拉索-裙楼幕墙计算书word资料15页

目录
目录 (1)
第一部分计算书说明 (2)
第一章计算书设计简介 (2)
一、工程概况 (2)
二、主要材料 (2)
第二章计算书设计依据及原则 (3)
一、设计依据 (3)
二、设计原则 (3)
第三章基本参数及主要材料设计指标 (4)
01、基本参数 (4)
03、钢化玻璃（厚度5～12 mm） (4)
04、结构硅酮密封胶 (4)
05、Q235B钢 (4)
06、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70） (4)
07、角焊缝 (5)
08、HRB400级钢筋 (5)
09、结构安全系数 (5)
第二部分裙楼楼幕墙的计算-拉索部分 (6)
第一章面板的计算 (6)
第一节 12mm单片钢化玻璃的计算（转角） (6)
一、计算说明 (6)
二、风荷载计算 (6)
三、玻璃面板强度校核 (7)
四、玻璃面板挠度校核 (8)
五、转角拉索玻璃面板校核 (9)
第二章拉索的计算 (9)
一、计算说明 (9)
二、荷载计算 (9)
三、拉索预拉力值 (10)
四、拉索最大轴力值 (11)
五、拉索最大位移值 (11)
第三章拉索的连接计算 (11)
一、计算说明 (11)
二、截面参数 (11)
三、荷载计算 (11)
四、耳板抗弯强度校核 (12)
五、耳板抗剪强度校核 (12)
六、连接钢销的计算 (13)
七、耳板与埋件连接焊缝校核 (13)
第一部分计算书说明
第一章计算书设计简介
一、工程概况
01、工程名称：通州区新华大街商业、办公、居住项目裙楼幕墙工程
02、工程地点：北京市通州区
03、建设单位（业主）：北京东部绿城置业有限公司
04、建筑师：中外建工程设计与顾问有限公司
05、幕墙顾问公司：迈进外墙建筑设计咨询（上海）有限公司北京分公司
06、工程性质：商业楼
根据施工阶段的内容，本次我们对幕墙系统进行了设计。

二、主要材料
01、玻璃
采用12mm厚单层钢化（超白）玻璃。

02、钢材
采用国产Q235B优质钢，表面采用热浸镀锌或氟碳喷涂防腐措施。

03、螺栓
室外采用奧氏体不锈钢A4-70螺栓，室内采用奧氏体不锈钢A2-70螺栓。

04、结构胶
采用中性常温固化双组份胶,符合国标《建筑用硅酮结构密封胶》（GB16776）性能标准。

第二章计算书设计依据及原则
一、设计依据
01、《建筑结构荷载规范》GB50009-2019
02、《建筑抗震设计规范》GB50011-2019
03、《钢结构设计规范》GB50017-2019
04、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2019
05、《碳素结构钢》GB/T700-1988
06、《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2019
07、《中国地震烈度表》GB/T17742-2019
08、《铝合金建筑型材》GB/T5237-2019
09、《建筑幕墙》GB/T21086-2019
10、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019
11、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009
12、《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2019
13、《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》 JGJ/T 151-2019
14、《民用建筑热工设计规范》 GB 50176-93
15、《公共建筑节能设计标准》 GB 50189-2019
16、《公共建筑节能设计标准》 DBJ 01-621-2019
17、《居住建筑节能设计标准》 DBJ 11-602-2019
18、甲方所供设计院施工图纸
19、甲方所供招标文件及招标图纸
20、幕墙工程承包合同
二、设计原则
01、首先计算边角最不利位置的幕墙相关构件。

02、在边角位置满足设计要求的通用构件，在其他部分均不做重复计算。

03、在不利位置的特殊构件，作单独计算。

第三章基本参数及主要材料设计指标
01、基本参数
01、建筑主体高度： 30.600m
02、层高：标准层层高5.00 m，局部最大层高（首层、四层）6.00 m
03、主体结构形式：框架-抗震墙
04、建筑耐久年限： 50年
05、地面粗糙度类型： C类
06、抗震设防烈度： 8度（基本地震加速度0.20g）
07、所在地气候分区：寒冷地区；
08、基本风压： 0.45kN/m2（按50年）
09、基本雪压： 0.40kN/m2（按50年）
03、钢化玻璃（厚度5～12 mm）
重力体积密度： r g=25.6 kN/m3
大面强度设计值： f g1=84.0 N/mm2
侧面强度设计值： f g2=58.8 N/mm2
弹性模量 E=0.72×105 N/mm2
线膨胀系数α=0.80×10-5～1.00×10-5
泊松比ν=0.20
04、结构硅酮密封胶
短期强度允许值: f1=0.20 N/mm2
长期强度允许值： f2=0.01 N/mm2
05、Q235B钢
重力体积密度ρ=78.5 kN/m3
抗拉、抗压、抗弯强度设计值 f=215 N/mm2
抗剪强度设计值 f v =125 N/mm2
局部承压强度设计值 f ce=325 N/mm2
弹性模量 E =2.06×105 N/mm2
线膨胀系数α=1.2×10-5
泊松比ν=0.30
06、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70）
抗拉强度设计值 f s =320 N/mm2
抗剪强度设计值 f v =245 N/mm2 07、角焊缝
抗拉、压、剪强度设计值 f c w=160 N/mm2 08、HRB400级钢筋
抗拉强度设计值 f y=360 N/mm2 线膨胀系数αg=1.2×10-5 09、结构安全系数
铝合金型材的总安全系数 1.8
钢材的总安全系数 1.55
不锈钢的总安全系数 1.6
玻璃的总安全系数 2.5
结构硅酮密封胶总安全系数 5.0
第二部分 裙楼楼幕墙的计算-拉索部分
第一章 面板的计算
第一节 12mm 单片钢化玻璃的计算（转角）
一、计算说明
玻璃面板选用12mm 厚的单片钢化玻璃，玻璃面板的最大分格尺寸为a=1400 mm ，b=2350mm 。

风荷载计算标高为26.000m 。

该玻璃幕墙的玻璃属于四角支承体系，面板四角嵌固定。

计算位置如下图：
二、风荷载计算
1、风荷载标准值计算
①、βgz ：阵风系数，取βgz =1.932
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019表8.6.1条文说明 按公式α
β-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=102110z gI gz 计算，其中 g ：峰值因子，取g =2.5
10I ：10m 高名义湍流度，本工程地面粗糙度为C 类，取10I =0.23
α：地面粗糙度指数，本工程地面粗糙度为C 类，取α=0.22 可得：22.010102623.05.2211021--⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=αβz gI gz =1.932
②、μsl ：风荷载局部体型系数，取μSl =-1.600
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019第8.3.3条、第8.3.5条
μsl (A)=-1.4(按表8.3.3第一项取值，属转角部位)
内部压力局部体型系数按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2
可得：μSl =μsl (A)+(-0.2)=(-1.4)+(-0.2)=-1.600
③、μZ ：风压高度变化系数，取μZ =0.828
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019表8.2.1条文说明 按公式44.010544.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=z C
z μ计算
可得：44.044.01026544.010544.0⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=z C z μ=0.828
④、w 0：基本风压值 0.45 kN/m 2
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019附表E.5（按50年一遇）
w k ：风荷载标准值
w k =βgz ·μsl ·μZ ·w 0
=1.932×（-1.60）×0.828×0.45
=-1.152 kN/m 2（表示负风压）
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019第8.1.1条
2、风荷载设计值计算
r w ：风荷载分项系数，取r W =1.4
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019第3.2.4条
w ：风荷载设计值
w=r w ·w k =1.4×1.152=1.613 kN/m
2
三、玻璃面板强度校核 校核依据：ησ22
6t
mqa =≤f g ——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第6.1.2条
1、玻璃承受的水平地震荷载
t ：玻璃的厚度，取t=12 mm
G Ak ：玻璃面板自重面荷载标准值
G Ak = 12×10-3×25.6=0.3072 kN/m
2 αmax ：水平地震影响系数最大值，取αmax =0.16
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.3.4条
βE ：动力放大系数，取βE =5.0
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.3.4条
q Ek ：作用在玻璃上的地震荷载标准值计算
q Ek =αmax ·βE ·G Gk =0.16×5.0×0.3072=0.2458 kN/m 2
r E ：地震作用分项系数，取r E =1.3
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.4.2条
q E ：作用在玻璃上的地震荷载设计值
q E =r E ·q Ek =1.3×0.2458=0.3195 kN/m 2
2、玻璃风荷载和水平地震作用组合计算
ψw ：风荷载的组合值系数，取ψw =1.0
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.4.3条
ψE ：地震作用的组合值系数，取ψE =0.5
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.4.3条
q k ：玻璃风荷载和水平地震作用组合标准值
q k =ψw ·W k +ψE ·q Ek =1.0×1.152+0.5×0.2458=1.275 kN/m 2
q ：玻璃风荷载和水平地震作用组合设计值
q=ψw ·w+ψE ·q E =1.0×1.613+0.5×0.3195=1.773 kN/m 2
3、玻璃强度校核
a ：矩形玻璃板材短边边长，取b=1400-120=1280mm
b ：矩形玻璃板材长边边长，取a=2350-120=2230mm
f g ：玻璃的强度设计值，取f g =84.0 N/mm 2
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019表5.2.1
m ：弯矩系数，取m=0.3033 由a b =120
23501201400--=0.574，查《玻璃断裂力学》3.3.3.4四角嵌固表得 σ：玻璃产生的最大应力
=18.57 N/mm 2＜f g =84.0 N/mm 2
玻璃面板强度符合规范要求。

四、玻璃面板挠度校核 校核依据：d f =6
34
10⨯t a q k μ≤d f,lim =60a ——《玻璃断裂力学》3.3.3.4得
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第8.1.5条
1、玻璃挠度校核
a ：矩形玻璃板材短边边长，取b=1400-120=1280mm
b ：矩形玻璃板材长边边长，取a=2350-120=2230mm
μ：挠度系数，取μ=0.968 由a b =2230
1280=0.574，查《玻璃断裂力学》3.3.3.4四角嵌固表得 d f ：玻璃产生的最大挠度
d f =63410⨯t a q k μ=6
34
31012223010275.1968.0⨯⨯⨯⨯-=17.66 mm
d f =17.66 mm ＜d f,lim =60a =60
2230=37.17mm 玻璃面板挠度符合规范要求。

五、转角拉索玻璃面板校核
1、玻璃强度校核
此处计算玻璃为转角拉索位置玻璃，假定玻璃四角中，有三个角在一个平面，另一个角支座施加50mm （实际转角拉索一侧玻璃上下最大位移差为26mm ）支座位移，经SAP 计算得出：
玻璃强度为51.506 N/mm 2＜f g =84.0 N/mm 2
转角玻璃面板强度符合规范要求。

第二章 拉索的计算
一、计算说明
拉索幕墙选用Ф30不锈钢拉索，幕墙最大分格为左侧1400mm ，右侧1400mm ，拉索跨度为18470mm （对应招标图纸PF6-001）。

拉索计算模型如下:
二、荷载计算
1、自重荷载计算
(1)、幕墙自重荷载标准值计算
G AK1：玻璃面板自重面荷载标准值
玻璃面板采用12mm 厚钢化玻璃
G AK1=12×10-3×25.6=0.307 kN/m 2
G GK ：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙重力荷载标准值
G GK =0.5 kN/m 2
(2)、幕墙自重荷载设计值计算
r G ：永久荷载分项系数，取r G =1.2
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019第3.2.4条
G G ：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙重力荷载设计值
G G =r G ·G Gk =1.2×0.5=0.60 kN/m 2
2、风荷载计算
(1)、风荷载标准值计算
w k：风荷载标准值=-1.152 kN/m2（表示负风压）
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019第8.1.1条
(2)、风荷载设计值计算
r w：风荷载分项系数，取r W=1.4
——按《建筑结构荷载规范》GB50009-2019第3.2.4条w：风荷载设计值
w=r w·w k=1.4×1.152=1.613 kN/m2
3、水平地震荷载计算
(1)、玻璃幕墙承受的水平地震荷载标准值计算
αmax：水平地震影响系数最大值，取αmax=0.16
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.3.4条βE：动力放大系数，取βE=5.0
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.3.4条q EK：作用在玻璃幕墙上的地震荷载标准值计算
q EK=αmax·βE·G GK=0.16×5.0×0.5=0.400 kN/m2
(2)、玻璃幕墙承受的水平地震荷载设计值计算
r E：地震作用分项系数，取r E=1.3
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019第5.4.2条q E：作用在玻璃幕墙上的地震荷载设计值
q E=r E·q EK=1.3×0.400=0.520 kN/m2
4、幕墙龙骨线荷载计算
(1)、线荷载标准值计算
G K线= G GK·(1.40m+1.40m)/2=0.5 kN/m2×(1.40m+1.40m)/2=0.700 kN/m
q K线1= w K·(1.40m+1.40m)/2=-1.152 kN/m2×(1.40m+1.40m)/2=-1.613 kN/m q K线2= q EK·(1.40m+1.40m)/2=0.4 kN/m2×(1.40m+1.40m)/2=0.560 kN/m (2)、线荷载设计值计算
G线= G G·(1.40m+1.40m)/2=0.6 kN/m2×(1.40m+1.40m)/2=0.840 kN/m
q线1= w·(1.40m+1.40m)/2=-1.613 kN/m2×(1.40m+1.40m)/2=-2.258 kN/m q线2= q E·(1.40m+1.40m)/2=0.52 kN/m2×(1.40m+1.40m)/2=0.728 kN/m
三、拉索预拉力值
用SAP结构计算软件计算得到拉索的预拉力值为：189.223KN
四、拉索最大轴力值
用SAP结构计算软件计算得到拉索的最大轴力值为：
282.981KN<603.56/1.8=335.311 KN,满足要求。

五、拉索最大位移值
用SAP结构计算软件计算得到拉索的最大位移为：357mm＜18470/50=369.4mm，满足要求。

用SAP结构计算软件计算得到转角拉索的支撑点处最大位移为：2.9mm
与转角拉索支撑点最大位移相对应的玻璃另一角处拉索位移为：352.4mm
转角位置抓件可以吸收此位移差，满足要求。

以上可知，Ф30拉索满足要求，可以使用。

第三章拉索的连接计算
一、计算说明
拉索幕墙最不利位置的分格为1400mm，拉索计算由坚朗专业软件计算。

拉索连接耳板选用（Q235B）30mm厚钢板。

计算拉索对结构产生的最大拉力值为：FZ=325KN（安全起见，取拉索计算值的1.3倍，即281.5X1.15=323.82）,剪力FX=28.11KN。

连接节点如下图:
二、截面参数
钢板截面积 A=8400 mm2
绕X轴的惯性矩 I x=630000mm4
绕Y轴的惯性矩 I y=54880000mm4
绕X轴的抵抗矩 W nx=42000 mm3
绕Y轴的抵抗矩 W ny=392000 mm3
绕X轴的面积矩 S x=31500 mm3
绕Y轴的面积矩 S y=294000 mm3
三、荷载计算
1、连接耳板承受的竖直方向荷载产生的最大弯矩
M y1= F Z ·144=325×103 kN ×144 mm=46800000.0 N·m m
2、连接耳板承受的水平方向荷载产生的最大弯矩
M y2= F x ·292=28.11×103
kN ×292 mm=8208120.0 N·m m
3、连接耳板承受的水方向荷载产生的最大剪力
V x = F x =28110 N
4、连接耳板承受的竖直方向荷载产生的最大拉力
N= F z ·=325000 N
5、连接耳板承受的弯矩值为
M y = M y1+ M y2=46800000+8208120=55008120 N/mm 2
四、耳板抗弯强度校核 校核依据：f W M W M A N
ny
y nx x ≤++γγ ——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第5.2.1条
γ:塑性发展系数，取γ=1.05
——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第5.2.1表
f :钢材抗弯强度设计值f ，取f =205 N/mm 2
——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第3.4.1-1表
ny y W M A N γ+=392000
05.1550081208400325000⨯+=172.3 N/mm 2 <f =205 N/mm 2 耳板抗弯强度符合规范要求。

五、耳板抗剪强度校核 校核依据：v w x
f It S V ≤=τ
——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第4.1.2条
v f :钢材抗剪强度设计值，取v f =120 N/mm 2
——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第3.4.1-1表
t x =30.0 mm
y y y
x t I S V =30
5488000029400028110⨯⨯=5.02 N/mm 2＜v f =120 N/mm 2 耳板抗剪强度符合规范要求。

六、连接钢销的计算
1、计算说明
耳板与拉索之间通过1个Ф39的不锈钢钢销连接，不锈钢钢销承受竖直方向和水平方向的荷载:
竖直方向荷载：F Z =325000 N
水平方向荷载：F x =28110 N
2、荷载计算
Ф39钢销所承受的最大剪力 V=2221V V +=2228110325000+=326213.38 N
3、钢销受剪承载力校核
n v ：受剪面数目，取n v =2
d ：钢销直径，取d=39 mm
b v f : 钢销的抗剪强度设计值，取b v f =245 N/mm 2（A2-70螺栓）
——按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2019附录第B.0.3条中表B.0.3
b v N ：单个Ф39钢销的受剪承载力设计值
24543914.32422⨯⨯⨯==b
v
v b v f d n N π=585052.65 N ——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第7.2.1条中公式7.2.1-1
b v N =585052.65 N ＞V=326213.38 N
Ф39不锈钢钢销抗剪承载力满足规范要求。

七、耳板与埋件连接焊缝校核
1、计算说明 耳板与预埋件焊接，此处需要对焊缝强度的强度进行校核。

2、荷载计算
①、连接耳板承受的竖直方向荷载产生的最大弯矩
M y1= F Z ·144=325×103
kN ×144 mm=46800000.0 N·m m
②、连接耳板承受的水平方向荷载产生的最大弯矩
M y2= F x ·292=28.11×103 kN ×292 mm=8208120.0 N·m m
③、连接耳板承受的水方向荷载产生的最大剪力
V x = F x =28110 N
④、连接耳板承受的竖直方向荷载产生的最大拉力
N= F z ·=325000 N
⑤、连接耳板承受的弯矩值为
M y = M y1+ M y2=46800000+8208120=55008120 N/mm 2
3、焊缝强度校核 耳板与预埋件焊接，焊缝采用角焊缝，焊脚高度mm h f 10=。

焊缝焊脚高度的计算：
绕X 轴的惯性矩 I x =85627420 mm 4
绕Y 轴的惯性矩 I y =99061190 mm 4
绕X 轴的抵抗矩 W x =585941 mm 3 绕Y 轴的抵抗矩 W y =647459 mm
3 (2)、焊缝强度计算
校核依据：
在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：
在各种力综合作用下，f σ和f τ共同作用处：
——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第7.1.3条
w e l h ：焊缝有效截面，取w e l h =A=9847.3 mm 2 ——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第7.1.3条
③、弯矩作用下的应力计算
④、拉力、剪力及弯矩共同作用的应力值
f β：正面焊缝的强度设计值增大系数，取f β=1.22
——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019第7.1.3条 w f f ：角焊缝的强度设计值，取w f f =160 N/mm 2
——按《钢结构设计规范》GB 50017-2019表3.4.1-3条。