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1、万盛区公安局指挥中心办公楼外立面装饰工程玻璃雨篷设计计算书 重庆西铝建筑装饰工程公司二九年十一月二日目录1 计算引用的规范、标准及资料11.1 幕墙设计规范：11.2 建筑设计规范：11.3 铝材规范：21.4 金属板及石材规范：21.5 玻璃规范：31.6 钢材规范：31.7 胶类及密封材料规范：41.8 门窗及五金件规范：41.9 相关物理性能等级测试方法：51.10 建筑结构静力计算手册(第二版)61.11 土建图纸：62 基本参数62.1 雨篷所在地区：62.2 地面粗糙度分类等级：63 雨篷荷载计算63.1 玻璃雨篷的荷载作用说明：63.2 风荷载标准值计算：73.3 风荷载设计值计
2、算：83.4 雪荷载标准值计算：93.5 雪荷载设计值计算：93.6 雨篷面活荷载设计值：93.7 雨篷构件恒荷载设计值：93.8 选取计算荷载组合：104 雨篷杆件计算114.1 结构的受力分析：114.2 选用材料的截面特性：124.3 梁的抗弯强度计算：124.4 拉杆的抗拉(压)强度计算：134.5 梁的挠度计算：135 雨篷焊缝计算145.1 受力分析：145.2 焊缝校核计算：146 玻璃的选用与校核156.1 玻璃板块荷载组合计算：156.2 玻璃的强度计算：166.3 玻璃最大挠度校核：177 雨篷埋件计算(后锚固结构)177.1 校核处埋件受力分析：177.2 锚栓群中承受拉
3、力最大锚栓的拉力计算：177.3 群锚受剪内力计算：187.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算：197.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算：197.6 锚栓钢材受剪破坏承载力计算：217.7 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算：227.8 混凝土剪撬破坏承载能力计算：237.9 拉剪复合受力承载力计算：248 附录 常用材料的力学及其它物理性能25万盛区公安局指挥中心办公楼外立面装饰工程玻璃雨篷设计计算书 重庆西铝建筑装饰工程公司钢结构雨篷设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1 幕墙设计规范：铝合金结构设计规范 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003点支式玻璃幕
4、墙工程技术规程 CECS127-2001点支式玻璃幕墙支承装置 JG138-2001吊挂式玻璃幕墙支承装置 JG139-2001建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2003建筑瓷板装饰工程技术规范 CECS101：98建筑幕墙 GB/T21086-2007金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-20011.2 建筑设计规范：采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003地震震级的规定 GB/T17740-1999钢结构防火涂料 GB14907-2002钢结构设计规范 GB50017-2003高层民用建筑钢结构技术规范 JGJ99-98高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002高层民
5、用建筑设计防火规范 GB50045-95(2005年版)高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准 JGJ/T97-95工程网络计划技术规程 JGJ/T121-99公共建筑节能设计标准 GB50189-2005混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004混凝土结构设计规范 GB50010-2002混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004既有居住建筑节能改造技术规程 JGJ129-2004建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2002建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001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 JGJ81-2
6、002建筑隔声评价标准 GB/T50121-2005建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2004建筑工程预应力施工规程 CECS180：2005建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版、局部修订)建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设防分类标准 GB50223-2004建筑抗震设计规范 GB50011-2001建筑设计防火规范 GB50016-2006建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000年版)冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-2002民用建筑隔声设计规范 GBJ118-88民用建筑热工设计规范 GB50176-93民用建筑设计
7、通则 GB50352-2005膜结构技术规程 CECS158：2004夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2001夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-2003预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-20021.3 铝材规范：变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-1996建筑用隔热铝合金型材-穿条式 JG/T175-2005建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-2000铝合金建筑型材第1部分基材 GB5237.1-2004铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2004铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2004铝
8、合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB5237.4-2004铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材 GB5237.5-2004铝合金建筑型材第6部分隔热型材 GB5237.6-2004铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000一般工业用铝及铝合金板、带材 GB/T3880.13-2006铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求 YS/T437-2000有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-20031.4 金属板及石材规范：干挂饰面石材及其金属挂件 JC830.1、2-2005建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-2000建筑幕墙用瓷板 JG/T217-2007铝幕墙板、板基 YS/T
9、429.1-2000铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000铝塑复合板 GB/T17748-1999铝塑复合板用铝带 YS/T432-2000天然板石 GB/T18600-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005天然花岗石荒料 JC/T204-2001天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001天然石材统一编号 GB/T17670-1999天然饰面石材术语 GB/T13890-921.5 玻璃规范：镀膜玻璃 第1部分：阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002镀膜玻璃 第2部分：低辐射镀膜玻璃 GB/T18915
10、.2-2002防弹玻璃 GB17840-1999浮法玻璃 GB11614-1999夹层玻璃 GB/T9962-1999建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB17841-1999普通平板玻璃 GB4871-1995热弯玻璃 JC/T915-2003压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-2002着色玻璃 GB/T18701-20021.6 钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢和耐热钢冷轧钢带 GB/
11、T4239-1991不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-1984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/T4240-93建筑用不锈钢绞线 JG/T200-2007不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000擦窗机 GB19154-2003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/T1591-1994建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007高耐候结构钢 GB/T4171-2000高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997焊接结构用耐候钢 GB/T
12、4172-2000合金结构钢 GB/T3077-1999结构用无缝钢管 JBJ102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/T5117-1999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/T912-1989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预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-20001.7 胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-200
13、1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干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC887-2001工业用橡胶板 GB/T5574-1994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/T13477.120-2002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建筑装饰用天然石材防护剂 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封胶 JC/T4
14、82-2003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/T529-1999石材用建筑密封胶 JC/T883-2001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/T914-20031.8 门窗及五金件规范：封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004紧固件螺栓和螺钉 GB/T5277-1985紧固件公差螺栓、螺钉、
15、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2000紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3098.4-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2000紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099-2004铝合金窗 GB/T8479-2003铝合金门 GB/T8478-2003螺纹紧固件应力截面积和承
16、载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 GB/T818-2000地弹簧 QB/T3884-1999 铝合金门插锁 QB/T3885-1999 平开铝合金窗把手 QB/T3886-1999 铝合金撑挡 QB/T3887-1999 铝合金窗不锈钢滑撑 QB/T3888-1999 铝合金门窗拉手 QB/T3889-1999 铝合金窗锁 QB/T3900-1999 铝合金门锁 QB/T3901-1999 推拉铝合金门用滑轮 QB/T3902-1999 闭合器 QB/T3893-1999 外装门锁 QB/T2473-2000弹子插芯门锁 GB/T2474-2000叶片门锁 QB/T247
17、5-2000球型门锁 QB/T2476-2000铜合金铸件 GB/T13819-1992锌合压铸件 GB/T13821-1992铝合金压铸件 GB/T15114-1994铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/T6414-1999建筑门窗五金件 插销 JG214-2007建筑门窗五金件 传动机构用执手 JG124-2007建筑门窗五金件 旋压执手 JG213-2007建筑门窗五金件 合页（铰链） JG125-2007建筑门窗五金件 传动锁闭器 JG126-2007建筑门窗五金件 滑撑 JG127-2007建筑门窗五金件 滑轮 JG129-2007建筑门窗五金件 多点锁闭器 JG215-2007建筑门
18、窗五金件 撑挡 JG128-2007建筑门窗五金件 通用要求 JG212-2007建筑门窗五金件 单点锁闭器 JG130-2007建筑门窗内平开下悬五金系统 JG168-2004钢塑共挤门窗 JG207-2007电动采光排烟窗 JG189-20061.9 相关物理性能等级测试方法：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采暖居住建筑节能检验标准 JGJ132-2001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建筑防水
19、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建筑外窗保温性能分级及检测方法 GB/T8484-2002建筑外窗采光性能分级及检测方法 GB/T11976-2002建筑外窗抗风压性能分级及检测方法 GB/T7106-2002建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法 GB/T8485-2002建筑外窗气密性能分级及检测方法 GB/T7107-2002建筑外窗水密性能分级及检测方法 GB/T7108-2002建筑装饰装
20、修工程施工质量验收规范 GB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法 GB/T228-20021.10 建筑结构静力计算手册(第二版)1.11 土建图纸：2 基本参数2.1 雨篷所在地区： 重庆地区；2.2 地面粗糙度分类等级： 按建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 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C类地形考虑。3 雨篷荷载计算3.1 玻璃雨篷的荷载作用说明：玻璃雨篷承受的荷载包括：自重、风荷载、雪
21、荷载以及活荷载。(1)自重：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照400N/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： a.当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： Sk+=1.35Gk+0.61.4wk+0.71.4Sk(或Qk) b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行
22、荷载组合： Sk+=1.2Gk+1.4wk+0.71.4Sk(或Qk) B：考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合： Sk-=1.0Gk+1.4wk3.2 风荷载标准值计算：按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算： wk+=gzzs1+w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006年版 wk-=gzzs1-w0上式中： wk+：正风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； wk-：负风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：3.9m； gz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=K(1+2f) 其中K为地面粗糙度调整系数，f为
23、脉动系数 A类场地： gz=0.92(1+2f) 其中：f=0.387(Z/10)-0.12 B类场地： gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C类场地： gz=0.85(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D类场地： gz=0.80(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地形，3.9m高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.85(1+2(0.734(Z/10)-0.22)=2.385 z：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地： z=1.379(Z/10)0.24 当Z300m时，取Z=300m
24、，当Z350m时，取Z=350m，当Z400m时，取Z=400m，当Z450m时，取Z=450m，当Z30m时，取Z=30m；对于C类地形，3.9m高度处风压高度变化系数： z=0.616(Z/10)0.44=0.7363 s1：局部风压体型系数，对于雨篷结构，按规范，计算正风压时，取s1+=0.5；计算负风压时，取s1-=-2.0； 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s1： 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 对檐口、雨
25、篷，遮阳板等突出构件，取-2.0 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s1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数s1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数s1(A)可按面积的对数线性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA w0：基本风压值(MPa)，根据现行GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，重庆地区取0.0004MPa；(1)计
26、算龙骨构件的风荷载标准值： 龙骨构件的从属面积： A=31.2=3.6m2 LogA=0.556 sA1+(A)=s1+(1)+s1+(10)-s1+(1)logA =0.444 sA1-(A)=s1-(1)+s1-(10)-s1-(1)logA =1.778 wkA+=gzzsA1+w0 =2.3850.73630.4440.0004 =0.000312MPa wkA-=gzzsA1-w0 =2.3850.73631.7780.0004 =0.001249MPa(2)计算玻璃部分的风荷载标准值： 玻璃构件的从属面积： A=1.22.4=2.88m2 LogA=0.459 sB1+(A)=s1
27、+(1)+s1+(10)-s1+(1)logA =0.454 sB1-(A)=s1-(1)+s1-(10)-s1-(1)logA =1.816 wkB+=gzzsB1+w0 =2.3850.73630.4540.0004 =0.000319MPa wkB-=gzzsB1-w0 =2.3850.73631.8160.0004 =0.001276MPa3.3 风荷载设计值计算： wA+：正风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载设计值(MPa)； wkA+：正风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载标准值(MPa)； wA-：负风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载设计值(MPa)； wkA-：负风压作用下作用在
28、雨篷龙骨上的风荷载标准值(MPa)； wA+=1.4wkA+ =1.40.000312 =0.000437MPa wA-=1.4wkA- =1.40.001249 =0.001749MPa wB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载设计值(MPa)； wkB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载标准值(MPa)； wB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载设计值(MPa)； wkB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载标准值(MPa)； wB+=1.4wkB+ =1.40.000319 =0.000447MPa wB-=1.4wkB- =1.40.001276 =0.001786MPa
29、3.4 雪荷载标准值计算： Sk：作用在雨篷上的雪荷载标准值(MPa) S0：基本雪压，根据现行GB50009-2001取值，重庆地区50年一遇最大积雪的自重：0MPa. r：屋面积雪分布系数，按表6.2.1GB50009-2001，为2.0。 根据GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷载标准值为： Sk=rS0 =2.00 =0MPa3.5 雪荷载设计值计算： S：雪荷载设计值(MPa)； S=1.4Sk =1.40 =0MPa3.6 雨篷面活荷载设计值： Q：雨篷面活荷载设计值(MPa)； Qk：雨篷面活荷载标准值取：500N/m2 Q=1.4Qk =1.4500/1000000 =0.0007MPa 因为SkQk，所以计算时活荷载参与正压组合！3.7 雨篷构件恒荷载设计值： 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)； Gk：雨篷结构平均自重取0.0004MPa； 因为Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以： G+=1.2Gk =1.20.0004 =0.00048MPa G-=Gk =0.0004MPa3.8 选取计算荷载组合：(1)正风压的荷载组合计算： SkA+：正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa)； SA+：正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa)； SkA+=Gk+wkA+0.