某异型索网计算书.doc

异型索网计算

一、 计算依据及说明
1. 设计依据
《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001
《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001
《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001
《钢结构设计规范》 GB 50017-2003
《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003
《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001
《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001
《建筑制图标准》 GB/T 50104-2001
《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ 113-2003
《全玻璃幕墙工程技术规程》 DBJ/CT 014-2001
《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 CECS 127:2001
《点支式玻幕墙支承装置》 JC 1369-2001
《吊挂式玻幕墙支承装置》 JC 1368-2001
《建筑铝型材 基材》 GB/T 5237.1-2004
《建筑铝型材 阳极氧化、着色型材》 GB/T 5237.2-2004
《建筑铝型材 电泳涂漆型材》 GB/T 5237.3-2004
《建筑铝型材 粉末喷涂型材》 GB/T 5237.4-2004
《建筑铝型材 氟碳漆喷涂型材》 GB/T 5237.5-2004
《铝合金建筑型材 隔热型材》 GB/T 5237.6-2004
《玻璃幕墙力学性能》 GB/T 18091-2000
《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
《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 16823.1-1997
《焊接结构用耐候钢》 GB/T 4172-2000
《浮法玻璃》 GB 11614-1999
《夹层玻璃》 GB 9962-1999
《钢化玻璃 》 GB/T 9963-1998
《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB 17841-1999
《铝及铝合金轧制板材》 GB/T 3880-1997
《铝塑复合板》 GB/T 17748
《干挂天然花山岗石，建筑板材及其不锈钢配件》 JC 830.1,830.2-1998
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》 JC 133-2000
《建筑用安全玻璃 防火玻璃》 GB 15763.1-2001

《混凝土接缝用密封胶》 JC/T 881-2001
《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T 882-2001
《石材幕墙接缝用密封胶》 JC/T 883-2001
《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
《铝合金窗》 GB/T 8479-2003
《铝合金门》 GB/T 8478-2003
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 JG 160-2004
《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ 145-2004
《公共建筑节能设计标准》 GB 50189-2005
《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T 174-2005
《建筑用隔热铝合金型材 穿条式》 JG/T 175-2005
2. 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》GB50009-2001 7.1.1 采用
风荷载计算公式: Wk=βgz×μz×μsl×W0
其中: Wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定
根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=K(1+2μf)
其中K为地区粗糙度调整系数，μf为脉动系数
A类场地: βgz=0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×()(-0.12)
B类场地: βgz=0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5×()(-0.16)
C类场地: βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734×()(-0.22)
D类场地: βgz=0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248×()(-0.3)
μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,
根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地: μz=1.379×()0.24
B类场地: μz=()0.32
C类场地: μz=0.616×()0.44

D类场地: μz=0.318×()0.60
本工程属于C类地区
μsl---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取为：1.2
W0---基本风压,按全国基本风压图,北京地区取为0.45kN/m2
(3).地震作用计算:
qEAk=βE×αmax×GAK
其中: qEAk---水平地震作用标准值
βE---动力放大系数,按 5.0 取定
αmax---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:
6度: αmax=0.04
7度: αmax=0.08
8度: αmax=0.16
9度: αmax=0.32
北京地区设防烈度为8度,根据本地区的情况,故取αmax=0.16
GAK---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：
γGSG+γwψwSw+γEψESE+γTψTST
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: qk=Wk+0.5qEAk
水平荷载设计值: q=1.4Wk+0.5×1.3qEAk
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；对结构倾覆、滑移或是漂浮验算，取0.9
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、 风荷载计算
1. 风荷载标准值:
Wk: 作用在玻璃幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
μz:10m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001 7.2.1)
μz=0.616×()0.44=0.616 由于0.616<0.74,取μz=0.74
μf:脉动系数: (GB50009-2001 7.4.2-8)
μf=0.5×35(1.8×(0.22-0.16))×()-0.22=0.734056
βgz:阵风系数: (GB50009-2001 7.5.1-1)
βgz=0.85×(1+2×μf) = 2.0979
Wk=βgz×μz×μsl×W0 (JGJ102-2003 5.3.2)
=2.0979×0.74×1.2×0.45
=0.838319 kN/m2
Wk<1kN/m2,取Wk=1kN/m2
2. 风荷载设计值:
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
W=γw×Wk=1.4×1=1.4kN/m2
三、 索网有限元分析计算
1. 索网基本信息
点式幕墙采用单层索网支承,索网各项基本参数如下表所示：
名称
类型
弹性模量
泊松比
屈服应力(N/mm2)
安全系数
钢索6*19+1ws
钢索
165000
0.3
1750
1.8

分布水平地震荷载作用计算
qEAk: 垂直于面板的分布水平地震作用(kN/m2)
qEAk=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: 垂直于面板的分布水平地震作用设计值(kN/m2)
qEA=rE×qEAk
=1.3×0.4
=0.52kN/m2
水平荷载设计值：Sz=W +ψE×qEA
=1.4+0.5×0.52
=1.66kN/m2
水平荷载标准值：Szk=Wk
=1kN/m2
重力荷载标准值为：0.5kN/m2
重力荷载设计值为：γG×GAK=0.6kN/m2
索网编号示意图如下所示：

2. 索网节点信息
索网有限元分析节点参数如下表所示：
节点编号
X(m)
Y(m)
Z(m)
1
14.101
1.187
0.000
2
12.281
2.437
0.000
3
12.281
3.837
0.000
4
12.281
5.237
0.000
5
12.281
6.637
0.000
6
12.281
8.037
0.000
7
12.281
9.437
0.000
8
12.281
10.837
0.000
9
12.281
12.237
0.000
10
12.281
13.637
0.000
11
12.281
15.037
0.000
12
14.101
16.977
0.000
13
15.951
16.977
0.000
14
15.951
4.107
0.000
15
14.876
3.837
0.000
16
14.876
2.437
0.000
17
17.801
4.107
0.000
18
17.801
16.977
0.000
19
19.651
16.977
0.000
20
19.651
1.187
0.000
21
18.876
2.437
0.000
22
18.876
3.837
0.000
23
21.471
15.037
0.000
24
21.471
13.637
0.000
25
21.471
12.237
0.000
26
21.471
10.837
0.000
27
21.471
9.437
0.000
28
21.471
8.037
0.000
29
21.471
6.637
0.000
30
21.471
5.237
0.000
31
21.471
3.837
0.000
32
21.471
2.437
0.000
33
14.101
2.437
0.000
34
14.101
3.837
0.000
35
14.101
5.237
0.000
36
14.101
6.637
0.000
37
14.101
8.037
0.000
38
14.101
9.437
0.000
39
14.101
10.837
0.000
40
14.101
12.237
0.000
41
14.101
13.637
0.000
42
14.101
15.037
0.000
43
15.951
5.237
0.000
44
15.951
6.637
0.000
45
15.951
8.037
0.000
46
15.951
9.437
0.000
47
15.951
10.837
0.000
48
15.951
12.237
0.000
49
15.951
13.637
0.000
50
15.951
15.037
0.000
51
17.801
5.237
0.000
52
17.801
6.637
0.000
53
17.801
8.037
0.000
54
17.801
9.437
0.000
55
17.801
10.837
0.000
56
17.801
12.237
0.000
57
17.801
13.637
0.000
58
17.801
15.037
0.000
59
19.651
2.437
0.000
60
19.651
3.837
0.000
61
19.651
5.237
0.000
62
19.651
6.637
0.000
63
19.651
8.037
0.000
64
19.651
9.437
0.000
65
19.651
10.837
0.000
66
19.651
12.237
0.000
67
19.651
13.637
0.000
68
19.651
15.037
0.000
69
18.876
4.107
0.000
70
18.876
1.187
0.000
71
14.876
4.107
0.000
72
14.876
1.187
0.000
73
12.281
16.977
0.000
74
21.471
16.977
0.000
75
21.471
1.187
0.000
76
12.281
1.187
0.000

3. 索网索单元信息
索单元编号如下图所示：

索网有限元分析索单元参数如下表所示：
索元编号
起始点
终止点
长度(m)
截面积(mm2)
1
2
33
1.82
201.062
2
3
34
1.82
201.062
3
5
36
1.82
201.062
4
6
37
1.82
201.062
5
4
35
1.82
201.062
6
7
38
1.82
201.062
7
8
39
1.82
201.062
8
9
40
1.82
201.062
9
10
41
1.82
201.062
10
11
42
1.82
201.062
11
42
50
1.85
201.062
12
41
49
1.85
201.062
13
42
12
1.94
201.062
14
41
40
1.4
201.062
15
41
42
1.4
201.062
16
35
36
1.4
201.062
17
36
44
1.85
201.062
18
35
34
1.4
201.062
19
35
43
1.85
201.062
20
36
37
1.4
201.062
21
34
15
0.775
201.062
22
37
38
1.4
201.062
23
37
45
1.85
201.062
24
38
39
1.39998
201.062
25
38
46
1.85
201.062
26
39
47
1.85
201.062
27
40
48
1.85
201.062
28
39
40
1.4
201.062
29
1
33
1.25
201.062
30
33
34
1.4
201.062
31
33
16
0.775
201.062
32
14
43
1.13
201.062
33
43
51
1.85
201.062
34
44
45
1.4
201.062
35
43
44
1.4
201.062
36
45
46
1.4
201.062
37
47
55
1.85
201.062
38
44
52
1.85
201.062
39
47
48
1.4
201.062
40
46
47
1.39998
201.062
41
49
57
1.85
201.062
42
48
49
1.4
201.062
43
46
54
1.85
201.062
44
45
53
1.85
201.062
45
49
50
1.4
201.062
46
48
56
1.85
201.062
47
50
58
1.85
201.062
48
50
13
1.94
201.062
49
51
61
1.85
201.062
50
17
51
1.13
201.062
51
53
63
1.85
201.062
52
53
54
1.4
201.062
53
52
53
1.4
201.062
54
51
52
1.4
201.062
55
55
56
1.4
201.062
56
55
65
1.85
201.062
57
54
55
1.39998
201.062
58
56
57
1.4
201.062
59
56
66
1.85
201.062
60
57
58
1.4
201.062
61
58
18
1.94
201.062
62
54
64
1.85
201.062
63
58
68
1.85
201.062
64
57
67
1.85
201.062
65
52
62
1.85
201.062
66
21
59
0.775
201.062
67
22
60
0.775
201.062
68
60
31
1.82
201.062
69
59
60
1.4
201.062
70
60
61
1.4
201.062
71
59
32
1.82
201.062
72
20
59
1.25
201.062
73
62
29
1.82
201.062
74
61
30
1.82
201.062
75
61
62
1.4
201.062
76
63
28
1.82
201.062
77
63
64
1.4
201.062
78
62
63
1.4
201.062
79
65
66
1.4
201.062
80
64
65
1.39998
201.062
81
66
67
1.4
201.062
82
68
19
1.94
201.062
83
67
68
1.4
201.062
84
64
27
1.82
201.062
85
68
23
1.82
201.062
86
67
24
1.82
201.062
87
66
25
1.82
201.062
88
65
26
1.82
201.062

4. 索网节点荷载信息
索网有限元分析节点集中荷载如下表所示：
节点
编号
设计荷载(kN)
标准荷载(kN)
X
Y
Z
X
Y
Z
1
0.000
-0.487
1.346
0.000
-0.405
0.811
2
0.000
-0.723
2.002
0.000
-0.603
1.206
3
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
4
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
5
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
6
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
7
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
8
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
9
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
10
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
11
0.000
-0.912
2.523
0.000
-0.760
1.520
12
0.000
-1.068
2.955
0.000
-0.890
1.780
13
0.000
-1.077
2.979
0.000
-0.897
1.794
14
0.000
-0.496
1.372
0.000
-0.413
0.826
15
0.000
-0.194
0.537
0.000
-0.162
0.324
16
0.000
-0.308
0.852
0.000
-0.257
0.513
17
0.000
-0.496
1.372
0.000
-0.413
0.826
18
0.000
-1.077
2.979
0.000
-0.897
1.794
19
0.000
-1.068
2.955
0.000
-0.890
1.780
20
0.000
-0.487
1.346
0.000
-0.405
0.811
21
0.000
-0.308
0.852
0.000
-0.257
0.513
22
0.000
-0.194
0.537
0.000
-0.162
0.324
23
0.000
-0.912
2.523
0.000
-0.760
1.520
24
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
25
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
26
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
27
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
28
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
29
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
30
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
31
0.000
-0.764
2.115
0.000
-0.637
1.274
32
0.000
-0.723
2.002
0.000
-0.603
1.206
33
0.000
-1.032
2.854
0.000
-0.860
1.719
34
0.000
-1.057
2.923
0.000
-0.880
1.761
35
0.000
-1.430
3.958
0.000
-1.192
2.384
36
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
37
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
38
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.284
2.569
39
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.284
2.569
40
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
41
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
42
0.000
-1.839
5.087
0.000
-1.532
3.064
43
0.000
-1.361
3.766
0.000
-1.134
2.269
44
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
45
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
46
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
47
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
48
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
49
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
50
0.000
-1.854
5.129
0.000
-1.545
3.089
51
0.000
-1.361
3.766
0.000
-1.134
2.269
52
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
53
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
54
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
55
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
56
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
57
0.000
-1.554
4.299
0.000
-1.295
2.590
58
0.000
-1.854
5.129
0.000
-1.545
3.089
59
0.000
-1.032
2.854
0.000
-0.860
1.719
60
0.000
-1.057
2.923
0.000
-0.880
1.761
61
0.000
-1.430
3.958
0.000
-1.192
2.384
62
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
63
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
64
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.284
2.569
65
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.284
2.569
66
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
67
0.000
-1.541
4.265
0.000
-1.285
2.569
68
0.000
-1.839
5.087
0.000
-1.532
3.064
69
0.000
-0.489
1.352
0.000
-0.407
0.814
70
0.000
-0.145
0.402
0.000
-0.121
0.242
71
0.000
-0.489
1.352
0.000
-0.407
0.814
72
0.000
-0.145
0.402
0.000
-0.121
0.242
73
0.000
-0.530
1.465
0.000
-0.441
0.883
74
0.000
-0.530
1.465
0.000
-0.441
0.883
75
0.000
-0.341
0.944
0.000
-0.284
0.569
76
0.000
-0.341
0.944
0.000
-0.284
0.569

5. 索网节点位移信息
经过有限元分析，在标准荷载组合作用下各索节点Y方向的位移如下图示：

经过有限元分析，在标准荷载组合作用下各索节点的位移详细信息如下表所示：
节点编号
X方向位移(mm)
Y方向位移(mm)
Z方向位移(mm)
33
0.409
-0.210
33.233
34
0.677
0.054
42.797
35
-1.944
-1.155
108.446
36
-2.694
-0.992
133.429
37
-2.875
-0.575
141.898
38
-2.927
-0.077
144.646
39
-2.928
0.481
144.806
40
-2.876
1.093
142.585
41
-2.693
1.746
135.536
42
-2.082
2.326
115.264
43
-0.652
-4.727
114.461
44
-1.113
-4.991
182.232
45
-1.345
-3.793
207.460
46
-1.428
-2.343
215.624
47
-1.434
-0.818
216.257
48
-1.372
0.749
210.459
49
-1.192
2.270
192.796
50
-0.795
3.268
148.789
51
0.652
-4.727
114.461
52
1.113
-4.991
182.232
53
1.345
-3.793
207.460
54
1.428
-2.343
215.624
55
1.434
-0.818
216.257
56
1.372
0.749
210.459
57
1.192
2.270
192.796
58
0.795
3.268
148.789
59
-0.409
-0.210
33.233
60
-0.677
0.054
42.797
61
1.944
-1.155
108.446
62
2.694
-0.992
133.429
63
2.875
-0.575
141.898
64
2.927
-0.077
144.646
65