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1、 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 102-20
2、03 《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》 C
3、ECS 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》
4、 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
5、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
6、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》
7、 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》
8、 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
9、 《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
10、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(k
11、N/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
12、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
13、×()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
14、 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
15、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
16、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: (GB50009-20
17、01 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
18、 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
19、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=
20、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.
21、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.
22、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
23、 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 15.9
24、51 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
25、 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 6
26、6 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
27、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
28、 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
29、 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
30、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 4
31、6 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
32、 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 1.8
33、5 201.062 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 2
34、01.062 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 1.82 201.06
35、2 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
36、 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 0.00
37、0 -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
38、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
39、 -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 1.2
40、74 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 0.00
41、0 -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
42、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
43、 -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 2.5
44、90 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 0.00
45、0 -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
46、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
47、 -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) 3
48、3 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
49、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 1.4
50、28 -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
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