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1、第三部分干挂花岗岩石材幕墙计算书目 录一、计算引用的规范、标准及资料351。幕墙设计规范：372。建筑设计规范：373.铝材规范:384。金属板及石材规范：385.玻璃规范:386.钢材规范：387。胶类及密封材料规范：398。门窗及五金件规范：399.建筑结构静力计算手册 （第二版）4010。土建图纸:40二、基本参数401.幕墙所在地区：402.地区粗糙度分类等级:403。抗震烈度：40三、幕墙承受荷载计算401。风荷载标准值计算：402。垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：413。作用效应组合：41四、幕墙立柱计算421.立柱型材选材计算：422.确定材料的截面参数:433。选用立柱
2、型材的截面特性:434.立柱的抗弯强度计算：435。立柱的挠度计算：446。立柱的抗剪计算:44五、幕墙横梁计算451。横梁型材选材计算：452.确定材料的截面参数:463。选用横梁型材的截面特性：494.幕墙横梁的抗弯强度计算:495.横梁的挠度计算：506。横梁的抗剪计算:(梯形荷载作用下)50六、短槽式(托板)连接石材的选用与校核511。石材板块荷载计算：512.石材的抗弯设计：523。短槽托板在石材中产生的剪应力校核:524。短槽托板剪应力校核：53七、连接件计算531.横梁与角码间连结：532.角码与立柱连接：543.立柱与主结构连接56八、幕墙后置埋件计算571。荷载标准值计算：5
3、82。后埋件计算：583.锚板总面积校核:594。化学锚栓设计计算:59九、幕墙焊缝计算601。受力分析：612.焊缝特性参数计算：603。焊缝校核计算：61十、石材幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算611.立柱连接伸缩缝计算:612.耐侯胶胶缝计算:61石材幕墙设计计算书一、计算引用的规范、标准及资料1。幕墙设计规范：建筑幕墙 JG30351996玻璃幕墙工程技术规范 JGJ1022003金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001点支式玻璃幕墙工程技术规程 CECS127-2001全玻璃幕墙工程技术规程 DBJ/CT0142001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-2000建筑幕墙物理性能分
4、级 GB/T1522594建筑幕墙空气渗透性能测试方法 GB/T15226-94建筑幕墙风压变形性能测试方法 GB/T15227-94建筑幕墙雨水渗透性能测试方法 GB/T15228-94建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T185752001点支式玻璃幕墙支承装置 JG1382001吊挂式玻璃幕墙支承装置 JG139-20012.建筑设计规范：建筑结构荷载规范 GB500092001钢结构设计规范 GB500172003冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB500182002高层民用钢结构技术规程 JGJ9998建筑设计防火规范 GBJ1
5、6-87（2001版)高层民用建筑设计防火规范 GB50045-2001建筑物防雷设计规范 GB50057-2000工程抗震术语标准 JGJ/T97-95中国地震烈度表 GB/T177421999建筑抗震设计规范 GB500112001建筑抗震设防分类标准 GB502232004中国地震动参数区划图 GB183062000采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ32002混凝土结构设计规范 GB50010-2002民用建筑热工设计规范 GB5017693民用建筑隔声设计规范 GBJ11888建筑结构可靠度设计统一标准 GB500682001建筑装饰
6、工程施工质量验收规范 GB502102001建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002钢结构防火涂料 GB14907-2002碳钢焊条 GB/T51171995低合金钢焊条 GB/T5118-1995铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求 YS/T43720003.铝材规范：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铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T4312000铝塑复合板用铝带 YS/T4322000铝合金建筑型材 GB/T5237-2000建筑铝型材 基材 GB/T5237.1-2004建筑铝型材 阳极氧化、着色型材 GB/T52
7、37.2-2004建筑铝型材 电泳涂漆型材 GB/T5237.32004建筑铝型材 粉末喷涂型材 GB/T5237。42004建筑铝型材 氟碳漆喷涂型材 GB/T5237。52004变形铝及铝合金化学成份 GB/T31901996铝及铝合金轧制板材 GB/T3880-1997建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-20004.金属板及石材规范：天然花岗石荒料 JC/T204-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然板石 GB/T18606-2001天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001天然大理石建筑板材 JC/T79-2001干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC/T8872
8、001天然饰面石材术语 GB/T1389092建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001铝塑复合板 GB/T17748-1999建筑瓷板装饰工程技术规范 CECS101：98建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-20005.玻璃规范：建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2003普通平板玻璃 GB48711995浮法玻璃 GB116141999钢化玻璃 GB/T99631998幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB/T178411999建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001中空玻璃 GB/T11944-2002夹层玻璃 GB9962-1999镀膜玻璃 第一部分 阳光控制镀膜玻璃 GB
9、/T18915.1-2002镀膜玻璃 第二部分 低辐射镀膜玻璃 GB/T18915。22002热反射玻璃 JC693-1998热弯玻璃 JC/T915-20036.钢材规范：不锈钢棒 GB/T12201992不锈钢冷加工钢棒 GB/T42261984不锈钢冷扎钢板 GB/T3280-1992不锈钢热扎钢板 GB/T42371992锈钢热扎钢带 GB/T5090冷拔异形钢管 GB/T30942000碳素结构钢 GB/T1079-1988优质碳素结构钢 GB/T6991999合金结构钢 GB/T3077-1999不锈钢和耐热钢冷扎带钢 GB/T4239-1991高耐候结构钢 GB/T4171-20
10、00焊接结构用耐候钢 GB/T41722000低合金高强度结构钢 GB/T1591-1994碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带 GB/T912-1989碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带 GB/T32741988结构用无缝钢管 JBJ102金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-19927。胶类及密封材料规范：混凝土接缝用密封胶 JC/T8812001硅酮建筑密封胶 GB/14683-2003建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2003聚硫建筑密封胶 JC4831992中空玻璃用弹性密封剂 JC486 2001幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001石材幕墙接缝
11、用密封胶 JC/T8832001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T9142003彩色钢板用建筑密封胶 JC/T8842001工业用橡胶板 GB/T55741994绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T1183598建筑用防霉密封胶 JC/T8852001建筑表面用有机硅防水剂 JC/T9022002聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-20038.门窗及五金件规范：铝合金门 GB/T8478-2003铝合金窗 GB/T8479-2003建筑外窗抗风压性能分级及检测方法 GB/T71062002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/T710820
12、02建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法 GB/T84852002铝合金门窗工程设计、施工及验收规范 DBJ15-30-2002建筑外窗采光性能分级及检测方法 GB/T119762002地弹簧 GB/T92961988平开铝合金窗执手 GB/T9298-1988铝合金窗不锈钢滑撑 GB/T9300-1988铝合金门插销 GB/T9297-1988铝合金窗撑挡 GB/T9299-1988铝合金门窗拉手 GB/T9301-1988铝合金窗锁 GB/T93021988铝合金门锁 GB/T93031988闭门器 GB/T9305-1988推拉铝合金门窗用滑轮 GB/T9304-1988紧固件 螺栓和螺钉
13、 GB/T5277十字槽盘头螺钉 GB/T8182000紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB3098。12000紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹 GB3098.22000紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 GB3098.42000紧固件机械性能 自攻螺钉 GB3098。5-2000紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB3098.62000紧固件机械性能 不锈钢螺母 GB3098.15-2000螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823。119979.建筑结构静力计算手册 (第二版）10。土建图纸：二、基本参数1.幕墙所在地区: 大庆地区；2.地区粗糙度分类等级： 幕墙属于外围护构件，
14、按建筑结构荷载规范(GB500092001) 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B类地区考虑。3。抗震烈度: 按照国家规范建筑抗震设计规范（GB50011-2001）、中国地震动参数区划图(GB18306-2000)规定，大庆地区地震基本烈度为6度，地震动峰值加速度为0。05g，水平地震影响系数最大值为:max=0。08。三、幕墙承受荷载计算1.风荷载标准值计算:幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范（GB5000
15、92001）计算： wk=gzzsw0 7.1。12GB50009-2001上式中: wk:作用在幕墙上的风荷载标准值（MPa）; Z：计算点标高:9.754m； gz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=K(1+2f) 其中K为地区粗糙度调整系数,f为脉动系数 A类场地： gz=0。92*（1+2f) 其中：f=0。387*（Z/10）-0。12 B类场地： gz=0。89(1+2f） 其中：f=0。5(Z/10)0。16 C类场地： gz=0。85*（1+2f） 其中：f=0.734（Z/10)0。22 D类场地： gz=0。80*（1+2f) 其中：f=1。2
16、248（Z/10）0。3对于B类地区，9.754m；高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.89(1+2*(0。5(Z/10)-0。16）)=1。7836 z：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： z=1.379*（Z/10)0。24 当Z300m时,取Z=300m，当Z350m时,取Z=350m，当Z400m时，取Z=400m，当Z15m时，取Z=15m； D类场地: z=0.318*（Z/10）0。60 当Z450m时,取Z=450m，当Z30m时,取Z=30m;对于B类地区，9.754m高度处风压高度变化系数： z= (Z/10)0。32=1。000 s：风荷
17、载体型系数，根据计算点体型位置取2。0； w0:基本风压值(MPa），根据现行GB500092001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，大庆地区取0。00065MPa； wk=gzzsw0 =1.7836*1。000*2.00.00065 =0.002319MPa 2.垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值: qEAk=EmaxGk/A 5。3.4JGJ102-2003 qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5。0; max:水平地震影响系数最大值，取0.08； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值（N)； A:幕墙构件的面积（mm
18、2）;3。作用效应组合：荷载和作用效应按下式进行组合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5。4。1JGJ1022003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； G、w、E：各效应的分项系数； w、E：分别为风荷载,地震作用效应的组合系数。上面的G、w、E为分项系数,按5。4。2、5.4。3、5.4.4JGJ1022003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:G:1。2； 风 荷 载：w：1.4； 地震作用：E：1.3；进行挠度计算时； 重力荷载：
19、G:1。0； 风 荷 载：w:1。0； 地震作用:可不做组合考虑;上式中，风荷载的组合系数w为1。0； 地震作用的组合系数E为0.5；四、幕墙立柱计算基本参数： 1：计算点标高：9。754m； 2：力学模型：单跨简支梁; 3：立柱跨度：L=4200mm; 4：立柱左分格宽：1500mm；立柱右分格宽：1500mm； 5：立柱计算间距(指立柱左右分格平均宽度):B=1500mm； 6：板块配置:石材； 7：立柱材质：Q235； 8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按单跨简支梁力学模型进行设计计算,受力模型如下：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
20、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。0023191500 =3.4785N/mm qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm）； qw=1。4qwk =1.4*3.4785 =4。8699N/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）； E:动力放大系数，取5.0； max:水平地震影响系数最大值,取0.08； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N）,（含面板和框架）； A:幕墙构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5。3.4J
21、GJ1022003 =5。0*0.08*0。0011 =0。00044MPa qEk：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。000441500 =0。66N/mm qE:水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm); qE=1。3qEk =1.30.66 =0。858N/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。4.1JGJ1022003 q=qw+0.5qE =4.8699+0.5*0.858 =5。2989N/mm用于挠度计算时,采用Sw标准值： 5.4。1JGJ1022003 qk=qw
22、k =3。4785N/mm（4）立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值： Mx:弯矩组合设计值（Nmm）; Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)； ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值（Nmm）; L:立柱跨度（mm)；采用Sw+0.5SE组合: Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=-qk（L13+ L23)/8L =-3.4785(3003 42003）/8 =6143900.625Nmm2.确定材料的截面参数：（1）立柱抵抗矩预选值计算： Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值（mm3）； Mx：弯矩组合设计值（Nmm)； ：塑性发展系数：取1。05； fs：型材抗弯强度设计值(M
23、Pa)，对Q235取215MPa; Wnx=Mx/fs =11134314/1.05/215 =49321.41mm3（2）立柱惯性矩预选值计算： qk:风荷载线荷载集度标准值（N/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)； L：计算跨度（mm)； df,lim：按规范要求,立柱的挠度限值（mm); df,lim=5qkL4/384EIxmin L/250=4100/250=16.4mm取: df，lim=16。4mm Ixmin=5qkL4/384Edf，lim =5*3.4785*41004/384/206
24、000/16.4 =3788394mm43.选用立柱型材的截面特性：按上一项计算结果选用型材号:63#型材的抗弯强度设计值:fs=215MPa型材的抗剪强度设计值：s=125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=512270mm4绕Y轴惯性矩:Iy=118870mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx=16263mm3绕X轴净截面抵抗矩:Wny=16263mm3型材净截面面积：An=844。6mm2型材线密度：g=0.066301N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=5mm型材受力面对中性轴的面积矩:Sx=9824mm3塑性发展系数:=1。05截面面积：A=8.45x
25、x轴:=1。39 =51.2 =16。3 =9。8 =2.46y-y轴:=11.9 =8.5 =4。6 =1。19轴:=28。34.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（N）； A：立柱单元的面积（mm2)； B：幕墙立柱计算间距(mm); L:立柱跨度(mm); Nk=qGAkA =qGAkBL =0.0011*1500*4100 =6765N N:立柱轴向拉力设计值(N）； N=1.2Nk =1.26765 =8118N（2)抗弯强度校核：按单跨简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足： N/An+Mx/Wnxf
26、s 6。3.7JGJ1022003上式中： N:立柱轴力设计值（N); Mx：立柱弯矩设计值（Nmm)； 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); ：塑性发展系数，取1.05； fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa；则: N/An+Mx/Wnx=8118/844.6+11134314/1。05/16263 =162。3869MPa215MPa立柱抗弯强度满足要求。5.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=3090432mm4 预选值为：Ixmin=
27、2904490mm4所以，立柱挠度满足规范要求。6.立柱的抗剪计算：校核依据： maxs=125MPa (立柱的抗剪强度设计值）（1）Vwk：风荷载作用下剪力标准值（N）： Vwk=wkBL/2 =0。0023191150*4100/2 =5467。043N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值（N): Vw=1。4Vwk =1。4*5467。043 =7653。86N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N）： VEk=qEAkBL/2 =0。00044*11504100/2 =1037。3N(4）VE：地震作用下剪力设计值(N）： VE=1。3VEk =1。3*1037.3 =1348。49N(
28、5)V:立柱所受剪力设计值组合： 采用Vw+0。5VE组合: V=Vw+0.5VE =7653.86+0.51348.49 =8328.105N(6）立柱剪应力校核： max:立柱最大剪应力（N）； 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）； max=VSx/Ixt =8328.105*23424/3090432/8 =7.8904MPa 7.8904MPa125MPa立柱抗剪强度满足要求!五、幕墙横梁计算基本参数： 1：计算点标高：9。754m； 2：横梁跨度:B=1150
29、mm； 3：横梁上分格高：536mm；横梁下分格高：536mm； 4:横梁计算间距（指横梁上下分格平均高度)：H=536mm； 5：力学模型：梯形荷载简支梁； 6：板块配置：25mm石材； 7:横梁材质：Q235；因为BH，所以本处幕墙横梁按梯形荷载简支梁力学模型进行设计计算,受力模型如下：1.横梁型材选材计算：(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按梯形分布）: 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）； H:幕墙横梁计算间距（mm）； qwk=wkH =0。002319*536 =1。2430N/mm qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm
30、); qw=1.4qwk =1。4*1。2430 =1。7402N/mm(2）垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度（按梯形分布)： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用（MPa）； E:动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值,取0。08； 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=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5。00。08*0。001 =0.0004MPa qEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm）； H：幕墙横梁计算间距（mm)； qEk=qEAkH =0。0004
31、*536 =0。2144N/mm qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm)； qE=1.3qEk =1.30。2144 =0.27872N/mm(3）幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE组合设计值： 5。4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =1。7402+0。50。27872 =1。87956N/mm用于挠度计算时,采用Sw标准值： 5。4.1JGJ102-2003 qk=qwk =1。2430N/mm（4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按梯形分布)： My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm）； Mw：风荷载作用下横梁产生
32、的弯矩(Nmm); ME：地震作用下横梁产生的弯矩(Nmm）； B：横梁跨度（mm); H：幕墙横梁计算间距(mm）；采用Sw+0。5SE组合： 5。4。1JGJ102-2003 Mw=qwB2(3-（H/B)2）/24 ME=qEB2(3-(H/B)2）/24 My=Mw+0。5ME =qB2（3-（H/B）2）/24 =1.87956*11502*(3-（536/1150）2）/24 =288215.2Nmm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布）: Gk:横梁自重线荷载标准值(N）； H：横梁计算间距(mm）； Gk=0.002319H =0.002319*536 =1。2430N/mm G：横梁自重线荷载设计值(N）； G=1。2Gk =1.21.2430 =1。4916N/mm Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm）； B：横梁跨度(mm）; Mx=GB2/8 =1.4916*11502/8 =246580。1Nmm2.确定材料的截面参数：（1）横梁抵抗矩预选: Wnx：绕X方向横梁净截面抵抗矩预选值（mm3）； Wny：绕Y方向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(Nmm)； My：风荷载及地震作
