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幕墙设计计算书

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2014年 8 月
目录
目录 1
Ⅰ.设计依据 4
Ⅱ.基本计算公式 9
Ⅲ.工程信息概述 12
1 工程所在地区信息 12
2 板材选用信息 13
3 型材选用信息 13
IV.明框幕墙 14
一、风荷载计算 14
1 板块风载荷计算（直接承受风载荷） 14
2 支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷） 14
二、玻璃的选用与校核 15
1 玻璃自重计算 15
2 玻璃水平地震作用计算 15
3 玻璃的强度计算 16
4 玻璃的挠度计算 18
三、玻璃边缘至边框槽底间隙校核 19
四、幕墙立柱计算 19
1 荷载计算 20
2 选用立柱型材的截面特性 21
3 幕墙立柱的强度计算 21
4 幕墙立柱的刚度计算 22
5 立柱抗剪计算 22
五、立柱与主结构连接 23
1 连接处荷载计算 23
2 连接处螺栓个数计算 24
3 螺栓抗剪强度验算 25
4 型材壁的强度验算 25
5 立柱连接伸缩缝计算 25
六、幕墙后锚固连接设计计算 26
1 后锚固载荷计算 26
2 锚栓钢材受拉破坏承载力 28
3 混凝土锥体受拉破坏承载力 29
4 锚栓钢材受剪破坏承载力 30
5 混凝土楔形体受剪破坏承载力 30
6 混凝土剪撬破坏承载力 31
7 拉剪复合受力承载力 32
七、幕墙横梁计算 32
1 选用横梁型材的截面特性 32
2 幕墙横梁的强度计算 33
3 幕墙横梁的抗剪强度计算 35
4 幕墙横梁的刚度计算 36
八、横梁与立柱连接件计算 36
1 单个螺栓受剪承载力计算 36
2 横向节点连结(横梁与角码) 37
3 竖向节点(角码与立柱) 38
V.陶土板幕墙 39
一、风荷载计算 39
1 板块风载荷计算（直接承受风载荷） 39
2 支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷） 40
二、板强度校核: 40
1 陶土板强度校核 40
2 陶土板剪应力校核 41
3 挂钩剪应力校核 41
三、幕墙立柱计算 42
1 荷载计算 42
2 选用立柱型材的截面特性 43
3 幕墙立柱的强度计算 43
4 幕墙立柱的刚度计算 44
5 立柱抗剪计算 45
四、立柱与主结构连接 46
1 连接处荷载计算 46
2 连接处螺栓个数计算 47
3 螺栓抗剪强度验算 47
4 型材壁的强度验算 47
5 角码抗承压承载能力计算 47
6 立柱连接伸缩缝计算 48
五、幕墙后锚固连接设计计算 48
1 后锚固载荷计算 48
2 锚栓钢材受拉破坏承载力 51
3 混凝土锥体受拉破坏承载力 52
4 锚栓钢材受剪破坏承载力 53
5 混凝土楔形体受剪破坏承载力 53
6 混凝土剪撬破坏承载力 53
7 拉剪复合受力承载力 53
六、幕墙预埋件焊缝计算 54
1 焊缝截面参数计算 54
2 焊缝强度计算 54
七、幕墙横梁计算 55
1 选用横梁型材的截面特性 56
2 幕墙横梁的强度计算 56
3 幕墙横梁的抗剪强度计算 58
4 幕墙横梁的刚度计算 59
八、横梁与立柱连接件计算 60
1 单个螺栓受剪承载力计算 60
2 节点连结 60
VI.格栅计算 62
1、计算简图 62
2、几何信息 64
3、载荷信息 65
4、内力计算结果 66
5、位移计算结果 67
6、设计验算结果 68
VII.节能计算 70
一、本计算概况： 71
二、参考资料： 71
三、计算基本条件： 71
四、基本计算参数： 75
五、幕墙计算单元的传热系数计算： 77
六、太阳能透射比及遮阳系数计算： 88
七、可见光投射比计算τt 89
八、结露计算： 90
附录 材料力学性能 93

Ⅰ.设计依据
①幕墙设计规范：
《铝合金结构设计规范》 GB50429-2007
《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003
《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 CECS127:2001
《点支式玻璃幕墙支承装置》 JG138-2010
《吊挂式玻璃幕墙支承装置》 JG139-2001
《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2009
《建筑幕墙》 GB/T21086-2007
《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003
《地震震级的规定》 GB/T17740-1999
《钢结构设计规范》 GB50017-2003
《小单元建筑幕墙》 JG/T216-2007
《建筑幕墙工程技术规范》 DGJ08-56-2012
《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2010
②建筑设计规范：
《工程抗震术语标准》 JGJ/T97-2011
《工程网络计划技术规程》 JGJ/T121-99
《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2013
《混凝土结构设计规范》 GB500102010
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 JG160-2004
《既有居住建筑节能改造技术规程》 JGJ129-2012
《建筑表面用有机硅防水剂》 JC/T902-2002
《建筑材料放射性核素限量》 GB6500-2010
《建筑防火封堵应用技术规程》 CECS154:2003
《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002
《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005
《建筑隔声评价标准》 GB/T50121-2005
《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008
《建筑工程预应力施工规程》 CECS180:2005
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012
《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001
《建筑抗震设防分类标准》 GB50223-2008
《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010
《建筑设计防火规范》 GB50016-2006
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002
《民用建筑隔声设计规范》 GB50018-2010
《民用建筑热工设计规范》 GB50176-93
《民用建筑设计通则》 GB50352-2005
《膜结构技术规程》 CECS158:2004
《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ134-2010
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 JGJ75-2012
《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》 JGJ85-2010
《中国地震动参数区划图》(国标委服务函[2008]57号第1号修改单) GB18306-2001
《中国地震烈度表》 GB/T17742-2010
《建筑制图标准》 GB/T50104-2010
《钢结构焊接规范》 GB50661-2011
《混凝土结构加固设计规范》 GB50327-2006
《钢结构工程施工规范》 GB50755-2012
《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版) GB50045-95
《高层民用建筑钢结构技术规范》 JGJ99-98
《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2010
《高处作业吊蓝》 GB19155-2003
《擦窗机》 GB19154-2003
《建筑结构静力计算手册 (第二版) 》
③铝材规范：
《建筑用隔热铝合金型材》 JG/T175-2011
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》 JG/T133-2000
《铝合金建筑型材第1部分基材》 GB5237.1-2008
《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》 GB5237.2-2008
《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》 GB5237.3-2008
《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》 GB5237.4-2008
《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》 GB5237.5-2008
《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》 GB5237.6-2012
《铝及铝合金彩色涂层板、带材》 YS/T431-2009
《一般工业用铝及铝合金板、带材》 GB/T3880.1～3-2006
《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》 YS/T437-2009
《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》 YS/T459-2003
《变形铝及铝合金牌号表示方法》 GB/T16474-2011
《变形铝及铝合金状态代号》 GB/T16475-2008
《变形铝及铝合金化学成份》 GB/T3190-2008
《建筑装饰用铝单板》 GB/T23443-2009
④金属板及石材规范：
《干挂饰面石材及其金属挂件》 JC830.1、2-2005
《建筑装饰用微晶玻璃》 JC/T872-2000
《建筑幕墙用瓷板》 JG/T217-2007
《铝幕墙板、板基》 YS/T429.1-2000
《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》 YS/T429.2-2012
《建筑幕墙用铝塑复合板》 GB/T17748-2008
《铝塑复合板用铝带》 YS/T432-2000
《天然板石》 GB/T18600-2009
《天然大理石荒料》 JC/T202-2011
《天然大理石建筑板材》 GB/T19766-2005
《天然花岗石荒料》 JC/T204-2011
《天然花岗石建筑板材》 GB/T18601-2009
《天然花岗石板材》 GB/T18601-2009
《天然石材统一编号》 GB/T17670-2008
《天然饰面石材术语》 GB/T13890-2008
《建筑装饰工程石材应用技术规范》 DB 11/T512-2007
《微晶玻璃陶瓷复合砖》 JC/T994-2006
《超薄天然石材复合板》 JC/T1049-2007
《建筑幕墙用陶板》 JG/T324-2011
《建筑装饰用石材蜂窝复合板》 JG/T328-2011
《建筑幕墙用氟碳铝单板制品》 JG331-2011
《纤维增强水泥外墙装饰挂板》 JC/T2085-2011
《建筑用泡沫铝板》 JG/T359-2012
《金属装饰保温板》 JG/T360-2012
《外墙保温用锚栓》 JG/T366-2012
《聚碳酸酯（PC）中空板》 JG/T166-2012
《聚碳酸酯（PC）实心板》 JG/T347-2012
⑤玻璃规范：
《镀膜玻璃 第1部分：阳光控制镀膜玻璃》 GB/T18915.1-2002
《镀膜玻璃 第2部分：低辐射镀膜玻璃》 GB/T18915.2-2002
《防弹玻璃》 GB17840-1999
《浮法玻璃》 GB11614.2-2009
《建筑用安全玻璃 第1部分：防火玻璃》 GB15763.1-2009
《建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃》 GB15763.2-2005
《建筑用安全玻璃 第3部分：夹层玻璃》 GB15763.3-2009
《建筑用安全玻璃 第4部分：均质钢化玻璃》 GB15763.4-2009
《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB117841-2008
《平板玻璃》 GB11614 -2009
《热弯玻璃》 JC/T915-2003
《压花玻璃》 JC/T511-2002
《中空玻璃》 GB/T11944-2012
《着色玻璃》 GB/T11614-2009
《半钢化玻璃》 GB/T17841-2008
⑥钢材规范：
《钢分类》 GB/T13304.1、2-2008
《钢铁牌号表示方法》 GB/T221 -2008
《钢及合金术语》 GB/T20566-2006
《建筑结构用冷弯矩形钢管》 JG/T178-2005
《不锈钢棒》 GB/T1220-2007
《不锈钢冷轧钢板和钢带》 GB/T3280-2007
《不锈钢冷加工钢棒》 GB/T4226-2009
《不锈钢热轧钢板和钢带》 GB/T4237-2007
《不锈钢丝》 GB/T4240-2009
《建筑绝热用玻璃棉制品》 GB/T17795-2008
《建筑用不锈钢绞线》 JG/T200-2007
《不锈钢小直径无缝钢管》 GB/T3090-2000
《彩色涂层钢板及钢带》 GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》 GB/T5118-2012
《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-2008
《建筑幕墙用钢索压管接头》 JG/T201-2007
《耐候结构钢》 GB/T4171-2008
《高碳铬不锈钢丝》 YB/T096—1997
《焊接结构用耐候钢》 GB/T4172-2000
《合金结构钢》 GB/T3077-1999
《结构用无缝钢管》 GB/T8162-2008
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/T13912-2002
《冷拔无缝异形钢管》 GB/T3094-2012
《碳钢焊条》 GB/T5117-2012
《碳素结构钢》 GB/T700-2006
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》 GB912-2008
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》 GB/T3274-2007
《优质碳素结构钢》 GB/T699-1999
《预应力筋用锚具、夹具和连接器》 GB/T14370-2007
《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》 GB/T20878-2007
《碳素结构钢冷轧钢板和钢带》 GB/T11253-2007
《建筑装饰用搪瓷钢板》 JG/T234-2008
⑦胶类及密封材料规范：
《建筑密封材料术语》 GB/T14682-2006
《建筑密封胶分级及要求》 GB/T22083-2008
《丙烯酸酯建筑密封胶》 JC/T484-2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001
《彩色涂层钢板用建筑密封胶》 JC/T884-2001
《石材用建筑密封胶》 GB/T23261-2009
《丁基橡胶防水密封胶粘带》 JC/T942-2004
《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC/T887-2001
《非结构承载用石材粘胶剂》 JC/T989-2006
《工业用橡胶板》 GB/T5574-2008
《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC/T881-2001
《建筑窗用弹性密封剂》 JC485-2007
《建筑密封材料试验方法》 GB/T13477.1～20-2002
《建筑用防霉密封胶》 JC/T885-2001
《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2005
《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》 GB/T19686-2005
《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T174-2005
《建筑装饰用天然石材防护剂》 JC/T973-2005
《聚氨酯建筑密封胶》 JC/T482-2003
《聚硫建筑密封胶》 JC/T483-2006
《丙烯酸建筑密封胶》 JC/T484-2006
《绝热用岩棉、矿棉及其制品》 GB/T11835-2007
《绝热用硬质酚醛泡沫制品(PF)》 GB/T20974-2007
《建筑绝热用聚氨酯泡沫塑料》 GB/T21558-2008
《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》 GB/T529-2008
《石材用建筑密封胶》 GB23261-2009
《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》 GB/T531-2008
《修补用天然橡胶胶粘剂》 HG/T3318-2002
《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》 JC/T914-2003
《中空玻璃用复合密封胶条》 JC/T1022-2007
⑧门窗及五金件规范：
《封闭型沉头抽芯铆钉》 GB/T12616-2004
《封闭型平圆头抽芯铆钉》 GB/T12615-2004
《紧固件螺栓和螺钉》 GB/T5277-1985
《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》 GB/T3103.1-2002
《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB/T3098.1-2010
《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》 GB/T3098.2-2000
《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》 GB/T3098.4-2000
《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB/T3098.5-2000
《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 GB/T3098.6-2000
《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB/T3098.15-2000
《紧固件机械性能抽芯铆钉》 GB/T3098.19-2004
《紧固件术语盲铆钉》 GB/T3099-2004
《紧固件 螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件》GB/T16938 -2008
《铝合金门窗》 GB/T8478-2008
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T16823.1-1997
《十字槽盘头螺钉》 GB/T818-2000
《地弹簧》 QB/T3884-2005
《铝合金门插锁》 QB/T3885-1999(2009)
《平开铝合金窗把手》 QB/T3886-1999(2009)
《铝合金撑挡》 QB/T3887-1999(2009)
《铝合金窗不锈钢滑撑》 QB/T3888-1999(2009)
《铝合金门窗拉手》 QB/T3889-1999(2009)
《铝合金窗锁》 QB/T3900-1999(2009)
《铝合金门锁》 QB/T3901-1999(2009)
《推拉铝合金门用滑轮》 QB/T3902-1999(2009)
《闭合器》 QB/T3893-1999(2009)
《外装门锁》 QB/T2473-2009
《弹子插芯门锁》 GB/T2474-2009
《叶片门锁》 QB/T2475-2009
《球型门锁》 QB/T2476-2009
《铜合金铸件》 GB/T13819-1992
《锌合压铸件》 GB/T13821-2009
《铝合金压铸件》 GB/T15114-2009
《铸件尺寸公差与机械加工余量》 QB/T6414-1999
《建筑门窗五金件 插销》 JG214-2007
《建筑门窗五金件 传动机构用执手》 JG124-2007
《建筑门窗五金件 旋压执手》 JG213-2007
《建筑门窗五金件 合页(铰链)》 JG125-2007
《建筑门窗五金件 传动锁闭器》 JG126-2007
《建筑门窗五金件 滑撑》 JG127-2007
《建筑门窗五金件 滑轮》 JG129-2007
《建筑门窗五金件 多点锁闭器》 JG215-2007
《建筑门窗五金件 撑挡》 JG128-2007
《建筑门窗五金件 通用要求》 JG212-2007
《建筑门窗五金件 单点锁闭器》 JG130-2007
《建筑门窗内平开下悬五金系统》 JG168-2004
《钢塑共挤门窗》 JG207-2007
《电动采光排烟窗》 JG189-2006
《铝合金门窗工程技术规范》 JGJ/T214-2010
⑨相关物理性能级测试方法：
《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T139-2001
《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000
《采暖居住建筑节能检验标准》 JGJ132-2001
《彩色涂层钢板及钢带试验方法》 GB/T13448-2006
《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002
《建筑防水材料老化试验方法》 GB/T18244-2000
《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》 GB/T15227-2007
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T18575-2001
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T18250-2000
《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》 GB/T8484-2008
《建筑外窗采光性能分级及检测方法》 GB/T11976-2008
《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》 GB/T7106-2008
《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》 GB/T8485-2008
《建筑外窗气密性能分级及检测方法》 GB/T7107-2002
《建筑外窗水密性能分级及检测方法》 GB/T7108-2008
《建筑装饰装修工程质量验收规范》 GB50210-2001
《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T228-2010

Ⅱ.基本计算公式
(1).场地类别划分:
地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：
--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。
(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规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：
1 当计算主要承重结构时
Wk=βzμsμzW0 （GB50009 8.1.1-1）
2 当计算围护结构时
Wk=βgzμs1μzW0 （GB50009 8.1.1-2）
式中：
其中: Wk---垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)；
βgz---高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.6.1条取定。
根据不同场地类型,按以下公式计算: βgz=1+2gI10(Z/10)-α
其中g为峰值因子，取值2.5，α为地面粗糙度指数，I10为10m高名义湍流度。经化简，得：

A类场地: βgz=1+0.6×(Z/10)-0.12
B类场地: βgz=1+0.7×(Z/10)-0.15
C类场地: βgz=1+1.15×(Z/10)-0.22
D类场地: βgz=1+1.95×(Z/10)-0.30
μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.2.1条取定。
根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地: μz=1.284×(Z/10)0.24
B类场地: μz=1.000×(Z/10)0.30
C类场地: μz=0.544×(Z/10)0.44
D类