玻璃幕墙预埋件受力分析设计计算书(共13页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上玻璃幕墙预埋件受力分析设计计算书计算:校核:审核:XXX装饰工程公司XXXX年XX月XX日专心-专注-专业目 录一、计算依据及说明11.工程概况说明12.设计依据13.基本计算公式3二、荷载计算51.风荷载标准值计算52.风荷载设计值计算83.水平地震作用计算84.荷载组合计算8三、预埋件计算91.预埋件受力计算92.预埋件面积计算93.预埋件焊缝计算104.锚筋锚固长度计算115.锚板厚度验算12强度计算信息产品结构设计计算书一、 计算依据及说明1. 工程概况说明 工程名称:工程名称 工程所在城市:北京市 工程所属建筑物地区类别:C类 工程所在地区抗震设防烈度:八度

2、(0.2g) 工程基本风压:0.45kN/m2 工程强度校核处标高:10m 2. 设计依据 序号标准名称标准号1建筑结构荷载规范GB 50009-20122建筑工程用索JG T 330-20113铝合金门窗工程技术规范JGJ 214-20104混凝土结构设计规范GB 50010-20105吊挂式玻幕墙支承装置JG 139-20106点支式玻幕墙支承装置JG 138-20107建筑抗震设计规范GB 50011-20108天然花岗石建筑板材GB/T 18601-20099石材幕墙接缝用密封胶GB/T 23261-200910铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T 437-200911建筑用

3、安全玻璃 防火玻璃GB 15763.1-200912建筑抗震加固技术规程JGJ/T116-200913公共建筑节能改造技术规范JGJ176-200914浮法玻璃GB11614.2-200915建筑陶瓷薄板应用技术规程JGJ/T 172-200916夹层玻璃GB15763.3-200917建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-200918平板玻璃GB11614-200919铝合金建筑型材 基材GB/T 5237.1-200820耐候结构钢GB/T4171-200821干挂空心陶瓷板JC/T1080-200822搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带GB/T13790-200823铝合金建筑型材 隔热型材GB/T

4、 5237.6-200824铝合金建筑型材 氟碳漆喷涂型材GB/T 5237.5-200825铝合金建筑型材 粉末喷涂型材GB/T 5237.4-200826半钢化玻璃GB/T17841-200827铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材GB/T 5237.2-200828陶瓷板GB/T23266-200829中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算和测定GB/T 22476-200830塑料门窗工程技术规程JGJ 103-200831建筑玻璃采光顶JG/T 231-200832建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-200833铝合金建筑型材 电泳涂漆型材GB/T 5237.3-200834热

5、轧型钢GB/T706-200835建筑物防雷检测技术规范GB/T21434-200836小单元建筑幕墙JG/T 217-200837铝合金门窗GB/T 8478-200838冷弯型钢GB/T6725-200839建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T8484-200840中国地震烈度表GB/T17742-200841普通装饰用铝塑复板GB/T22412-200842不锈钢棒GB/T 1220-200743不锈钢和耐热钢 牌号及化学成份GB/T20878-200744建筑用不锈钢绞线JG/T 200-200745民用建筑能耗数据采集标准JG/T 154-200746建筑幕墙GB/T 21086

6、-200747铝合金结构设计规范GB 50429-200748百页窗用铝合金带材YS/T621-200749建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法JGJ/T 211-200750中空玻璃用复合密封胶条JC/T 1022-200751建筑幕墙用瓷板JG/T217-200752绿色建筑评价标准GB/T50378-200653建筑设计防火规范GB 50016-200654混凝土加固设计规范GB50367-200655铝及铝合金轧制板材GB/T 3880-200656干挂饰面石材及其金属挂件JC83018302-200557建筑用隔热铝合金型材 穿条式JG/T 175-200558钢化玻璃 GB1

7、5763.2-200559建筑隔声评价标准GB/T50121-200560公共建筑节能设计标准GB 50189-200561建筑用硬质塑料隔热条JG/T 174-200562建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178-200563混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓JG 160-200464混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-200465玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-200366钢结构设计规范GB 50017-200367中空玻璃GB/T11944-200268建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-200269混凝土接缝用密封胶JC/T 881-200170幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T 882-2

8、00171中空玻璃用弹性密封胶JC/T 486-200172建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-200173玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-200174建筑制图标准GB/T 50104-200175全玻璃幕墙工程技术规程DBJ/CT 014-200176点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS 127-200177建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T 18575-200178建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T 18250-200079紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹GB 3098.2-200080建筑用铝型材、铝板氟碳涂层JC 133-200081紧固件机械性能 不锈钢 螺母

9、GB 3098.15-200082紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-200083紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB 3098.6-200084紧固件机械性能 自攻螺钉GB 3098.5-200085紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 GB 3098.4-200086螺纹紧固件应力截面积和承载面积GB/T 16823.1-19973. 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

10、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GB50009-2012 8.1.1-2 采用 风荷载计算公式: = 其中: -作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2) -瞬时风压的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2012 条文说明8.6.1取定 根据不同场地类型,按以下公式计算:=1+2g()(-) 其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,为地面粗糙度指数 A类场地: =0.12 ,=0.12 B类场地: =0.14 ,=0.15 C类场地: =0.23 ,=0.22 D类场地: =0.39 ,=0.30

11、-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2012取定, 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地: =1.284()0.24 B类场地: =1.000()0.30 C类场地: =0.544()0.44 D类场地: =0.262()0.60 本工程属于C类地区 -风荷载体型系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2012取定 -基本风压,按全国基本风压图,北京市地区取为0.45kN/m2(3).地震作用计算: = 其中: -水平地震作用标准值 -动力放大系数,按 5.0 取定 -水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定: 6度(0.05g): =0.04 7度(0.1g):

12、=0.08 7度(0.15g): =0.12 8度(0.2g): =0.16 8度(0.3g): =0.24 9度(0.4g): =0.32 北京市地区设防烈度为八度(0.2g),根据本地区的情况,故取=0.16 -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： + 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：地震 水平荷载标准值: =+0.5，维护结构荷载标准值不考虑地震组合 水平荷载设计值: q=1.4+0.51.3 荷载和作用效应组合的分项系数

13、,按以下规定采用: 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； 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、 荷载计算1. 风荷载标准值计算 : 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2) z : 计算高度10m : 10m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2012 条文说明8.2.1) =0.544()0.44=0.544 由于0.5442.05,取=2.05 (GB50009-2012 条文说明8.

14、1.1) :局部正风压体型系数 :局部负风压体型系数,通过计算确定 :建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3)取1 :建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3-2)取-1 对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，按照(GB50009-2012 8.3.5)取-0.2或0.2 :立柱构件从属面积取4m2 :横梁构件从属面积取1m2 :维护构件面板的局部体型系数 =+0.2 =1.2 =-0.2 =-1.2 维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算 =0.8+0.2 (GB50009-2012 8.3.4) =1 =0.8-0.2 (GB

15、50009-2012 8.3.4) =-1 对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有 =1.2 =-1.2 同样，取立柱面积对数线性插值计算得到 =+(0.8-)+0.2 =1+(0.8-1)+0.2 =1.11399 =+(0.8-)-0.2 =-1+(-0.8)-(-1)-0.2 =-1.11399 按照以上计算得到 对于面板有: =1.2 =-1.2 对于立柱有: =1.11399 =-1.11399 对于横梁有: =1.2 =-1.2 面板正风压风荷载标准值计算如下 = (GB50009-2012 8.1.1-2) =2.051.20.650.45 =0.71955 kN/m2 -1kN

16、/m2,取=-1kN/m2 同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下 = (GB50009-2012 8.1.1-2) =2.051.113990.650.45 =0. kN/m2 -1kN/m2,取=-1kN/m2 同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下 = (GB50009-2012 8.1.1-2) =0.71955 kN/m2 -1kN/m2,取=-1kN/m22. 风荷载设计值计算 W: 风荷载设计值: kN/m2 w : 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 面板风荷载作用计算 Wp=wWkp=1.41=1.4kN/m2

17、Wn=wWkn=1.4(-1)=-1.4kN/m2 立柱风荷载作用计算 Wvp=wWkvp=1.41=1.4kN/m2 Wvn=wWkvn=1.4(-1)=-1.4kN/m2 横梁风荷载作用计算 Whp=wWkhp=1.41=1.4kN/m2 Whn=wWkhn=1.4(-1)=-1.4kN/m2 3. 水平地震作用计算 GAK: 面板平米重量取0.5kN/m2 max: 水平地震影响系数最大值:0.16 qEk: 分布水平地震作用标准值(kN/m2) qEk=EmaxGAK (JGJ102-2003 5.3.4) =50.160.5 =0.4kN/m2 rE: 地震作用分项系数: 1.3 q

18、EA: 分布水平地震作用设计值(kN/m2) qEA=rEqEk =1.30.4 =0.52kN/m24. 荷载组合计算 幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合: Szkp=Wkp =1kN/m2 Szp=Wkpw+qEkEE =11.4+0.41.30.5 =1.66kN/m2 考虑负风压、地震荷载组合: Szkn=Wkn =-1kN/m2 Szn=Wknw-qEkEE =-11.4-0.41.30.5 =-1.66kN/m2 综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算 采用面板荷载组合标准值为1kN/m2 面板荷载组合设计值为1.66kN/m2 立柱承受风荷载标准

19、值为1kN/m2 横梁承受风荷载标准值为1kN/m2 三、 预埋件计算1. 预埋件受力计算 V: 剪力设计值: V=2400N N: 法向力设计值: N=3320N e2: 螺孔中心与锚板边缘距离: 60mm M: 弯矩设计值(Nmm): M=Ne1+Ve2 =33200+240060 =Nmm 2. 预埋件面积计算 : 锚筋根数: 4根 锚筋层数: 2层 : 锚筋层数影响系数: 1 混凝土级别：混凝土-C25 混凝土强度设计值:=11.9N/mm2 按现行国家标准混凝土结构设计规范 GB 50010采用。 锚筋级别: 锚筋-一级 锚筋强度设计值:=210N/mm2 d: 钢筋直径: 8mm

20、: 钢筋受剪承载力系数: =(4-0.08d) (JGJ102-2003 C.0.1-5) =(4-0.088) =0.79984 取 0.7 t: 锚板厚度: 10mm : 锚板弯曲变形折减系数: =0.6+0.25 (JGJ102-2003 C.0.1-6) =0.6+0.25 =0.9125 Z: 外层钢筋中心线距离: 120mm : 锚筋实际总截面积: = = =201.062mm2 锚筋总截面积计算值: = + + (JGJ102-2003 C.0.1-1) = + + =42.8005mm2 = + (JGJ102-2003 C.0.1-2) = + =37.3125mm2 42.

21、8005mm2201.062mm2 37.3125mm2201.062mm2 4根8锚筋满足要求 A : 锚板面积: 21600 mm2 0.5A=0.511.921600=N N=3320NN 锚板尺寸满足要求3. 预埋件焊缝计算 :焊缝厚度8mm L :焊缝长度100mm :焊缝有效高度 = 0.7 = 5.6mm :焊缝实际计算长度 = L - 2 = 84mm :弯矩引起的应力 = (GB 50017-2003 7.1.2) = =8.96143N/mm2 :法向力引起的应力 = (GB 50017-2003 7.1.3-1) = =2.89255N/mm2 :剪应力 = (GB 50

22、017-2003 7.1.3-2) = =2.55102N/mm2 :总应力 = (GB 50017-2003 7.1.2-3) =12.1254 12.1254N/mm2160N/mm2 焊缝强度满足!4. 锚筋锚固长度计算 混凝土级别：混凝土-C25 混凝土轴心抗拉强度设计值:=1.27N/mm2，按现行国家标准混凝土结构设计规范 GB 50010采用。 :受拉钢筋锚固长度(mm) d :锚固钢筋的直径(mm) :锚筋的外形系数，光圆钢筋取0.16，带肋钢筋取0.14 = d (GB50010-2010 8.3.1-1) = 0.16 8 = 211.654mm 受拉钢筋的锚固长度根据锚固

23、条件按照下式计算,且不应小于200mm = (GB50010-2010 8.3.1-3) 式中: :受拉钢筋的锚固长度; :锚固长度修正系数,根据8.3.2.5,混凝土保护层厚度为3d时修正系数可取0.8,保护层厚度为5d时修正系数可取0.7,中间按内插取值,d为锚固钢筋的直径。当前混凝土保护层厚度为30mm,可以得到锚固长度修正系数取0.7625。 = 0.7625211.654 = 161.386mm 由于当前锚筋采用135度弯钩方式，根据8.3.3条,锚筋锚固长度在满足技术要求(末端135度弯钩,弯钩内径4d,弯后直线长度5d)的情况下,可取为基本锚固长度的60%。为126.992mm

24、当前抗震设防烈度为八级(0.2g)，按照规范附录C.0.5.2，锚筋长度取上式计算的1.1倍，为139.691mm，且不小于15倍锚固钢筋直径即120mm 依据以上计算，实际锚筋长度取200mm,锚固长度满足要求。5. 锚板厚度验算 : 埋板厚度10mm 按照上面计算的埋板弯曲中心到埋板底部距离为90mm,考虑实际工程情况,进行10mm折减,埋板弯曲中心到底部有效支撑点之间距离按80mm考虑 埋板弯曲面实际有效断面面积为1200mm2 : 抵抗矩 = = = 2000mm3 = = =72N/mm2215N/mm2 埋板厚度满足要求! 验算底部混凝土强度: 在底部支撑处产生的力为 = = = 1800N = = = 0.N/mm211.9N/mm2 埋板底部混凝土强度满足要求!