超市肋玻接玻璃幕墙设计计算书.docx

xxxxxxxx店xxxxxxx全玻璃幕墙工程肋玻接玻璃幕墙设计计算书 基本参数: 济南地区基本风压0.450kN/m2 抗震6度 （0.05g）设防 .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 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-2003 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 JG 3035-1996 玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T 139-2001 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113-2003 铝合金建筑型材 基材 GB/T 5237.1-2000 铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材 GB/T 5237.2-2000 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3098.1-2000 紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹 GB/T 3098.2-2000 紧固件机械性能 自攻螺钉 GB/T 3098.5-2000 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3098.6-2000 紧固件机械性能 不锈钢螺母 GB/T 3098.15-2000 浮法玻璃 GB 11614-1999 钢化玻璃 GB/T 9963-1998 幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB 17841-1999 建筑结构静力计算手册 (第二版) BKCADPM集成系统(BKCADPM2005版).基本计算公式: (1).场地类别划分: 地面粗糙度可分为以下类别: -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。 xxxxxxxx店按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GB50009-2001规定采用 风荷载计算公式: Wk=gzszW0 （7.1.1-2） 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7.5.1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=0.921+35-0.072(Z/10)-0.12 B类场地: gz=0.891+(Z/10)-0.16 C类场地: gz=0.851+35(0.108)(Z/10)-0.22 D类场地: gz=0.801+35(0.252)(Z/10)-0.30 z-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: 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 本工程属于C类地区,故z=0.616(Z/10)0.44 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：-2.0 W0-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0.3kN/m2，济南地区取为0.450kN/m2(3).地震作用计算: qEAk=EmaxGAK 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，按相应设防烈度和设计基本地震加速度取定: 6度(设计基本地震加速度为0.05g): max=0.04 7度(设计基本地震加速度为0.10g): max=0.08 7度(设计基本地震加速度为0.15g): max=0.12 8度(设计基本地震加速度为0.20g): max=0.16 8度(设计基本地震加速度为0.30g): max=0.24 9度(设计基本地震加速度为0.40g): max=0.32 济南设防烈度为6度 （0.05g）,故取max=0.040 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)(4).作用效应组合: 结构设计时，根据构件受力特点，荷载(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，作用效应组合设计值按下式采用： S=GSGK+wwSWK+EESEK 各项分别为永久荷载、风荷载和地震作用。 作用的分项系数，按以下规定采用： 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；对由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；对结构倾覆、滑移或漂浮验算，取0.9。 可变荷载根据设计规范规定取代表值，其分项系数一般情况取1.4，地震作用取1.3。 水平荷载标准值: qk=Wk+0.5qEAk 水平荷载设计值: q=1.4Wk+1.30.5qEAk一、风荷载计算 标高为12.0m处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算: W0:基本风压 W0=0.45 kN/m2 gz: 12.0m高处阵风系数(按C类区计算) gz=0.851+35(0.108)(Z/10)-0.22=2.049 z: 12.0m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001) z=0.616(Z/10)0.44 (C类区，在15米以下按15米计算) =0.616(15.0/10)0.44=0.740 s:风荷载体型系数 s=-2.00 Wk=gzzsW0 (GB50009-2001) =2.0490.7402.00.450 =1.365 kN/m2(2). 风荷载设计值: W: 风荷载设计值(kN/m2) w: 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=wWk=1.41.365=1.910kN/m2二、玻璃的选用与校核 本处选用玻璃种类为:钢化玻璃1. 玻璃面积 Lx: 该处玻璃幕墙分格宽: 1400mm Ly: 该处玻璃幕墙分格高: 3500mm A: 该处玻璃板块面积: A=LxLy/106 =14003500/106 =4.900m22. 该处玻璃板块自重 GAK: 玻璃板块自重(不包括铝框) t: 玻璃板块厚度: 12.0mm 玻璃的重力密度为: 25.6(kN/m3) GAK=25.6t/1000 =25.612.0/1000 =0.307kN/m23. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用 max: 水平地震影响系数最大值: 0.040 qEk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2) qEk=5maxGAK =50.0400.307 =0.061kN/m2 E: 地震作用分项系数: 1.3 qEA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2) qEA=rEqEk =1.3qEK =1.30.061 =0.080kN/m24. 作用效应组合 水平荷载标准值：qK=WK+0.5qEAK =1.365+0.50.061 =1.395kN/m2 水平荷载设计值：q=W+0.5qEA =1.910+0.50.080 =1.950kN/m25. 玻璃的强度计算 校核依据: g=84.000 N/mm2 Wk: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值(N/mm2) qEK: 垂直于玻璃平面的地震作用标准值(N/mm2) Wk: 在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2) Ek: 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2) : 参数 : 折减系数，可由参数按JGJ102-2003中的表6.1.2-2采用 a: 支承点间玻璃面板短边边长: 1180.0mm b: 支承点间玻璃面板长边边长: 1640.0mm t: 玻璃的厚度: 12.0mm m: 玻璃板的弯矩系数, 按边长比a/b查 JGJ102-2003表8.1.5-1得: 0.139 在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2) =(Wk+0.5qEK)b4/(Et4) =6.76 : 折减系数，按=6.76 查6.1.2-2表得:0.99 Wk=6mWkb2/t2 =60.1391.3651.64020.9861000/12.02 =20.923N/mm2 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2) =(Wk+0.5qEK)b4/(Et4) =6.76 : 折减系数，按=6.76 查6.1.2-2表得:0.99 Ek=6qEAKa2/t2 =60.1390.0611.64020.9861000/12.02 =0.942N/mm2 : 玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合: =1.4WK+0.51.3EK =1.420.923+0.51.30.942 =29.905N/mm2 玻璃最大应力设计值=29.905N/mm2g=84.000N/mm2 玻璃强度满足要求! df: 在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm) D: 玻璃的刚度(N.mm) t: 玻璃厚度: 12.0mm : 泊松比，按JGJ 102-2003 5.2.9条采用，取值为 0.20 : 挠度系数: 0.01667 =Wkb4/(Et4) =6.61 : 折减系数，按=6.61 查6.1.2-2表得:0.99 D=(Et3)/12(1-2) =10800000.0 (N.mm) df=Wkb4/D =15.0 (mm) 由于玻璃的最大挠度df=15.0mm,小于或等于玻璃短边边长的60分之一27.333 (mm) 玻璃的挠度满足!6. 钢爪孔部位的玻璃局部强度设计计算: 这部分理论计算，仅供参考。其主要依据是建筑结构静力计算手册。更重要的是要以实验为依据。 按弹性薄板小挠度理论外缘简支的开孔圆板，在内缘施加均布荷载的力学模型计算。 此模型假设环形玻璃面(钢爪孔的半径小于钢爪孔垫圈的半径,形成受荷环形玻璃面)上受到的荷载均匀分布。 W1: 钢爪孔边缘环形玻璃面荷载设计值(N/mm2) n: 一块玻璃连接点数6个 r: 钢爪孔的半径12.0mm R: 钢爪孔垫圈半径28.0mm t: 玻璃厚度12.0mm q: 组合荷载值1.950kN/m2 : 玻璃的泊松比，应取0.20 : 比值(钢爪孔的半径与钢爪孔垫圈的半径之比)0.429 : 比值(距离钢爪孔中心的距离与钢爪孔垫圈的半径之比) W1=LxLyq/n/(2r) =1400.03500.01.950/6/(2(28.02-12.02)/1000 =0.396N/mm2 k: 环形玻璃板的径向弯矩系数，根据弹性薄板小挠度理论环形板计算公式: k=(3+)(1-2)+2(3+4(1+)2/(1-2)ln)(1-1/2)+4(1+)2ln)/16 x: 最大径向弯矩处距钢爪孔中心的距离(mm) 求K的最大值，需对上式求导，令dk/d=0，可得： 通过精确计算得，当x=18.521mm时，径向弯矩最大！ 在最大径向弯矩处，=0.661 径向最大弯矩系数 k=0.112 : 应力设计值(N/mm2) =6kW1R2/t2 =60.1120.39628.02/12.02 =1.46N/mm2 fgk=58.8N/mm2, 强度满足要求三、玻璃肋宽度选用: 本工程选用玻璃肋种类为:浮法平板玻璃1. 玻璃肋宽度初选计算值: Lb: 玻璃肋预选截面高度:(mm) q: 玻璃幕墙所受组合荷载设计值:1.950kN/m2 b: 两肋间距: 1400.0mm h: 玻璃肋上、下两支承点之间距离: 3150.0mm fg: 玻璃边缘强度设计值:19.500N/mm2 t1: 夹层玻璃肋一侧玻璃的厚度: 8.0mm t2: 夹层玻璃肋另一侧玻璃的厚度: 8.0mm Lb=(3qBh2/4000/fg/(t1+t2)0.5 =255.197mm 玻璃肋宽度选取值: 300mm四、玻璃肋强度: 1. 玻璃肋强度校核: 校核依据: fg=19.500N/mm2 Lbxz: 所选玻璃肋宽度: 300.0mm =3qbh2/t/4000/Lbxz2/(t1+t2) =14.110N/mm2 14.110N/mm219.500N/mm2 玻璃肋的强度可以满足要求五、胶缝强度校核： 校核依据: =0.2N/mm2 Glasst：胶缝宽：12.0mm b: 两玻璃肋间距: 1400.0mm q: 玻璃幕墙所受组合荷载标准值:1.950(kN/m2) =qb/2/Glasst =1.9501400.0/2/12.0 =0.114N/mm2 0.114N/mm20.2N/mm2 胶缝强度可以满足要求