一套用CADPM计算的完整的的结构计算书.docx
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一套用CADPM计算的完整的的结构计算书
哈尔滨市电信传输维护中心主楼
桁架点式幕墙设计计算书
基本参数:
哈尔滨地区
抗震7度设防
Ⅰ.设计依据:
《建筑结构荷载规范》GBJ9-87
《钢结构设计规范》GBJ17-88
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-97
《建筑幕墙》JG3035-96
《建筑结构静力计算手册》(第二版)
《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94
《铝及铝合金阳极氧化,阳极氧化膜的总规范》GB8013
《铝及铝合金加工产品的化学成份》GB/T3190
《碳素结构钢》GB700-88
《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-93
《建筑幕墙风压变形性能检测方法》GB/T15227
《建筑幕墙雨水渗漏形性能检测方法》GB/T15228
《建筑幕墙空气渗透形性能检测方法》GB/T15226
《建筑结构抗震规范》GBJ11-89
《建筑设计防火规范》GBJ16-87(修订本)
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
《铝合金建筑型材》GB/T5237-93
《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88
《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87
《优质碳素结构钢技术条件》GB699-88
《低合金高强度结构钢》GB1579
《不锈钢棒》GB1220
《不锈钢冷加工钢棒》GB4226
《聚硫建筑密封胶》JC483-92
《铝及铝合金板材》GB3380-97
《不锈钢冷轧钢板》GB3280-92
《不锈钢热轧钢板》GB4237-92
《建筑幕墙窗用弹性密封剂》JC485-92
Ⅱ.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中小城镇和大城市郊区;
C类指有密集建筑群的大城市市区;
哈尔滨市电信传输维护中心按C类地区计算风压
(2).风荷载计算:
风荷载计算公式:
Wk=βz×μz×μs×W0
其中:
Wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)
βz---瞬时风压的阵风系数取为2.25
μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GBJ9-87取定,
根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地:
μz=1.379×(Z/10)^0.24
B类场地:
μz=(Z/10)^0.32
C类场地:
μz=0.713×(Z/10)^0.40
本工程属于C类地区,故μz=0.713×(Z/10)^0.40
μs---风荷载体型系数,按1.5取用
W0---基本风压,按全国基本风压图,哈尔滨地区取为0.450KN/m^2,
考虑结构重要性,按50年一遇的最大风力考虑,乘1.1系数
(3).地震作用计算:
qEAk=βE×αmax×GAK
其中:
qEAk---水平地震作用标准值
βE---动力放大系数,按3.0取定
αmax---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:
6度:
αmax=0.04
7度:
αmax=0.08
8度:
αmax=0.16
9度:
αmax=0.32
哈尔滨设防烈度为7度,故取αmax=0.080
GAK---幕墙构件的自重(N/m^2)
(4).荷载组合:
水平荷载标准值:
qk=Wk+0.6qEAk
水平荷载设计值:
q=1.4Wk+0.6×1.3qEAk
荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:
A、承载力计算时:
重力荷载:
1.2
风荷载:
1.4
地震作用:
1.3
B、挠度和变形计算时:
重力荷载:
1.0
风荷载:
1.0
地震作用:
1.0
荷载和作用效应组合的组合系数,按以下规定采用:
第一个可变荷载按1.0取用
第二个可变荷载按0.6取用
一、风荷载计算
1、标高为15.000处风荷载计算
(1).风荷载标准值计算:
Wk:
作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)
μz:
15.000m高处风压高度变化系数(按C类区计算):
(GBJ9-876.2.1)
μz=0.713×(Z/10)^0.40=0.840
Wk=βz×μz×μs×1.1×W0(JGJ102-965.2.2)
=2.25×0.840×1.5×1.1×0.450
=1.400kN/m^2
(2).风荷载设计值:
W:
风荷载设计值:
kN/m^2
rw:
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》JGJ102-965.1.6条规定采用
W=rw×Wk=1.4×1.400=1.965kN/m^2
二、玻璃的选用与校核
玻璃的选用与校核:
(第1处)
本处选用玻璃种类为:
中空钢化玻璃(12mm+12A+12mm)
由于荷载作用在中空玻璃上故可按下式折算
wk1:
为分配到第一片玻璃上的荷载标准值
wk2:
为分配到第一片玻璃上的荷载标准值
因两片玻璃厚度相同故荷载相同取一片计算即可
wk1=1.2Wkt1^2/(t1^2+t2^2)
=0.6Wk
Ek1=1.2Ekt1^2/(t1^2+t2^2)
=0.6Wk
wk2=1.2Wkt2^2/(t1^2+t2^2)
=0.6Wk
Ek2=1.2Ekt2^2/(t1^2+t2^2)
=0.6Wk
1.玻璃面积:
B:
该处玻璃幕墙分格宽:
2.200m
H:
该处玻璃幕墙分格高:
2.700m
A:
该处玻璃板块面积:
A=B×H
=2.200×2.700
=5.940m^2
3.该处玻璃板块自重:
GAK:
玻璃板块平均自重(不包括铝框):
t:
玻璃板块厚度:
(12mm+12A+12mm)按单片计算取12mm
玻璃的体积密度为:
25.6(KN/M^3)(JGJ102-965.2.1)
BT_L中空玻璃内侧玻璃厚度为:
12.000(mm)
BT_w中空玻璃外侧玻璃厚度为:
12.000(mm)
GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000
=25.6×(12.000+12.000)/1000
=0.614KN/m^2
4.该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:
αmax:
水平地震影响系数最大值:
0.080
qEAk:
垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2)
qEAk=3×αmax×GAK(JGJ102-965.2.4)
=3×0.080×0.614
=0.147kN/m^2
rE:
地震作用分项系数:
1.3
qEA:
垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m^2)
qEA=rE×qEAk
=1.3×qEAK
=1.3×0.147
=0.192kN/m^2
5.玻璃的强度计算:
校核依据:
σ≤fg=84.000(JGJ102-965.3.1)
q:
玻璃所受组合荷载:
b:
玻璃短边边长:
1.95m
a:
玻璃长边边长:
2.45m
t:
玻璃厚度:
12.0mm
E:
玻璃的弹性模量:
0.72×10^5N/mm^2
m:
玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b=0.45查表
1得:
0.1295
η考虑大挠度折减系数与有θ关,
θ=wkb^4/Et^4=1.4×1.95^4/0.72×10^8×12^4=13.56
按θ查表2得:
η=0.940
σwk:
玻璃应力标准值
σwk=【6mwka^2/(t^2*10^3)η
=【6×0.129×1.4×2450^2/12^2×10^3】×0.940
=42.623
σEk=【6mEka^2/(t^2*10^3)η
=【6×0.129×0147×2450^2/12^2×10^3】×0.940
=4.475
σ:
为组合应力
σ=【1.4wk+(0.6×1.3)Ek】×0.6
=1.4×42.623+(0.6×1.3)×4.475×0.6
=37.898N/mm^2≤fg=84.000N/mm^2
玻璃的强度满足
6.玻璃刚度较核
(1)玻璃刚度D
E:
玻璃的弹性模量:
0.72×10^5N/mm^2
t:
玻璃厚度:
12.000mm
te=0.95(t13+t23)-3=14.363mm
V:
泊松比,玻璃γ取0.2
单片玻璃的刚度D
D=Ete^3/12(1-γ^2)
=0.72×10^5×14.363^3/12(1-0.2^2)
=1.85×10^7
(2)玻璃挠度u
a:
玻璃长边边长:
2.45m
0.6wk:
:
单片片玻璃风荷载标准值:
0.6×1.4×10-3N/mm^2
η考虑到挠度影响的折减系数,可按表3取值;
μ:
玻璃的挠度系数,可按表3取值:
a/b=0.45η:
0.0135
u=0.6×wka4η/D
=0.6×1.4×10-3×24504×0.0135/1.85×10^7
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