷载计算
1. 风荷载标准值计算
: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
z : 计算高度10m
: 10m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2012 条文说明8.2.1)
=0.544×()0.44=0.544 由于0.544<0.65,取=0.65
: 10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。 (GB50009-2012 条文说明8.4.6)
: 阵风系数 : (GB50009-2012 8.1.1-2)
= 1 + 2×g××()(-α) (GB50009-2012 条文说明8.6.1)
= 1 + 2×2.5×0.23×()(-0.22)
= 2.15 由于2.15>2.05,取=2.05 (GB50009-2012 条文说明8.1.1)
:局部正风压体型系数
:局部负风压体型系数,通过计算确定
:建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3)取1
:建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3-2)取-1
对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，按照(GB50009-2012 8.3.5)取-0.2或0.2
:立柱构件从属面积取4m2
:横梁构件从属面积取1m2
:维护构件面板的局部体型系数
=+0.2
=1.2
=-0.2
=-1.2
维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算
=×0.8+0.2 (GB50009-2012 8.3.4)
=1
=×0.8-0.2 (GB50009-2012 8.3.4)
=-1
对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有
=1.2
=-1.2
同样，取立柱面积对数线性插值计算得到
=+(×0.8-)×+0.2
=1+(0.8-1)×+0.2
=1.11399
=+(×0.8-)×-0.2
=-1+((-0.8)-(-1))×-0.2
=-1.11399
按照以上计算得到
对于面板有:
=1.2
=-1.2
对于立柱有:
=1.11399
=-1.11399
对于横梁有:
=1.2
=-1.2
面板正风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=2.05×1.2×0.65×0.45
=0.71955 kN/m2
<1kN/m2,取=1kN/m2
面板负风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=2.05×(-1.2)×0.65×0.45
=-0.71955 kN/m2
>-1kN/m2,取=-1kN/m2
同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=2.05×1.11399×0.65×0.45
=0.667977 kN/m2
<1kN/m2,取=1kN/m2
立柱负风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=-0.667977 kN/m2
>-1kN/m2,取=-1kN/m2
同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=0.71955 kN/m2
<1kN/m2,取=1kN/m2
横梁负风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=-0.71955 kN/m2
>-1kN/m2,取=-1kN/m2
2. 风荷载设计值计算
W: 风荷载设计值: kN/m2
γw : 风荷载作用效应的分项系数：1.4
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 5.1.6条规定采用
面板风荷载作用计算
Wp=γw×Wkp=1.4×1=1.4kN/m2
Wn=γw×Wkn=1.4×(-1)=-1.4kN/m2
立柱风荷载作用计算
Wvp=γw×Wkvp=1.4×1=1.4kN/m2
Wvn=γw×Wkvn=1.4×(-1)=-1.4kN/m2
横梁风荷载作用计算
Whp=γw×Wkhp=1.4×1=1.4kN/m2
Whn=γw×Wkhn=1.4×(-1)=-1.4kN/m2
3. 水平地震作用计算
GAK: 面板平米重量取0.5kN/m2
αmax: 水平地震影响系数最大值:0.16
qEk: 分布水平地震作用标准值(kN/m2)
qEk=βE×αmax×GAK (JGJ102-2003 5.3.4)
=5×0.16×0.5
=0.4kN/m2
rE: 地震作用分项系数: 1.3
qEA: 分布水平地震作用设计值(kN/m2)
qEA=rE×qEk
=1.3×0.4
=0.52kN/m2
4. 荷载组合计算
幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:
Szkp=Wkp
=1kN/m2
Szp=Wkp×γw+qEk×γE×ψE
=1×1.4+0.4×1.3×0.5
=1.66kN/m2
考虑负风压、地震荷载组合:
Szkn=Wkn
=-1kN/m2
Szn=Wkn×γw-qEk×γE×ψE
=-1×1.4-0.4×1.3×0.5
=-1.66kN/m2
综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算
采用面板荷载组合标准值为1kN/m2
面板荷载组合设计值为1.66kN/m2
立柱承受风荷载标准值为1kN/m2
横梁承受风荷载标准值为1kN/m2
三、 中空玻璃结构胶计算
1. 结构胶宽度计算
(1)组合荷载作用下结构胶粘结宽度的计算:
Cs1: 组合荷载作用下结构胶粘结宽度 (mm)
W: 荷载组合设计值: 1.66kN/m2
a: 矩形分格短边长度: 1m
f1: 结构胶的短期强度允许值:0.2N/mm2
按5.6.2条规定采用
Cs1= (JGJ102-2003 5.6.3-1)
=
=4.15mm 取5mm
(2)自重效应胶缝宽度的计算:
Cs2: 自重效应胶缝宽度 (mm)
B: 幕墙分格宽: 1m
H: 幕墙分格高: 1m
GAK:玻璃板块自重:=0.1536
f2: 结构胶的长期强度允许值: 0.01N/mm2
按5.6.2条规定采用
Cs2= (JGJ102-2003 5.6.3-3)
=×1000
=4.608mm 取5mm
(3)结构硅酮密封胶的最小计算宽度: 5mm
2. 结构胶厚度计算
(1)温度变化效应胶缝厚度的计算:
Ts: 温度变化效应结构胶的粘结厚度: mm
δ1: 结构硅酮密封胶的温差变位承受能力: 0.125
△Ｔ: 年温差: 68℃
Us: 玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量: mm
铝型材线膨胀系数: al=2.35×10-5
玻璃线膨胀系数: aw=1×10-5
Us=
=
=IFValue(1,GetMax(GLUE_Hw,GLUE_Bw),0)*68*1.35e-005*1000mm
Ts= (JGJ102-2003 5.6.5)
=
=IFValue(1,GetMax(GLUE_Hw,GLUE_Bw),0)*68*1.35e-005*1000/Sqrt(GLUE_RADTMP*(2+GLUE_RADTMP))mm
(2)结构硅酮密封胶的最小计算厚度: 2mm
3. 结构胶强度计算
(1)设计选定胶缝宽度和厚度:
胶缝选定宽度为: 7 mm
胶缝选定厚度为: 7 mm
(2)短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:
W: 风荷载以及地震荷载组合设计值: 1.66kN/m2
a: 矩形分格短边长度: 1m
Cs: 结构胶粘结宽度: 7 mm
σ1=
=
=0.118571N/mm2
(3)短期荷载和作用在结构胶中产生的剪应力:
H: 幕墙分格高: 1m
B: 幕墙分格宽: 1mm
σ2=
=
=0.00658286N/mm2≤0.01N/mm2
结构胶长期强度满足要求
(4)短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:
σ=
=
=0.118754N/mm2≤0.2N/mm2
结构胶短期强度满足要求