塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程二次深化設(shè)計計算書(12頁).doc
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編號:612871
2022-10-24
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1、塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程二次深化設(shè)計計算書一、 本方案設(shè)計適用于塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程二、 工程概況工程名稱塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程建設(shè)地點(diǎn)天津市塘沽區(qū)建設(shè)單位施工單位建筑層數(shù)地上3層建筑層高層高2.9m石材面積約 1300m2花崗巖石材干掛設(shè)計說明設(shè)計依據(jù)根據(jù)本次設(shè)計按照上海茂洋建筑設(shè)計事務(wù)所以及天津中建建筑設(shè)計研究院有限公司設(shè)計的該建筑外墻面的立面圖編制。1、 磨光板為600100025mm。2、 石材拼縫,5mm縫填泡沫條加密封膠。3、 石材的顏色及花色,由甲方和設(shè)計根據(jù)樣品共同確定。4、 石材的物理力學(xué)性質(zhì)應(yīng)符合下列要求:體積密度2.25g/cm3,吸水率0.8%,干燥壓縮強(qiáng)度2、60Mpa,彎曲強(qiáng)度8.0Mpa。三、 設(shè)計依據(jù)1、 塘沽區(qū)五星廣場石材干掛工程石材干掛工程設(shè)計圖紙2、 石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-96) (參考)3、 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GBJ9-87)4、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GBJ17-88) (參考)5、 民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50045-95)6、 建筑防雷設(shè)計規(guī)范(GB50057-94)7、 負(fù)結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊8、 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范9、 甲方要求四、 設(shè)計荷載1、 大面石材幕墻自重荷載設(shè)計值自重荷載(包括石材和龍骨):1080N/M22、 風(fēng)荷載當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓:0.35KN/M23、 地震4、 荷載抗震設(shè)防考慮8度設(shè)防水平地震作用系數(shù)3、最大值 a max=0.16 , 地震作用放大系數(shù) E=5.0 石材幕墻設(shè)計計算書基本參數(shù):天津地區(qū) 抗震8度設(shè)防 a max=0.16 , 地震作用放大系數(shù) E=5.0一、風(fēng)荷載計算1、 標(biāo)高為8.900處風(fēng)荷載計算. 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算:Wk:作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Kn/m2)gz:8.900m高處陣風(fēng)系數(shù)(按B類區(qū)計算):f=0.5(Z/10)(-0.16)=0.445gz=0.89(1+2f)=1.683 z:8.900m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計算)(GB50009-2001)z=(Z/10)0.32=1.260風(fēng)荷載體型系數(shù)s=1.20 Wk=gzzsW0 (GB50004、9-2001) =1.6831.2601.20.500 =1.272kN/m2 .風(fēng)荷載設(shè)計值: W:風(fēng)荷載設(shè)計值:Kn/m2Rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù):1.4按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001 3.2.5規(guī)定采用 W=rwWk=1.41.272=1.781Kn/m2 二、板強(qiáng)度校核:石材校核:(第一處)1.石材強(qiáng)度校核校核依據(jù):=3.700N/mm2Ao:石板短邊長:0.600mBo:石板長邊長:1.200ma: 計算石板抗彎所用短邊長度:0.600mb: 計算石板抗彎所用長邊長度:1.200mt: 石材厚度:25.0mmml:四角支承板彎矩系數(shù),按短邊與長邊的邊長比(a/b=05、.500) 查表得:0.0763Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.272Kn/m2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5maxGAK =50.1601200.000/1000 =0.960kN/m2荷載組合設(shè)計值為:Sz=1.4Wk+1.30.5qEAk =2.405kN/m2應(yīng)力設(shè)計值為:=6m1Szb2103/t2 =60.07632.4050.5002103/25.02 =0.4398kN/m20.43984kN/m23.700N/mm2 強(qiáng)度可以滿足要求2. 石材剪應(yīng)力校核 校核依據(jù):max .石板中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計值(N/mm2)n:6、一個連接邊上的掛鉤數(shù)量:2t:石板厚度:25.0mmd:槽寬:7.0mms:槽底總長度:60.0mm:系數(shù),取1.25對邊開槽=SzAoBo1000/n(t-d)s =0.261N/mm20.261N/mm21.800N/mm2石材抗剪強(qiáng)度可以滿足3.掛鉤剪應(yīng)力校核xz校核依據(jù): max:掛鉤剪應(yīng)力設(shè)計值(N/mm2)Ap:掛鉤截面面積:19.600mm2N:一個連接邊上的掛鉤數(shù)量:2掛板抗剪強(qiáng)度可以滿足三、幕墻立柱計算:幕墻立柱計算:(第1處)幕墻立柱按雙跨梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計計算:1.選料: 風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(矩形分布) qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(矩形分布) rw:7、風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù):. Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.272kN/m2B:幕墻分格寬:1.200mqw=1.4WkB =1.41.2721.200 =2.137kN/m(2)立柱彎矩:Mw:風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(KNm)qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值: 2.137(kN/m)Hsjcg:立柱計算跨度:3.900mMw=(L13+L23)/8/(L1+L2)qw =(2.2503+1.6503)/8/(2.250+1.650)2.137 =1.088kNmqEA:地震作用設(shè)計值(KNm2):Gak:幕墻構(gòu)件(石材包括石材掛件)的平均自重:1200N/M2垂直于幕墻平面的分布水平地震作用:q8、EAk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(KNm2)qEAk=5amaxGAK =50.1601200.000/1000 =0.960 KNm2E:幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3qEA=1.3qEAk =1.30.960 =1.248 KN/m2qE:水平地震作用線分布最大荷載集度設(shè)計值(矩形分布)qE=qEAB =1.2481.200 =1.498 KN/mME:地震作用下立柱彎矩(KNm):ME=(L13+L23)/8/(L1+L2)qE =(2.2503+1.6503)/8/(2.250+1.650)1.498 =0.762 KNmM:幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(KNm)采用Sw9、+0.5SE組合M=Mw+0.5ME =1.088+0.50.762 =1.469 KNm(3)W:立柱抗彎矩預(yù)選值(cm3)W=M103/1.05/215.0 =1.469103/1.05/215.0 =16.616cm3qwk:風(fēng)載荷線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)qwk=wk*b=1.272*1.200=1.562kn/m qek:水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m) qek=qeak*b=0.960*1.200=1.152kn/m2.選用立柱型材的截面特性:型材強(qiáng)度設(shè)計值:215.00N/mm2 型材彈性模量:2.1*105mm2 X軸慣性矩:x=94.250cm4 Y10、軸慣性矩:y=59.600cm4 X軸抵抗矩:Wx1=23.560cm3 Y軸抵抗矩:Wy1=23.560cm3 型材截面積:10.560cm2 型材計算校核處壁厚:t=4.000mm 型材截面面積矩:s=10.600cm3 塑性發(fā)展系數(shù):1.053.幕墻立柱的強(qiáng)度計算:校核依據(jù):+fa=215.0N/mm2(拉彎構(gòu)件):幕墻分割寬:1.200mGAK:幕墻自重:1200N/m2幕墻自重線荷載:1200*WFG/1000=1200*1.200/1000=1.440KN/mnk:立柱受力:nk=gk*Hsjcg=1.44*3.900=5.616KNN:立柱受力設(shè)計值:Rg:結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù):.*11、.*.:立柱計算強(qiáng)度(mm2)(立柱為拉彎構(gòu)件):立柱受力設(shè)計值:6.739:立柱型材截面積:10.560cm2:立柱彎矩:1.469 KN.mWx2:立柱截面抗彎矩:23.560cm3:塑性發(fā)展系數(shù):1.05=N*10/A+M*103/1.05/W*2 =6.739*10/10.560+1.469*103/1.05/23.560 =65.765N/mm265.765N/mm2fa=215.0N/mm2故得出:立柱強(qiáng)度可以滿足.幕墻立柱的剛度計算:校核依據(jù):maxU=15mm 且maxL/300 (JGJ133-2001 4.2.3)Umax:立柱最大撓度max=1000*1.4355*RO-12、0.409*(qwk+0.5*qek)*L1*L13/(24*2.1*Ix)立柱最大撓度max為:1.865mm15mmDu:立柱撓度與立柱計算跨度比值:sjcg:立柱計算跨度:3.900mDu=U/Hsjcg/1000 =1.865/3.900/1000 =0.0001/300撓度可以滿足要求.立柱抗剪計算:校核依據(jù):rmaxr=125.0N/mm2(1) Qwk:風(fēng)載荷作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(KN)RO:雙跨梁長跨端支坐反力為:1.372KNRa: 雙跨梁中間支坐反力為:3.793KNRb: 雙跨梁短跨端支坐反力為:0.788KNRc:中間支承處梁受到的最大剪力: 2.063 KNQWK=2.013、63KN(2) QW:風(fēng)載荷作用下剪力設(shè)計值(KN)QW=1.4*QWK =1.4*2.063 =2.888 KN(3) Qek:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(KN)RO:雙跨梁長跨端支坐反力為:1.035KNRa: 雙跨梁中間支坐反力為:2.862KNRb: 雙跨梁短跨端支坐反力為:0.595KNRc:中間支承處梁受到的最大剪力: 1.557 KNQek=1.557KN(4) QE:地震作用下剪力設(shè)計值(KN)QE=1.3QEK =1.31.557 =2.024kn Q:立柱所受剪力: 采用QW+0.5QE組合 Q=QW+0.5QE =2.888+0.52.024 =3.899KN 立柱剪應(yīng)力:. 14、立柱剪應(yīng)力: Ss: 立柱型材截面面積矩:10.600cm3 Ix: 立柱型材截面慣性矩:94.250cm4 T: 立柱壁厚:4.000mm=QSs100/lx/t =3.89910.600100/94.250/4.000=10.964N/mm210.964N/mm2125.0N/mm2立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足 四、立梃與主結(jié)構(gòu)連接立梃與主結(jié)構(gòu)連接:(第一處)Lct2:連接處鋼角碼壁厚:4.000mmD2:連接螺栓直徑:12.000mmD0: 連接螺栓直徑:10.360mm采用SG+SW+0.5SE組合N1wk:連接處風(fēng)荷載總值(N)N1wk=WkBHsjcg1000 =1.2721.2003.915、001000 =5952.960N連接處風(fēng)荷載設(shè)計值(N):N1w=1.4N1wk =1.45952.960 =8334.144NN1EK:連接處地震作用(N):N1EK=QEAKBHsjcg1000=0.9601.2003.9001000 =4492.800NN1E:連接處地震作用設(shè)計值(N);N1E=1.3N1Ek =1.34492.800 =5840.640NN1:連接處水平總力(N):N1=N1w+0.5N1E =8334.144+0.55840.640 =11254.464NN2:連接處自重總值設(shè)計值(N):N2k=1200BHsjcg =12001.2003.900 =5616.016、00NN2:連接處自重總值設(shè)計值(N):N2=1.2N2k =1.25616.000 =6739.200NN:連接處總合力(N):N=(N12+N22)0.5 =(11254.4642+6739.2002)0.5 =13117.918NNvb:螺栓的承載能力:Nv:連接自剪切面數(shù):2Nvb=23.14D02130/4 (GBJ17-88 7.2.1-1) =2-3.1410.3602130/4 =21905.971NNum1:立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個數(shù):Num1=N/Nvb =13117.918/21905.971 =0.599個取2個Ncb1:立梃理材壁抗承壓能力(N):D2:連接螺栓17、直徑:12.000mmNv:連接處剪切面數(shù):4t:立梃壁厚:4.000mmNcb1=D22120tNum1 (GBJ17-88 7.2.1) =12.00021204.0002.000 =23040.000N23040.000N13117.918N強(qiáng)度可以滿足Ncbg:鋼角碼型材壁抗承壓能力(N):Ncbg=D22267Lct2Numl (GBJ17-88 7.2.1) =12.00022676.0002.000 =76896.000N76896.000N13117.918N強(qiáng)度可以滿足五、 幕墻埋件計算: (第1處) 基本參數(shù):1:計算點(diǎn)標(biāo)高:1.5m;2: 埋板厚度:6.00mm; 3:立18、柱計算間距(指立柱左右分格平均寬度):B=1200mm;1.荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算:(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用: qEk=EmaxGk/A =5.00.120.0005 =0.0003MPa(2)連接處水平總力計算:對雙跨梁,中支座反力R1,即為立柱連接處最大水平總力。 qw:風(fēng)荷載線荷載設(shè)計值(N/mm); qw=1.4wkB =1.40.0010931200 =1.836N/mm qE:地震作用線荷載設(shè)計值(N/mm); qE=1.3qEkB =1.30.00031200 =0.468N/mm采用Sw+0.5SE組合: 5.4.1JGJ133-2001 q=qw+0.5qE =1.8319、6+0.50.468 =2.07N/mm N:連接處水平總力(N); R1:中支座反力(N); N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2 =2.074200(6002+36003600+36002)/8/600/3600 =9911.56N(3)立柱單元自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Gk=0.0005BL =0.000512004200 =2520N(4)校核處埋件受力分析: V:剪力(N); N:軸向拉力(N),等于中支座反力R1; e0:剪力作用點(diǎn)到埋件距離,即立柱螺栓連接處到埋件面距離(mm); V=1.2Gk=1.22520 =3024N N=R1=11990.077N M=e0V20、 =603024 =181440Nmm2.拉拔實(shí)驗(yàn)拉拔力計算:計算公式:N拔=2(N/2+M/Z)/n其中:N拔:單個錨固件的拉拔實(shí)驗(yàn)值(N); :承載力調(diào)整系數(shù); N:拉力設(shè)計值(N); M:彎矩設(shè)計值(Nmm); n:每排錨固件個數(shù); Z:上下兩排螺栓間距(mm) ; N拔=2(N/2+M/Z)/n =21.25(9911.56/2+181440/130)/2 =7938.365N在做拉拔實(shí)驗(yàn)時,單個錨栓的實(shí)驗(yàn)值應(yīng)不小于8kN拔。六、幕墻橫梁計算幕墻橫梁計算:(第一處)0. 選用橫梁型材的截面特性:型材強(qiáng)度設(shè)計值:215.000N/mm2型材彈性模量:E=2.1105N/mm2X軸慣性矩:21、Ix=9.290cm4Y軸慣性矩: Iy=9.290cm4X軸慣性矩: Wxl=2.560cm3X軸慣性矩: Wx2=2.560cm3Y軸慣性矩: Wy1=2.560cm3Y軸慣性矩: Wy1=2.560cm3型材截面積:A=3.9000cm3型材計算校核處壁厚:t=4.000mm型材截面面積矩:Ss=4.000cm3型材發(fā)展系數(shù):=1.051. 幕墻橫梁的強(qiáng)度計算:校核依據(jù):Mx/Wx+My/Wyf=215.0橫梁在自重作用下的彎矩(kNm)H:玻璃面板高度:0.400mGak:橫梁自重:1200N/m2Gk:橫梁自重荷載線分布均布荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):Gk=1200H/1000 =122、2000.400/1000 =0.480kN/mG:橫梁自重荷載線分布均布荷載集度設(shè)計值(kN/m)G=1.2Gk =1.20.480 =0.576kN/mMx:橫梁載自重荷載作用下的彎矩(kNm)Mx=GB2/8 =0.5760.6002/8 =0.026kNm橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kNm)風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(梯形分布)qwk=WkH =1.2720.4000 =0.509KN/m風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值qw=1.4qwk =1.40.509 =0.712kN/mMyw:橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kNm)Myw=qwB2(3-H2/B2)/24 =0.7120.600223、(3-0.4002/0.6002)/24 =0.027kNm地震作用下橫梁彎矩qWAk:橫梁平面外地震荷載:E:動力放大系數(shù):5max:地震影響系數(shù)最大值:0.160Gk:幕墻構(gòu)件自重:1200N/m2qEAk=5max1200/1000=50.1601200/1000=0.960kN/m2qex:水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值B:幕墻分格寬:0.600m水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(梯形分布)qex=qEAkH =0.9600.400 =0.384KN/mqE:水平地震作用線分布最大荷載集度設(shè)計值E:地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3qE=1.3qex =1.30.384 =0.499k24、N/mMyE:地震作用下橫梁彎矩:MyE=qEB2(3-H2/B2)24 =0.4990.6002(3-0.4002/0.6002)/24 =0.019kNm橫梁強(qiáng)度:橫梁計算強(qiáng)度(N/mm2):采用SG+SW+0.5SE組合Wx1:X軸抵抗矩:2.560cm3Wy2:y軸抵抗矩:2.560cm3:塑性發(fā)展系數(shù):1.05=(Mx/Wx1+Myw/Wy2+0.5MyE/Wy2)103/1.05 =23.361N/mm223.361N/mm2fa=215.0N/mm2橫梁正應(yīng)力強(qiáng)度可以滿足2. 幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計算:校核依據(jù):1.5max=125.0N/mm2 Qwk:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值25、(k/N) Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.272kN/m2 B:幕墻分格寬:0.600m 風(fēng)荷載線分布呈梯形分布時: Qwk=WkB2(1-H/B/2)/2=1.2720.6002(1-0.400/0.600/2)2=0.153kN Qw:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計值(kN) Qw=1.4Qwk=1.40.153=0.214Kn QEk:地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN) 地震作用線分布呈梯形分布時: QEk=qEAkB2(1-H/B/2)/2=0.9600.6002(1-0.400/0.600/2)/2=0.115Kn QE:地震作用下橫梁剪力設(shè)計值(kN) E:地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3 QE=1.326、QEk=1.30.115=0.150kN Q:橫梁所受剪力:采用Qw+0.5QE組合Q=Qw+0.5QE =0.214+0.50.150=0.289kN .橫梁剪應(yīng)力Ss:橫梁型材截面面積矩:4.000cm3Iy:橫梁型材截面慣性矩:9.290cm4t:橫梁壁厚:4.000mm1.5=1.5QSs100/ly/t=1.50.2894.000100/9.290/4.000=4.659N/mm23. 659N/mm2125.0N/mm2橫梁抗剪強(qiáng)度可以滿足4.幕墻橫梁的剛度計算 校核依據(jù):UmaxU=15mm 且 UmaxL/300 橫梁承受呈梯形分布線荷載作用時的最大荷載集度:qwk:風(fēng)荷載線分27、布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(KN/m)qwk=WkH =1.2720.400 =0.509KN/mqex: 水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(KN/m)qex=qEAkH =0.9600.400 =0.384KN/m水平方向由風(fēng)荷載核地震作用產(chǎn)生的彎曲:U1=(qwk+0.5qex)Wfg41000(25/8-5(Hfg/2/Wfg)2+2(Hfg/2/Wfg)4)/2.1/Iy/120 =0.050mm自重作用產(chǎn)生的彎曲:U2=5GKWfg41000/384/2.1/Ix =0.042mm綜合產(chǎn)生的彎曲為:U=(U12+U22)0.5 =0.065mm=15mmDu=U/Wfg/1000=0.065/0.600/1000 =0.0001/300撓度可以滿足要求
建筑結(jié)構(gòu)
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