2013年大型城市综合体玻璃、石材幕墙工程量计算书

'江南商汇大厦幕墙工程 石材幕墙设计计算书设计：校对：审核：批准：深圳市华剑装饰设计工程有限公司二〇一一年十一月十四日 目录1计算引用的规范、标准及资料11.1幕墙设计规范：11.2建筑设计规范：11.3铝材规范：21.4金属板及石材规范：21.5玻璃规范：21.6钢材规范：31.7胶类及密封材料规范：31.8五金件规范：41.9相关物理性能等级测试方法：41.10《建筑结构静力计算手册》(第二版)51.11土建图纸：52基本参数52.1幕墙所在地区52.2地面粗糙度分类等级52.3抗震设防53幕墙承受荷载计算63.1风荷载标准值的计算方法63.2计算支撑结构时的风荷载标准值73.3计算面板材料时的风荷载标准值73.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值73.5作用效应组合84幕墙立柱计算84.1立柱型材选材计算94.2确定材料的截面参数104.3选用立柱型材的截面特性114.4立柱的抗弯强度计算114.5立柱的挠度计算124.6立柱的抗剪计算125幕墙横梁计算135.1横梁型材选材计算145.2确定材料的截面参数155.3选用横梁型材的截面特性175.4幕墙横梁的抗弯强度计算175.5横梁的挠度计算175.6横梁的抗剪计算186背栓连接石材的选用与校核196.1石材板块荷载计算206.2石材的抗弯设计206.3石材的剪应力校核21 6.4背栓自身强度计算216.5背栓锚固处板材抗拉承载力计算227连接件计算237.1横梁与角码间连接237.2角码与立柱连接247.3立柱与主结构连接258幕墙埋件计算(槽型预埋)278.1荷载标准值计算278.2埋件螺栓选用说明288.3螺栓计算288.4埋件局部(螺栓孔壁)承压计算288.5槽式埋件锚筋承载力计算298.6混凝土承载力计算299石材幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算299.1立柱连接伸缩缝计算309.2耐侯胶胶缝计算3010附录常用材料的力学及其它物理性能31 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司石材幕墙设计计算书1计算引用的规范、标准及资料1.1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《玻璃幕墙点支承装置》JG138-2010《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS101：98《建筑幕墙》GB/T21086-2007《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《小单元建筑幕墙》JG/T216-20081.2建筑设计规范：《地震震级的规定》GB/T17740-1999《钢结构防火涂料》GB14907-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)《高处作业吊蓝》GB19155-2003《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2010《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》JGJ145-2004《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004《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》GB6566-2010《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《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》GB50009-2001(2006年版、局部修订)《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《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《民用建筑设计通则》GB50352-200537 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-20101.1铝材规范：《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008《建筑用隔热铝合金型材》JG175-2011《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》GB5237.6-2004《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2000《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/T459-20031.2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《建筑装饰用搪瓷钢板》JG/T234-2008《微晶玻璃陶瓷复合砖》JC/T994-2006《超薄天然石材复合板》JC/T1049-2007《铝幕墙板、板基》YS/T429.1-2000《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》YS/T429.2-2000《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/T202-2001《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005《天然花岗石荒料》JC/T204-2001《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2009《天然石材统一编号》GB/T17670-2008《天然饰面石材术语》GB/T13890-20081.3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《平板玻璃》GB11614-2009《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2部分：钢化玻璃》GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-200937 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-2008《热弯玻璃》JC/T915-2003《压花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-20021.1钢材规范：《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《不锈钢棒》GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000《擦窗机》GB19154-2003《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006《低合金钢焊条》GB/T5118-1995《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《合金结构钢》GB/T3077-1999《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000《碳钢焊条》GB/T5117-1999《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》GB/T912-2008《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/T699-19991.2胶类及密封材料规范：《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006《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《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》JC887-2001《工业用橡胶板》GB/T5574-1994《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/T483-200637 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-1999《石材用建筑密封胶》JC/T883-2001《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999《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/T914-20031.1五金件规范：《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《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB/T3098.6-2000《紧固件机械性能抽芯铆钉》GB/T3098.19-2004《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《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099-2004《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《铜合金铸件》GB/T13819-1992《锌合压铸件》GB/T13821-1992《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《电动采光排烟窗》JG189-20061.2相关物理性能等级测试方法：《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《彩色涂层钢板和钢带试验方法》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/T228-200237 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司1.1《建筑结构静力计算手册》(第二版)1.2土建图纸：2基本参数2.1幕墙所在地区杭州地区；2.2地面粗糙度分类等级幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)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；依照上面分类标准，本工程按C类地形考虑。2.3抗震设防按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；在维护结构抗震设计计算中：1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；根据国家规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，杭州地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值加速度为0.05g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：αmax=0.04；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司1幕墙承受荷载计算1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算：wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：93.6m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地形，93.6m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.6129μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于C类地形，93.6m高度处风压高度变化系数：μz=0.616×(Z/10)0.44=1.6479μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1.正压区按表7.3.1采用；2.负压区-对墙面，取-1.0-对墙角边，取-1.8二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。本计算点为大面位置。37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±(0.2-0.25)的压力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时，取A=10m2；当A≤1m2时，取A=1m2；μs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，杭州地区取0.00045MPa；1.1计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积：A=0.9×4.8=4.32m2LogA=0.635μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.873μs1=0.873+0.2=1.073wk=βgzμzμs1w0=1.6129×1.6479×1.073×0.00045=0.001283MPa1.2计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：A=0.7×1=0.7m2LogA=0μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1μs1=1+0.2=1.2wk=βgzμzμs1w0=1.6129×1.6479×1.2×0.00045=0.001435MPa1.3垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.1作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；2幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：93.6m；2：力学模型：双跨梁；3：立柱跨度：L=4800mm，短跨长L1=400mm，长跨长L2=4400mm；4：立柱左分格宽：1000mm；立柱右分格宽：800mm；5：立柱计算间距：B=900mm；6：板块配置：石材；7：立柱材质：Q235；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司1.1立柱型材选材计算(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.001283×900=1.155N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×1.155=1.617N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×0.0011=0.00022MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB=0.00022×900=0.198N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.19837 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司=0.257N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.617+0.5×0.257=1.746N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.155N/mm(4)求支座反力R1及最大弯矩：由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。M1：中支座弯矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-1.746×(4003+44003)/8/4800=-3876120N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=1.746×400/2-(-3876120/400)+1.746×4400/2-(-3876120/4400)=14761.636N1.1确定材料的截面参数(1)截面的型材惯性矩要求：k2=0k1=4M1/(qL22)=4×3876120/(1.746×44002)=0.459查《建筑结构静力计算手册》第二版表3-9附注说明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.459R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.057θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.499x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.459/4+2×0.0571/3cos(26.499+240)=0.568λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.1443代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)；qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)；L2：长跨长度(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司L2/250=4400/250=17.6按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；对本例取：df,lim=17.6mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.1443×1.155×44004/24/206000/17.6=717906.51mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：弯矩组合设计值即M1(N·mm)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215；Wnx=Mx/γfs=3876120/1.05/215=17169.967mm31.1选用立柱型材的截面特性按上一项计算结果选用型材号：矩形钢管80×60×4型材的抗弯强度设计值：215MPa型材的抗剪强度设计值：τs=125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=942600mm4绕Y轴惯性矩：Iy=596400mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=23560mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=23560mm3型材净截面面积：An=1056mm2型材线密度：γg=0.082896N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=8mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=14300mm3塑性发展系数：γ=1.051.2立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；A：立柱单元的面积(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0011×900×4800=4752NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk=1.2×4752=5702.4N(2)抗弯强度校核：按双跨梁(受拉)立柱强度公式，应满足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa；则：N/An+Mx/γWnx=5702.4/1056+3876120/1.05/23560=162.087MPa≤215MPa立柱抗弯强度满足要求。1.1立柱的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=942600mm4预选值为：Ixmin=717906.51mm4实际挠度计算值为：df=λqkL24/24EIx=0.1443×1.155×44004/24/206000/942600=13.405mm而df,lim=17.6mm所以，立柱挠度满足规范要求。1.2立柱的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=125MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)求中支座剪力设计值：采用Vw+0.5VE组合37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(1.746×400/2-(-3876120/400))=-10039.5NVw1右=qL2/2-M1/L2=1.746×4400/2-(-3876120/4400)=4722.136N取V=10039.5N(2)立柱剪应力：τmax：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τmax=VSx/Ixt=10039.5×14300/942600/8=19.038MPa19.038MPa≤125MPa立柱抗剪强度满足要求!1幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：93.6m；2：横梁跨度：B=1000mm；3：横梁上分格高：700mm；横梁下分格高：600mm；4：横梁计算高度：H=350mm：非背栓结构取平均分格高；背栓结构取最大分格高度的一半；5：力学模型：两点集中荷载简支梁；6：集中力作用点到横梁端部的距离：a=150mm；7：板块配置：石材；8：横梁材质：Q235；本处幕墙横梁按两点集中荷载简支梁模型进行设计计算，受力模型如下：37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司1.1横梁型材选材计算(1)横梁在风荷载作用下的集中力计算(按两点集中荷载简支梁)：Pwk：风荷载作用下集中荷载标准值(N)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：横梁跨度(mm)；H：横梁计算高度(mm)；Pwk=wkBH/2=0.001283×1000×350/2=224.525NPw：风荷载作用下集中荷载设计值(N)；Pw=1.4Pwk=1.4×224.525=314.335N(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(按两点集中荷载简支梁)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.04×0.001=0.0002MPaPEk：横梁在水平地震作用下集中力标准值(N)；B：横梁跨度(mm)；H：横梁计算高度(mm)；PEk=qEAkBH/2=0.0002×1000×350/2=35NPE：横梁在水平地震作用下集中力设计值(N)；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司PE=1.3PEk=1.3×35=45.5N(3)幕墙横梁受水平荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]P=Pw+0.5PE=314.335+0.5×45.5=337.085N用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]Pk=Pwk=224.525N(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按两点集中荷载简支梁)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；P：集中荷载的设计值组合(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；My=Pa=337.085×150=50562.75N·mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按两点集中荷载简支梁)：PGk：横梁自重荷载作用下集中力标准值(N)；B：横梁跨度(mm)；H1：横梁自重荷载作用高度(mm)：非背栓结构取横梁上分格高；背栓结构取最大分格高度的一半；PGk=0.001×BH1/2=0.001×1000×350/2=175NPG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)；PG=1.2PGk=1.2×175=210NMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；PG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；Mx=PG×a=210×150=31500N·mm1.1确定材料的截面参数(1)横梁抵抗矩预选：Wnx：绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Wny：绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；γx，γy：塑性发展系数：37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，均取1.00；此处取：γx=γy=1.05fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215；按下面公式计算：Wnx=Mx/γxfs=31500/1.05/215=139.535mm3Wny=My/γyfs=50562.75/1.05/215=223.977mm3(2)横梁惯性矩预选：df1,lim：按规范要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；df2,lim：按规范要求，横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm)；B：横梁的跨度(mm)；按相关规范，钢材横梁的相对挠度不应大于L/250，铝材横梁的相对挠度不应大于L/180；《建筑幕墙》GB/T21086-2007还有如下规定：按[5.1.1.2]，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；按[5.1.9，b]，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500，并且不应大于3mm；B/250=1000/250=4mmB/500=1000/500=2mm对本例取：df1,lim=4mmdf2,lim=2mmPk：风荷载作用下的水平集中荷载标准值(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；Iymin：绕Y轴最小惯性矩(mm4)；df,lim=Pka(3B2-4a2)/24EIymin……(受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=Pka(3B2-4a2)/24Edf1,lim=224.525×150×(3×10002-4×1502)/24/206000/4=4955.763mm4PGk：重力作用下的集中荷载标准值(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；B：横梁的跨度(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；Ixmin：绕X轴最小惯性矩(mm4)；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司df,lim=PGka(3B2-4a2)/24EIxmin……(自重作用下产生的挠度计算)Ixmin=PGka(3B2-4a2)/24Edf2,lim=175×150×(3×10002-4×1502)/24/206000/2=7725.273mm41.1选用横梁型材的截面特性按照上面的预选结果选取型材：选用型材号：角钢L5×4型材抗弯强度设计值：215MPa型材抗剪强度设计值：125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=92600mm4绕Y轴惯性矩：Iy=92600mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=6700mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=2560mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny1=6700mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny2=2560mm3型材净截面面积：An=389.7mm2型材线密度：γg=0.030591N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=4mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=4mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=4mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=2595mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=2595mm3塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，均取1.00；此处取：γx=γy=1.051.2幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式，应满足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)；Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；γx，γy：塑性发展系数，取1.05；fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/γxWnx+My/γyWny=31500/1.05/2560+50562.75/1.05/2560=30.529MPa≤215MPa37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司横梁抗弯强度满足要求。1.1横梁的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=92600mm4Iy=92600mm4预选值为：Ixmin=7725.273mm4Iymin=4955.763mm4横梁的实际挠度计算值为：df1=Pka(3B2-4a2)/24EIy=224.525×150×(3×10002-4×1502)/24/206000/92600=0.214mmdf2=PGka(3B2-4a2)/24EIx=175×150×(3×10002-4×1502)/24/206000/92600=0.167mm而df1,lim=4mmdf2,lim=2mm所以，横梁挠度满足规范要求。1.2横梁的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=125MPa(型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=Pwk=224.525N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Pwk=314.335N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=PEk=35N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3PEk=45.5N(5)Vx：水平总剪力(N)；Vx：横梁受水平总剪力(N)：采用Vw+0.5VE组合：Vx=Vw+0.5VE=314.335+0.5×45.5=337.085N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=PG37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司=210N(7)横梁剪应力校核：τx：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=337.085×2595/92600/4=2.362MPa2.362MPa≤125MPaτy：横梁垂直方向剪应力(MPa)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=210×2595/92600/4=1.471MPa1.471MPa≤125MPa横梁抗剪强度能满足!1背栓连接石材的选用与校核基本参数：1：计算点标高：93.6m；2：板块净尺寸(短边×长边)：a×b=700mm×1000mm；3：背栓孔到短边端面的垂直距离：a1=150mm；背栓孔到长边端面的垂直距离：b1=150mm；4：石材配置：δ30mm，四个背栓；5：规范说明：现行《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001中并没有给出背栓相关的计算方法，计算中一些公式参考自北京市地方标准《建筑装饰工程石材应用技术规范》DB11/T512-2007。模型简图为：37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司1.1石材板块荷载计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：石材板块的重力荷载标准值(N)；Gk=abtγga：短边边长：700mm；b：长边边长：1000mm；t：石材厚度：30mm；γg：石材密度：0.000028N/mm3；Gk=abtγg=700×1000×30×0.000028=588NA：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×588/(700×1000)=0.000168MPa(2)石材板块荷载集度设计值组合：采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3qEAk=1.4×0.001435+0.5×1.3×0.000168=0.002118MPa1.2石材的抗弯设计(1)计算边长的计算：b0：支撑点间板块长边边长(mm)；a0：支撑点间板块短边边长(mm)；a：板块短边边长(mm)；b：板块长边边长(mm)；a1：背栓孔到短边端面的垂直距离(mm)；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司b1：背栓孔到长边端面的垂直距离(mm)；a-2a1=400mm≤b-2b1=700mm所以：a0=400mmb0=700mm(2)抗弯校核计算：校核依据：σ≤fsc=3.72MPaσ：石材中产生的弯曲应力设计值(MPa)；fsc：石材的抗弯强度设计值(MPa)；m：石材最大弯矩系数，按支撑点间板块短边边长与长边边长的比0.5714，查表得：0.1328；q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；b0：支撑点间板块长边边长(mm)；t：石材厚度：30mm；应力设计值为：σ=6×m×q×b02/t2=6×0.1328×0.002118×7002/302=0.919MPa0.919MPa≤3.72MPa强度能满足要求。1.1石材的剪应力校核校核依据：τ≤τsc=1.86MPaτ：背栓在石材中产生的剪应力设计值(MPa)；τsc：石材的抗剪强度设计值(MPa)；q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；a：短边边长：700mm；b：长边边长：1000mm；h：背栓锚入深度：15；α：背栓角度：25°；D：背栓孔直径：13.5mm；τ=qab×1.25/4(π×h/cosα×(D+h×tanα))=0.002118×700×1000×1.25/4/(3.14×15/cos25°×(13.5+15×tan25°)))=0.435MPa0.435MPa≤1.86MPa石材抗剪强度能满足。1.2背栓自身强度计算(1)背栓抗拉强度计算：校核依据：N=1.25qLxLy/n4.5.12-1[DB11/T512-2007]N≤Nt/K4.5.12-2[DB11/T512-2007]上面两个公式中：N：水平荷载作用下单个背栓所受的拉力设计值(N)；q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司Lx，Ly：板材面板在X，Y向的边长(mm)；n：单块板块板材背栓个数；Nt：背栓受拉承载力标准值(N)，查厂家资料取6000；K：背栓承载力系数，取2.15；N=1.25qLxLy/n=1.25×0.002118×700×1000/4=463.312N463.312N≤6000/K=2790.698N背栓抗拉强度能满足。(2)抗剪强度计算：校核依据：V=1.5G/n4.5.13-1[DB11/T512-2007]V≤Vt/K4.5.13-2[DB11/T512-2007]上面两个公式中：V：每个锚栓自身剪应力(MPa)；G：板块自重设计值；n：单块板块背栓个数；Vt：背栓抗剪承载力标准值(N)，查厂家资料取4000；K：背栓承载力系数，取2.15；其中：G=1.2abtγga：短边边长：700mm；b：长边边长：1000mm；t：石材厚度：30mm；γg：石材密度：0.000028N/mm3；G=1.2abtγg=1.2×700×1000×30×0.000028=705.6NV=1.5G/n=1.5×705.6/4=264.6N264.6N≤4000/K=1860.465N背栓抗剪强度能满足。1.1背栓锚固处板材抗拉承载力计算校核依据：Nmax=βZP×fcu0.5×Hey1.54.5.14-1[DB11/T512-2007]Nt≤Nmax/K4.5.14-3[DB11/T512-2007]上面两个公式中：Nmax：背栓锚固处板材受拉承载力最大值(N)；βZP：破坏系数，板材取12.5，有效孔深小于15mm时乘以0.8浅孔折减。fcu：石材基材抗压强度，取110(MPa)；Hey：背栓的有效锚固深度(mm)，可按下面公式取，其中H为背栓锚固深度，查看厂家手册得到：Hey=H-14.5.14-2[DB11/T512-2007]37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司=15-1=14mmNt：背栓锚固处板材受拉承载力设计值，取水平荷载作用下单个背栓所受的拉力设计值；K：背栓承载力系数，取1.8；Nmax=βZP×fcu0.5×Hey1.5=10×1100.5×141.5=5493.997N463.312N≤5493.997/K=3052.221N背栓锚固处板材抗拉承载力能满足要求。1连接件计算基本参数：1：计算点标高：93.6m；2：立柱计算间距：B1=900；3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=1000mm×350mm；对于背栓结构，H取最大分格的一半；对于非背栓结构，H取平均分格高度；4：幕墙立柱跨度：L=4800mm，短跨L1=400mm，长跨L2=4400mm；5：板块配置：石材；6：龙骨材质：立柱为：Q235；横梁为：Q235；7：立柱与主体连接钢角码壁厚：8mm；8：立柱与主体连接螺栓公称直径：12mm；9：立柱与横梁连接处钢角码厚度：5mm；10：横梁与角码连接螺栓公称直径：5mm；11：立柱与角码连接螺栓公称直径：6mm；12：立柱受力模型：双跨；13：连接形式：螺栓连接；本处幕墙横梁按两点集中荷载模型进行设计计算：1.1横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按两点集中荷载)：Vw=1.4wkBH/2=1.4×0.001283×1000×350/2=314.335N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按两点集中荷载)：VEk=βEαmaxGk/A×BH/2=5.0×0.04×0.001×1000×350/2=35N(3)地震作用下横梁剪力设计值：VE=1.3VEk=1.3×3537 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司=45.5N(4)连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合：N1=Vw+0.5VE=314.335+0.5×45.5=337.085N(5)连接螺栓计算：Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv1：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：5mm；fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum1：螺栓个数：Nnum1=N1/Nv1b=337.085/3434.375=0.098个实际取2个(6)连接部位横梁型材壁抗承压能力计算：Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2个；d：螺栓公称直径：5mm；t1：连接部位横梁壁厚：4mm；fc1：型材抗压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×5×4×305=12200N12200N≥337.085N强度可以满足!1.1角码与立柱连接(1)自重荷载计算：PGk：横梁自重荷载作用下集中力标准值(N)；B：横梁跨度(mm)；Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)；对于背栓结构，取最大分格的一半；对于非背栓结构，取上分格高度；PGk=0.001×BHg/2=0.001×1000×350/2=175NPG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)；PG=1.2PGk=1.2×175=210NN2：自重荷载(N)：37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司N2=PG=210N(2)连接处组合荷载N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(337.0852+2102)0.5=397.148N(3)连接处螺栓强度计算：Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv2：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：6mm；fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取190MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×62×190/4=5369.4NNnum2：螺栓个数：Nnum2=N/Nv2b=397.148/5369.4=0.074个实际取2个(4)连接部位立柱型材壁抗承压能力计算：Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：6mm；t2：连接部位立柱壁厚：4mm；fc2：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×6×4×305=14640N14640N≥397.148N强度可以满足!(5)连接部位钢角码壁抗承压能力计算Nc3：连接部位幕墙钢角码壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：6mm；t3：角码壁厚：5mm；fc3：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×6×5×305=18300N18300N≥397.148N强度可以满足!1.1立柱与主结构连接(1)连接处水平剪切总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平剪切总力。37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司qw：风荷载线分布集度设计值(N/mm)；qw=1.4wkB1=1.4×0.001283×900=1.617N/mmqE：地震作用线分布集度设计值(N/mm)；qE=1.3βEαmaxGk/A×B1=1.3×5.0×0.04×0.0011×900=0.257N/mm采用Sw+0.5SE组合：q=qw+0.5×qE=1.617+0.5×0.257=1.746N/mmN1：连接处水平剪切总力(N)；R1：中支座反力(N)；N1=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=1.746×4800×(4002+3×400×4400+44002)/8/400/4400=14761.636N(2)连接处重力总力：NGk：连接处自重总值标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；NGk=0.0011×B1L=0.0011×900×4800=4752NNG：连接处自重总值设计值(N)：NG=1.2NGk=1.2×4752=5702.4N(3)连接处总剪力：N：连接处总剪力(N)：N=(N12+NG2)0.5=(14761.6362+5702.42)0.5=15824.767N(4)螺栓承载力计算：Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv3：剪切面数：取2；d：螺栓杆直径：12mm；fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv3b=nv3πd2fv3b/4=2×3.14×122×175/4=39564NNnum3：螺栓个数：Nnum3=N/Nv3b=15824.767/39564=0.4个实际取2个37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司(5)立柱型材壁抗承压能力计算：Nc4：立柱型材壁抗承压能力(N)；nv3：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：12mm；t2：连接部位立柱壁厚：4mm；fc4：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×12×4×305=58560N58560N≥15824.767N强度可以满足要求!(6)钢角码型材壁抗承压能力计算：Nc5：钢角码型材壁抗承压能力(N)；nv4：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：连接螺栓直径：12mm；t4：幕墙钢角码壁厚：8mm；fc5：钢角码的抗压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5=2×2×12×8×305=117120N117120N≥15824.767N强度可以满足要求!1幕墙埋件计算(槽型预埋)基本参数：1：计算点标高：93.6m；2：幕墙立柱跨度：L=4800mm，短跨L1=400mm，长跨L2=4400mm；3：立柱计算间距：B=900mm；4：立柱力学模型：双跨梁；5：埋件位置：侧埋；6：混凝土强度等级：C30；1.1荷载标准值计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：qEk=βEαmaxGk/A=5.0×0.04×0.0011=0.00022MPa(2)连接处水平总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平总力。qw：风荷载线荷载设计值(N/mm)；37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司qw=1.4wkB=1.4×0.001283×900=1.61658N/mmqE：地震作用线荷载设计值(N/mm)；qE=1.3qEkB=1.3×0.00022×900=0.257N/mm采用Sw+0.5SE组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.61658+0.5×0.257=1.745N/mmN：连接处水平总力(N)；R1：中支座反力(N)；R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=1.745×4800×(4002+3×400×4400+44002)/8/400/4400=14753.182N(3)立柱单元自重荷载标准值：Gk=0.0011×BL=0.0011×900×4800=4752N(4)校核处埋件受力分析：V：剪力(N)；N：轴向拉力(N)，等于中支座反力R1；V=1.2Gk=1.2×4752=5702.4NN=R1=14753.182Ne0：轴力作用点到埋件间的偏心距离(mm)；M：埋件承受的弯矩(N·mm)；M=Ve0=5702.4×80=456192N·mm1.1埋件螺栓选用说明工程选用的是槽式埋件，埋件固定在主体结构上，承受立柱传递来的荷载。荷载由2个M16奥氏体不锈钢（A50）承受，M16奥氏体不锈钢（A50）抗剪强度设计值为175MPa，抗拉强度设计值为230MPa，有效面积A=156.59mm2。1.2螺栓计算单个M16奥氏体不锈钢（A50）承受拉应力计算值为(公式中参数d为槽型埋件的半高)：ftb=(N+M/d)/2A=(14753.182+456192/25)/2/156.59=105.373MPa≤230MPa37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司所以抗拉强度螺栓抗拉强度满足要求！单个M16奥氏体不锈钢（A50）承受剪应力：fvb=V/2A=5702.4/2/156.59=18.208MPa≤175MPa所以抗剪强度螺栓抗剪强度满足要求！1.1埋件局部(螺栓孔壁)承压计算d：螺栓的直径，取d=16mm；t：埋件与螺栓连接面的壁厚，取t=6mm；Nc：埋件局部承压能力；fc：埋件抗压强度设计值，取215MPa；Nc=d·t·fc=16×6×215=20640N≥V/2埋件局部承压满足设计要求。1.2槽式埋件锚筋承载力计算槽式埋件如果要保证不被破坏，需要保证埋件上的受力的锚筋不被破坏。(1)锚筋的力学性能单个锚筋截面积：A=189mm2单个锚筋抗弯距：W=867mm3(2)锚筋承载力计算一个埋件上的锚筋为n=3个；单个锚筋承受的拉应力为：σ=(N/A+M/W))/n=(14753.182/189+456192/867)/3=201.411MPa≤fa=215MPa锚筋的抗拉强度满足设计要求。单个锚筋承受的剪应力：τ=V/nA=5702.4/3/189=10.057MPa≤τa=125MPa锚筋的抗剪强度满足设计要求。1.3混凝土承载力计算单个锚筋在混凝土中的剪切面是一个圆锥面，主体结构混凝土采用等级为C30，抗拉强度ft=1.43MPa。剪切面积A=π·r·l=π×50×(502+852)0.5=15482.62mm2单个锚筋的承载力F=ft·A37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司=1.43×15482.62=22140.147N采用槽式埋件3个锚筋，则槽埋件承载力：P=0.6×n×F=0.6×3×22140.147=39852.265N≥14753.182N由计算可知，槽式埋件混凝土承载力可以满足设计要求。1石材幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算基本参数：1：计算点标高：93.6m；2：板块分格尺寸：1000mm×700mm；3：幕墙类型：石材幕墙；4：年温温差：80℃；1.1立柱连接伸缩缝计算为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙--伸缩缝(d)，d值按下式计算：d≥αΔｔL+d1+d2上式中：d：伸缩缝计算值(mm)；α：立柱材料的线膨胀系数，取1.2×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；L：立柱跨度(mm)；d1：施工误差，取3mm；d2：考虑其它作用的预留量，取2mm；d=αΔｔL+d1+d2=0.000012×80×4800+3+2=9.608mm实际伸缩空隙d取20mm，满足设计要求。1.2耐侯胶胶缝计算ws：胶缝宽度计算值(mm)；α：板块材料的线膨胀系数，为0.8×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；b：板块的长边长度(mm)；δ：耐候硅酮密封胶的变位承受能力：55%dc：施工偏差，取3mm；dE：考虑其它作用的预留量，取2mm；ws=α△ｔb/δ+dc+dE……附4.1[JGJ102-2003]=0.000008×80×1000/0.55+3+2=6.164mm37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司实际胶缝取8mm，满足设计要求。37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司附录常用材料的力学及其它物理性能一、玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1种类厚度(mm)大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃5~1228.019.515~1924.017.0≥2020.014.0钢化玻璃5~1284.058.815~1972.050.4≥2059.041.3二、长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ113-2009表4.1.9种类厚度(mm)大面侧面平板玻璃5~129615~1975≥2064半钢化玻璃5~12282015~192417≥202014半钢化玻璃5~12423015~193626≥203021三、铝合金型材的强度设计值(MPa)GB50429-2007表4.3.4铝合金牌号状态厚度强度设计值(mm)抗拉、抗压抗剪6061T4不区分9055T6不区分2001156063T5不区分9055T6不区分150856063AT5≤1013575T6≤1016090四、钢材的强度设计值(1-热轧钢材)fs(MPa)JGJ102-2003表5.2.3钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d≤16215125325Q345d≤1631018040037 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司一、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢)fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235205120310Q345300175400二、材料的弹性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9材料E材料E玻璃0.72×105不锈钢绞线1.2×105~1.5×105铝合金、单层铝板0.70×105高强钢绞线1.95×105钢、不锈钢2.06×105钢丝绳0.8×105~1.0×105消除应力的高强钢丝2.05×105花岗石板0.8×105蜂窝铝板10mm0.35×105铝塑复合板4mm0.2×105蜂窝铝板15mm0.27×105铝塑复合板6mm0.3×105蜂窝铝板20mm0.21×105　三、材料的泊松比υJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7材料υ材料υ玻璃0.2钢、不锈钢0.3铝合金0.3(按GB50429)高强钢丝、钢绞线0.3铝塑复合板0.25蜂窝铝板0.25花岗岩0.125四、材料的膨胀系数α(1/℃)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料α材料α玻璃0.8×10-5~1.0×10-5不锈钢板1.80×10-5铝合金、单层铝板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5钢材1.20×10-5砖砌体0.50×10-5铝塑复合板≤4.0×10-5蜂窝铝板2.4×10-5花岗岩0.8×10-5五、材料的重力密度γg(KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料γg材料γg普通玻璃、夹层玻璃钢化、半钢化玻璃25．6矿棉1.2~1.5玻璃棉0.5~1.0钢材78．5岩棉0.5~2.5铝合金2700kg/m3(按GB50429)六、板材单位面积重力标准值（MPa）JGJ133-2001表5.2.2板材厚度（mm）qk(N/m2)板材厚度（mm）qk(N/m2)37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司单层铝板2.53.04.067.581.0112.0不锈钢板1.52.02.53.0117.8157.0196.3235.5铝塑复合板4.06.055.073.6蜂窝铝板（铝箔芯）10.015.020.053.070.074.0花岗石板20.025.030.0500～560625～700750～840一、螺栓连接的强度设计值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-1螺栓的性能等级锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A、B级螺栓抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压ftbfvbfcbftbfvbfcbftbftbfvbfcb普通螺栓4.6、4.8级170140--------5.6级---210190-----8.8级---400320-----锚栓Q235钢------140---Q345钢------180---承压型连接高强度螺栓8.8级-------400250-10.9级-------500310-构件Q235钢--305--405---470Q345钢--385--510---590Q390钢--400--530---615二、螺栓连接的强度设计值二(MPa)GB50429-2007表4.3.5-1螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号普通螺栓铝合金不锈钢钢抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb普通螺栓铝合金2B11170160———————2A90150145———————不锈钢A2-50、A4-50———200190————A2-70、A4-70———280265————钢4.6、4.8级——————170140—构件6061-T4——210——210——2106061-T6——305——305——3056063-T5——185——185——1856063-T6——240——240——2406063A-T5——220——220——22037 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司6063A-T6——255——255——2555083-O/F/H112——315——315——315一、焊缝的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-3焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径d（mm）抗压fcw抗拉和抗弯受拉ftw抗剪fvw抗拉、抗压和一级、二级三级抗剪ffw自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢d≤1621521518512516016＜d≤4020520517512016040＜d≤60200200170115160自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢d≤1631031026518020016＜d≤3529529525017020035＜d≤50265265225155200自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢d≤1635035030020522016＜d≤3533533528519022035＜d≤50315315270180220自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q420钢d≤1638038032022022016＜d≤3536036030521022035＜d≤50240240290195220二、不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.3类别组别性能等级σb抗拉抗剪A(奥氏体)A1、A250500230175A3、A470700320245A580800370280C(马氏体)C150500230175707003202451001000460350C380800370280C45050023017570700320245F(铁素体)F14545021016060600275210三、楼层弹性层间位移角限值GB/T21086-2007表20建筑高度结构类型建筑高度H（m）H≤150150＜H≤250H＞250框架1/550——板柱-剪力墙1/800——37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司框架-剪力墙、框架-核心筒1/800线性插值筒中筒1/1000线性插值1/500剪力墙1/1000线性插值框支层1/1000——多、高层钢结构1/250（GB50011-2010）一、部分单层铝合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.2牌号试样状态厚度（mm）抗拉强度fta1抗剪强度fva12A11T420.5～2.9129.575.1＞2.9～10.0136.579.22A12T420.5～2.9171.599.5＞2.9～10.0185.5107.67A04T620.5～2.9273.0158.4＞2.9～10.0287.0166.57A09T620.5～2.9273.0158.4＞2.9～10.0287.0166.5二、铝塑复合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.3板厚t(mm)抗拉强度fta2抗剪强度fva247020三、蜂窝铝板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.4板厚t(mm)抗拉强度fta3抗剪强度fva32010.51.4四、不锈钢板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.5序号屈服强度标准值σ0.2抗弯、抗拉强度fts1抗剪强度fvs11170154120220018014032202001554250226176资料地址：[浙江]2013年大型城市综合体玻璃、石材幕墙工程量清单及详细计算书（计算书78页+CAD102张）更多：[福建]2013年法院办公大楼配电工程量清单预算（编制说明+定额项目）[江苏]2013年住宅楼及地下室土建、安装（含桩基）工程量清单预算（定额工料机综合单价）[江苏]2013年超高层（含地下室）科研大楼建筑暖通工程量清单预算书（定额项目工料机综合单价分析）[新疆]2013年22层办公住宅综合楼及地下车库建设工程量清单预算（6个专业，约530页）[湖南]2013年综合办公楼土建、安装、装饰装修工程量清单预算（编制说明+CAD图45张）[福建]2013年调度中心室外景观及配套工程(土建部分)工程量清单预算及编制说明（综合单价分析+材料单价）37 江南商汇大厦幕墙工程·石材幕墙设计计算书深圳市华剑装饰设计工程有限公司37'