玻璃雨棚计算书.pdf

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巴东县山城汽车商贸中心商住楼幕墙工程
玻璃雨篷
设计计算书
设计:
校对:
审核::.
批准:
武汉创高幕墙装饰工程有限责任公司
二〇一五年六月五日:.
目录
1计算引用的规范、标准及资料.........................错误!未定义书签。
幕墙及采光顶相关设计规范:.......................错误!未定义书签。
建筑设计规范:...................................错误!未定义书签。
玻璃规范:.......................................错误!未定义书签。
钢材规范:.......................................错误!未定义书签。
胶类及密封材料规范:.............................错误!未定义书签。
相关物理性能等级测试方法:.......................错误!未定义书签。
《建筑结构静力计算手册》(第二版).................错误!未定义书签。
土建图纸:.......................................错误!未定义书签。
2基本参数...........................................错误!未定义书签。
雨篷所在地区.....................................错误!未定义书签。:.
地面粗糙度分类等级...............................错误!未定义书签。
3雨篷荷载计算.......................................错误!未定义书签。
雨篷的荷载作用说明...............................错误!未定义书签。
风荷载标准值计算.................................错误!未定义书签。
风荷载设计值计算.................................错误!未定义书签。
雪荷载标准值计算.................................错误!未定义书签。
雪荷载设计值计算.................................错误!未定义书签。
雨篷面活荷载设计值...............................错误!未定义书签。
雨篷构件恒荷载设计值.............................错误!未定义书签。
选取计算荷载组合.................................错误!未定义书签。
4雨篷杆件计算.......................................错误!未定义书签。
.........................................错误!未定义书签。
悬臂梁的受力分析:.
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选用材料的截面特性
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梁的抗弯强度计算
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梁的挠度计算
..............................................错误!未定义书签。
5雨篷焊缝计算
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受力分析
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焊缝校核计算
............................................错误!未定义书签。
6玻璃的选用与校核
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玻璃板块荷载组合计算
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玻璃板块荷载分配计算
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玻璃的强度计算
.........................................错误!未定义书签。
玻璃最大挠度校核
......................................错误!未定义书签。
7雨篷埋件计算(粘结型化学锚栓):.
........................................错误!未定义书签。
校核处埋件受力分析
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锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算
.........................................错误!未定义书签。
群锚受剪内力计算
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锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算
....................................错误!未定义书签。
锚栓钢材受剪破坏承载力计算
......................................错误!未定义书签。
拉剪复合受力承载力计算
8附录常用材料的力学及其它物理性能..................错误!未定义书签。:.
钢结构雨篷设计计算书
1计算引用的规范、标准及资料
:
《铝合金结构设计规范》GB50429-2007
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009
《建筑幕墙》GB/T21086-2007
《建筑玻璃采光顶》JG/T231-2007
《建筑用玻璃与金属护栏》JG/T342-2012
《建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012
:
《地震震级的规定》GB/T17740-1999
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010:.
《高处作业吊蓝》GB19155-2003
《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2011
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004
《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154:2003
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002:.
:
《镀膜玻璃第1部分:阳光控制镀膜玻璃》GB/
《镀膜玻璃第2部分:低辐射镀膜玻璃》GB/
《防弹玻璃》GB17840-1999
《平板玻璃》GB11614-2009
《建筑用安全玻璃第3部分:夹层玻璃》
《建筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃》
《建筑用安全玻璃防火玻璃》
《半钢化玻璃》GB/T17841-2008
《热弯玻璃》JC/T915-2003
《压花玻璃》JC/T511-2002
《中空玻璃》GB/T11944-2002
:
《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005:.
《不锈钢棒》GB/T1220-2007
《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009
《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007
《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007
《不锈钢丝》GB/T4240-2009
《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007
《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000
《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008
《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007
《耐候结构钢》GB/T4171-2008
《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997
《合金结构钢》GB/T3077-1999
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002:.
《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000
《碳钢焊条》GB/T5117-1995
《碳素结构钢》GB/T700-2006
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007
《优质碳素结构钢》GB/T699-1999
:
《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001
《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001
《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004
《工业用橡胶板》GB/T5574-2008
《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-2001
《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007:.
《建筑密封材料试验方法》GB/~20-2002
《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001
《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005
《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005
《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005
《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003
《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006
《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007
《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-2008
《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999
《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002
《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003:.
:
《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001
《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000
《彩色涂层钢板和钢带试验方法》GB/T13448-2006
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011版)
《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000
《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000
《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001
《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002:.
《建筑结构静力计算手册》(第二版)
:
2基本参数

巴东地区;

按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
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类地形考虑。:.
3雨篷荷载计算

雨篷承受的荷载包括:自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。
(1)自重:包括面板、杆件、连接件、附件等的自重,可以按照
500N/m2估算:
(2)风荷载:是垂直作用于雨篷表面的荷载,按GB50009采用;
(3)雪荷载:是指雨篷水平投影面上的雪荷载,按GB50009采用;
(4)活荷载:是指雨篷水平投影面上的活荷载,按GB50009,可按
500N/m2采用;
在实际工程的雨篷结构计算中,对上面的几种荷载,考虑最不利组合,
有下面几种方式,取用其最大值:
A:考虑正风压时:
,按下面公式进行荷载组合:
S=+×+×(或Q)
A+k
,按下面公式进行荷载组
合:
S=++×(或Q)(风荷载为第一可变荷载时);
A+k:.
S=+(或Q)+×(风荷载非第一可变荷载时);
A+k
B:考虑负风压时:
按下面公式进行荷载组合:
S=+
A-

按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)计算:
w=βμμw……-2[GB50009-2012]
k+gzzs1+0
w=βμμw
k-gzzs1-0
上式中:
w:正风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa);
k+
w:负风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa);
k-
Z:计算点标高:;
β:高度z处的阵风系数;
gz
根据不同场地类型,按以下公式计算::.
β=1+2gI(z/10)-α……[GB50009-2012]
gz10
其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为:5m、10m、15m、30m;
A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为:300m、350m、450m、
550m;
也就是:
对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m;
对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m;
对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m;
对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m;
g:峰值因子,取;
I:10m高名义湍流度,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取、、和;
10
α:地面粗糙度指数,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取、、和;
对于B类地形,高度处的阵风系数为:
β=1+2×××(Z/10)=
gz
μ:风压高度变化系数;
z:.
根据不同场地类型,按《建筑结构荷载规范》
公式计算:
A类场地:μA=×(z/10)
z
B类场地:μB=×(z/10)
z
C类场地:μC=×(z/10)
z
D类场地:μD=×(z/10)
z
公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同,也就是:
对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m;
对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m;
对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m;
对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m;
对于B类地形,高度处风压高度变化系数:
μ=×(Z/10)=1
z
μ:局部风压体型系数;
s1
按《建筑结构荷载规范》GB50009-:计算围护结构及其
连接的风荷载时,可按下列规定采用局部体型系数μ:
s1:.
-1的规定采用;
2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件,取;
。
按《建筑结构荷载规范》GB50009-:计算非直接承受风荷
载的围护构件风荷载时,局部体型系数可按构件的从属面积折减,折减系数
按下列规定采用:
1当从属面积不大于1m2时,折减系数取;
2当从属面积大于或等于25m2时,对墙面折减系数取,对局部体型系
数绝对值大于的屋面区域折减系数取,对其它屋面区域折减系数取;
3当从属面积大于1m2且小于25m2时,墙面和绝对值大于的屋面局部体
型系数可采用对数插值,即按下式计算局部体型系数:
μ(A)=μ(1)+[μ(25)-μ(1)]logA/……[GB50009-
s1s1s1s1
2012]
因此,对雨蓬结构来说:
正压情况下:
μ(1)=
s1+
μ(25)=1×μ(1)=
s1+s1+
负压情况下::.
μ(1)=
s1-
μ(25)=×μ(1)=
s1-s1-
w:基本风压值(MPa),根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附
0
表中数值采用,按重现期50年,巴东地区取;
(1)计算龙骨构件的风荷载标准值:
龙骨构件的从属面积:
A=×=
LogA=
μ(A)=μ(1)+[μ(25)-μ(1)]logA/
sA1+s1+s1+s1+
=
μ(A)=μ(1)+[μ(25)-μ(1)]logA/
sA1-s1-s1-s1-
=
w=βμμw
kA+gzzsA1+0
=×1××
=:.
w=βμμw
kA-gzzsA1-0
=×1××
=
(2)计算面板部分的风荷载标准值:
μ(A)=
sB1+
μ(A)=2
sB1-
w=βμμw
kB+gzzsB1+0
=×1××
=
w=βμμw
kB-gzzsB1-0
=×1×2×
=

w:正风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载设计值(MPa);
A+:.
w:正风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载标准值(MPa);
kA+
w:负风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载设计值(MPa);
A-
w:负风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载标准值(MPa);
kA-
w=×w
A+kA+
=×
=
w=×w
A-kA-
=×
=
w:正风压作用下作用在雨篷面板上的风荷载设计值(MPa);
B+
w:正风压作用下作用在雨篷面板上的风荷载标准值(MPa);
kB+
w:负风压作用下作用在雨篷面板上的风荷载设计值(MPa);
B-
w:负风压作用下作用在雨篷面板上的风荷载标准值(MPa);
kB-
w=×w
B+kB+
=×:.
=
w=×w
B-kB-
=×
=

S:作用在雨篷上的雪荷载标准值(MPa);
k
S:基本雪压,根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取值:;
0
μ:屋面积雪分布系数,[GB50009-2012],为;
r
根据《建筑结构荷载规范》GB50009-
为:
S=μ×S
kr0
=×
=

S:雪荷载设计值(MPa);:.
S=×S
k
=×
=

Q:雨篷面活荷载设计值(MPa);
Q:雨篷面活荷载标准值取:500N/m2
k
Q=×Q
k
=×500/1000000
=
因为S≤Q,所以计算时活荷载参与正压组合!
kk

G:正压作用下雨篷构件恒荷载设计值(MPa);
+
G:负压作用下雨篷构件恒荷载设计值(MPa);
-
G:雨篷结构平均自重取;
k:.
因为G与其它可变荷载比较,不起控制作用,所以:
k
G=×G
+k
=×
=
G=G
-k
=

(1)正风压的荷载组合计算:
S:正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa);
kA+
S:正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa);
A+
S=G+Q+
kA+kk+
=
S=G+Q+
A+++
=:.
(2)负风压的荷载组合计算:
S:负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa);
kA-
S:负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa);
A-
S=G+w
kA-kkA-
=
S=G+w
A--A-
=+
=
(3)最不利荷载选取:
S:作用在龙骨上的最不利情况下荷载标准值组合(MPa);
kA
S:作用在龙骨上的最不利情况下荷载设计值组合(MPa);
A
按上面2项结果,选最不利因素(正风压情况下出现):
S=
kA
S=
A
:.
4雨篷杆件计算
基本参数:
1:计算点标高:;
2:力学模型:悬臂梁;
3:荷载作用:集中力荷载;
4:悬臂总长度:a=1700mm;
5:分格宽度:B=1550mm;
6:板块配置:夹层玻璃6+6mm;
7:悬臂梁:200
120×100×8×6变截面T型钢,Q235;
本处幕墙杆件按悬臂梁力学模型进行设计计算,受力模型如下:
:.

(1)集中荷载值计算:
本工程结构的每个梁上,共有i=2个集中力作用点,下面对这些力分别求值:
ki
P:每个集中力的标准值(N);
i
P:每个集中力的设计值(N);
i
a:每个分格的沿悬臂梁方向的长度(mm);
k
S:组合荷载标准值(MPa);
S:组合荷载设计值(MPa);
B:分格宽度(mm);
1
a=300mm
2
a=1400mm
k1k2
P=SBa/2
=
12
P=SBa/2:.
=
k2k1
P=P
=
21
P=P
=
(2)雨篷杆件截面最大弯矩(根部处)的弯矩设计值计算:
M:全部作用力作用下悬臂梁根部弯矩设计值(N·mm);
ii
M:单个作用力P作用下悬臂梁根部弯矩设计值(N·mm);
ii
b:单个作用力P作用点到悬臂梁根部的距离(mm);
i
P:每个集中力的设计值(N);
iii
M=P×b
i
M=ΣM
111
M=Pb
=492807N·mm
222
M=Pb:.
=2792573N·mm
i
M=ΣM
=3285380N·mm

材料的抗弯强度设计值:f=215MPa
材料弹性模量:E=206000MPa
4
主力方向惯性矩:I=5738800mm
3
主力方向截面抵抗矩:W=46906mm
塑性发展系数:γ=

按悬臂梁抗弯强度公式,应满足:
M/γW≤f
上式中:
M:悬臂梁的弯矩设计值(N·mm);:.
3
W:在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm);
γ:塑性发展系数,取;
f:材料的抗弯强度设计值,取215MPa;
则:
M/γW=3285380/46906
=≤215MPa
悬臂梁抗弯强度满足要求。

f
d:全部作用力作用下悬臂梁悬臂端挠度计算值(mm);
f,lim
d:悬臂梁悬臂端挠度限值(mm);
fii
d:单个作用力P作用下悬臂梁悬臂端挠度计算值(mm);
ii
b:单个作用力P作用点到悬臂梁根部的距离(mm);
ki
P:每个集中力的标准值(N);
a:悬臂梁总长度(mm);:.
fikii2i
d=Pba(3-β)/6EI
ii
β=b/a
ffi
d=Σd
f1k1121
d=Pba(3-β)/6EI
=
f2k2222
d=Pba(3-β)/6EI
=
ffi
d=Σd
=
f,lim
d=2×1700/250=
f,lim
≤d=
悬臂梁杆件的挠度满足要求!
5雨篷焊缝计算
基本参数:
f
1:焊缝高