幕墙风荷载计算

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[big]幕墙强度设计计算书















[big]_______________________公司
[big] 2011 年 8 月 22 日





[small]I.基本参数：
1.工程所在地：安徽 - 阜阳
2.抗震设防等级：6度抗震设计 0.04
[small]II.设计依据：
《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001 2006版
《钢结构设计规范》 GB 50017-2003
《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99
《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001
《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003
《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001
《建筑幕墙》 JG 3035-1996
《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002
《建筑结构静力计算手册》 第二版
《建筑幕墙工程手册》赵西安
《结构静力计算图表》建筑工业出版社
《建筑钢结构焊接技术规程》 GB/T 81
《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ 113-2003
《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001
《点支式玻璃幕墙支承装置》 JG 138-2001
《吊挂式玻璃幕墙支承装置》 JG 139-2001
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T 18250-2000
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T 18575-2001
《建筑幕墙物理性能分级》 GB/T 15225-1994
《建筑幕墙空气渗漏性能检测方法》 GB/T 15226-1994
《建筑幕墙风压变形性能检测方法》 JG 15227-1994
《建筑幕墙雨水渗漏性能检测方法》 GB/T 15228-1994
《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001
《建筑设计防火规范》 GB 50016
《高层民用建筑设计防火规范》 GB 50045
《建筑防雷设计规范》 GB 50057-1994
《硅酮建筑密封胶》 GB/T 14683-2003
《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T 882-2001
《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T 486-2001
《天然花岗石建筑板材》 GB/T 18601-2001
《石材幕墙接缝用密封胶》 JC/T 883-2001
《铝塑复合板》 GB/T 17748
《干挂天然花岗石，建筑板材及其不锈钢配件》 JC 830.1,830.2-1998
《建筑用硅酮结构密封胶》 GB 16776-2002
《变形铝及铝合金化学成份》 GB/T 3190
《铝合金建筑型材》 GB/T 5237-2000
《铝及铝合金轧制板材》 GB/T 3880-1997
《碳素结构钢》 GB/ 700-1988
《优质碳素结构钢》 GB/T 699-1999
《高耐候结构钢》 GB/T 4171-2000
《焊接结构用耐候钢》 GB/T 4172-2000
《冷顶锻用不锈钢丝》 GB/T 4232
《不锈钢丝》 GB/T 4240
《不锈钢丝绳》 GB/T 9944
《钢化玻璃》 GB/T 9963-1998
《幕墙用钢化玻璃及半钢化玻璃》 GB 17841-1999
《夹层玻璃》 GB 9962-1999
《中空玻璃》 GB/T 11944-2002
《浮法玻璃》 GB 11614-1999

《建筑安全玻璃管理规定》
《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000
《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000
《紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 》 GB 3098.4-2000
《紧固件机械性能 自攻螺钉》 GB 3098.5-2000
《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 GB 3098.6-2000
《紧固件机械性能 不锈钢 螺母》 GB 3098.15-2000
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T 16823.1-1997
[small]III.荷载和效应组合：
结构设计时，根据构件的受力特点，荷载作用情况及应力（或内力）的作用方
向，选用最不利的组合。荷载或效应组合设计值按下式计算：
S =γ[b]g[xb]*S[b]gk[xb] + ψ[b]w[xb]*γ[b]w[xb]*S[b]wk[xb] + ψ[b]e[xb]*γ[b]e[xb]*S[b]ek[xb]
S：作用效应组合设计值
S[b]gk[xb]：永久荷载效应标准值
S[b]wk[xb]：风荷载效应标准值
S[b]ek[xb]：地震荷载效应标准值
γ[b]g[xb]：永久荷载分项系数
γ[b]w[xb]：风荷载分项系数
γ[b]e[xb]：地震作用分项系数
ψ[b]w[xb]：风荷载组合值系数
ψ[b]e[xb]：地震作用的组合值系数
一、在进行幕墙构件的承载力设计时，各分项系数按下列规定取值：
1.一般情况下,永久荷载、风荷载、地震作用的分项系数分别取1.2、1.4、1.3。
2.永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数取1.35。
3.永久荷载的效应对构件有利时，其分项系数取值不应大于1.0。
二、可变作用的组合值系数按下列规定取值：
1.一般情况下,风荷载组合系数取1.0，地震作用的组合值系数取0.5。
2.对水平倒挂玻璃及其框架，可不考虑地震作用效应的组合；风荷载组合值系数
可取1.0(永久荷载不起控制作用时)或0.6(永久荷载起控制作用时)。


[small]一、风荷载计算
幕墙标高z(mm)：20000.0
1 风荷载标准值计算:W[b]k[xb] = β[b]gz[xb]*μ[b]s1[xb]*μ[b]Z[xb]*W[b]0[xb]
(按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003 5.3.2)
1.1 基本风压 W[b]0[xb]=350.0N/m[b]2[sb]
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版规定,采用50年一遇的风压)
(但不得小于0.3KN/m[b]2[sb])
1.2 阵风系数计算:
A=20000.0mm(幕墙高)
地区类=B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房层比较稀疏的乡镇和城市郊区
1)A类地区：β[b]gz[xb]=0.92*(1+2μ[b]f[xb])
其中：μ[b]f[xb]=0.5*35[b](1.8*(-0.04))[sb]*(z/10)[b](-0.12)[sb],z为安装高度；
2)B类地区：β[b]gz[xb]=0.89*(1+2μ[b]f[xb])
其中：μ[b]f[xb]=0.5*35[b](1.8*0)[sb]*(z/10)[b](-0.16)[sb],z为安装高度；
3)C类地区：β[b]gz[xb]=0.85*(1+2μ[b]f[xb])
其中：μ[b]f[xb]=0.5*35[b](1

.8*(0.06))[sb]*(z/10)[b](-0.22)[sb],z为安装高度；
4)D类地区：β[b]gz[xb]=0.80*(1+2μ[b]f[xb])
其中：μ[b]f[xb]=0.5*35[b](1.8*(0.14))[sb]*(z/10)[b](-0.30)[sb],z为安装高度；
本工程按：β[b]gz[xb]=0.89*(1+2μ[b]f[xb])
其中：μ[b]f[xb]=0.5*35[b](1.8*(0))[sb]*(z/10)[b](-0.16)[sb],z为安装高度;安装高度<=5米时,β[b]gz[xb]取1.88
β[b]gz[xb]= 1.687
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版 7.5.1)
1.3 风压高度变化系数μ[b]z[xb]:
z=20000.0mm(幕墙高)
地区类=B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房层比较稀疏的乡镇和城市郊区
1)A类地区：μ[b]z[xb]=1.379 * (z / 10)[b]0.24[sb],z为安装高度；
2)B类地区：μ[b]z[xb]=(z / 10)[b]0.32[sb],z为安装高度；
3)C类地区：μ[b]z[xb]=0.616 * (z / 10)[b]0.44[sb],z为安装高度；
4)D类地区：μ[b]z[xb]=0.318 * (z / 10)[b]0.6[sb],z为安装高度；
本工程按：μ[b]z[xb]=(z/10)[b]0.32[sb],z为安装高度;安装高度<=5米时,μ[b]z[xb]取1.00
μ[b]z[xb] = 1.248
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版 7.2.1规定)
1.4 局部风压体型系数μ[b]s1[xb]计算
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版规定)
μ[b]s1[xb]：局部风压体型系数，根据计算点体型位置取:1.
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μ[b]s1[xb]：
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。
另注：上述的局部体型系数μ[b]s1[xb](1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m[b]2[sb]的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m[b]2[sb]时，局部风压体型系数μ[b]s1[xb](10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m[b]2[sb]而大于1m[b]2[sb]时，局部风压体型系数μ[b]s1[xb](A)可按面积的对数线性插值，即：μ[b]s1[xb](A)=μ[b]s1[xb](1)+[μ[b]s1[xb](10)-μ[b]s1[xb](1)]logA
1.4.1 支撑结构局部风压体型系数μ[b]s1[xb]的计算：
支撑结构的构件从属面积的计算
A(m[b]2[sb])=楼层跨度*肋间距
=3.9 * 2.0
=7.8
支撑结构的构件从属面积A<10平方米,且>1平方米
LogA=Log(7.8)=0.892
μ[b]s1[xb](7.8)=μ[b]s1[xb](1) + [μ[b]s1[xb](10)-μ[b]s1[xb](1)] * logA
=1.+[1.*0.8 - 1.]*0.892
=0.822
μ[b]s1[xb]=μ[b]s1[xb](7.8)+0.2
=0.822+0.2
=1.02

2
因此：支撑结构局部风压体型系数μ[b]s1[xb]取：1.022
1.4.2 面板材料的局部风压体型系数μ[b]s1[xb]的计算：
支撑结构的构件从属面积的计算
面板从属面积A(m[b]2[sb])=大面玻璃宽度*大面玻璃高度
=2.0 * 3.6
=7.2
面板材料的构件从属面积A<10平方米,且>1平方米
LogA=Log(7.2)=0.857
μ[b]s1[xb](7.2)=μ[b]s1[xb](1) + [μ[b]s1[xb](10)-μ[b]s1[xb](1)] * logA
=1.+[1.*0.8 - 1.]*0.857
=0.829
μ[b]s1[xb]=μ[b]s1[xb](7.2)+0.2
=0.829+0.2
=1.029
因此：面板材料局部风压体型系数μ[b]s1[xb]取：1.029
1.5 风荷载标准值计算:
1.5.1 支撑结构的风荷载标准值计算:
W[b]k[xb](N/m[b]2[sb])=β[b]gz[xb]*μ[b]s1[xb]*μ[b]z[xb]*W[b]0[xb]
=1.687*1.022*1.248*350.0
[small] =1111.0
风荷载标准值采用50年一遇的相应风压值计算,并且不应<1000N/m[b]2[sb]
(按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 5.3.2规定)

1.5.2 面板材料的风荷载标准值计算:
W[b]k[xb](N/m[b]2[sb])=β[b]gz[xb]*μ[b]s1[xb]*μ[b]z[xb]*W[b]0[xb]
=1.687*1.029*1.248*350.0
[small] <>1111.0
风荷载标准值采用50年一遇的相应风压值计算,并且不应<1000N/m[b]2[sb]
(按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 5.3.2规定)

2 风荷载设计值计算：
2.1 支撑结构的风荷载设计值计算:
W(N/m[b]2[sb])=1.4*W[b]k[xb]