毕业论文-广某场幕墙工程施工组织设计.doc
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1、目 录工程概况-1结构设计理论和标准-1幕墙材料的物理特性及力学性能-3荷载及作用计算-5玻璃板块的选用与校核-7玻璃幕墙结构胶缝计算-11玻璃幕墙立柱计算-13幕墙横梁强度、挠度计算-36玻璃组件的固定块及其间距计算-39横梁与立柱连接计算-41立柱与支座连接计算- 44支座连接件计算-45连接件与预埋件连接计算-46幕墙预埋件计算-47立柱伸缩缝设计计算-49南立面钢架计算-50后置件的计算-54钢角码与后置件相连接的焊缝计算-55观光梯与雨棚计算-57全玻璃幕墙计算-71屋顶钢结构支座计算-73第一章 工程概况一、工程名称:广场幕墙工程二、工程地点:市三、工程内容:玻璃、铝板幕墙四、幕墙
2、最大高度:99.75m五、地震设防烈度:六度设防六、幕墙防火等级:耐火等级一级第二章 结构设计理论和标准一、本结构计算遵循以下规范及标准:1、玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-96 2、建筑幕墙 JGJ302-96 3、建筑结构荷载规范 GB50009-2001 4、钢结构设计规范 GBJ17-88 5、高层民用建筑设计防火规范 GB50045 6、建筑防雷设计规范 GB50057-94 7、建筑抗震设计规范 GB50011-20018、民用建筑隔声设计规范 GBJ118-889、建筑模数协调统一标准 GBJ2-9610、铝及铝合金阳极氧、阳极氧化膜总规范 GB8013-8711、金属镀膜和
3、化学处理表示方法 GB/T 13911-9212、金属覆盖层、钢铁制品热镀锌层相关要求 GB/T13912-9213、高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98二、本结构计算遵循以下设计理论和规定: 1、玻璃幕墙按围护结构设计,其骨架竖梃悬挂在主体结构上,处于受拉状态,层与层之间设置竖向伸缩缝。 2、玻璃幕墙及其连接件均具有承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力,均采用螺栓连接。 3、幕墙均按6度设防,遵循“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,幕墙在设防烈度地震作用下经修理后仍可使用,在罕遇地震作用下幕墙骨架不脱落。 4、幕墙构件在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移影响下均
4、具有安全性。 5、幕墙构件采用弹性方法计算,其截面最大应力设计值应不超过材料的强度设计值: s 式中 s 荷载和作用产生的截面最大应力设计值; 材料强度设计值。 6、荷载和作用效应组合的分项系数按下列规定采用:、进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时: 重力荷载G:1.2 风荷载W:1.4 地震作用E:1.3 温度作用T:1.2、进行位移和挠度计算时: 重力荷载G:1.0 风荷载w:1.0 地震作用E:1.0 温度作用T:1.0 7、当两个及以上的可变荷载或作用(风荷载、地震作用和温度作用)效应参加组合时,第一个可变荷载或作用效应的组合系数可按1.0采用;第二个可变荷载或作用效应的组合系数可
5、按0.6采用;第三个可变荷载或作用效应的组合系数可按0.2采用。 8、荷载和作用效应可按下式进行组合: S=GSG+wwSw+EESE+TTST 式中 S 荷载和作用效应组合后的设计值; SG 重力荷载作为永久荷载产生的效应; SW、SE、ST 分别为风荷载、地震作用和温度作用作为可变荷载和作用产生的效应。按不同的组合情况,三者可分别作为第一个、第二个和第三个可变荷载和作用产生的效应;G、w、E、T各效应的分项系数,可按2.2.6采用;w、E、T分别为风荷载、地震作用和温度作用效应的组合系数。取决于各效应分别作为第一个、第二个和第三个可变荷载和作用的效应,可按2.2.7取值;9、幕墙按各效应组
6、合中的最不利组合进行设计。第三章 幕墙材料的物理特性及力学性能一、玻璃的强度设计值:类 型厚 度(mm)强度设计值g(N/mm2)大面上的强度边缘强度浮法玻璃51228.019.5151920.014.0钢化玻璃51284.058.8151959.041.3二、铝合金型材的强度设计值:型材状态强度设计值g(N/mm2)抗拉、抗压抗剪6063、T584.248.9三、幕墙连接件钢材的强度设计值:钢材类型强度设计值(N/mm2)抗拉、抗压和抗弯抗剪VQ235(第一组)215125四、焊缝强度设计值: 焊接方法和焊条型号构件钢材强度设计值 (N/mm2)对接焊缝隙(三级)角焊缝手工焊E43XX型Q2
7、35抗拉、抗弯抗拉、抗压、抗剪185160五、螺栓连接的强度设计值: 螺栓钢号强度设计值 (N/mm2)C 级A级、B级普通螺栓Q235抗拉抗剪抗拉抗剪170130170170六、幕墙材料的重力体积密度:序号材料名称密度(kN/m3)密度(N/mm3)1玻 璃25.62.56310-52矿棉(防火棉、保温棉)0.51.0(0.51.0)310-63铝合金型材28.02.8310-54钢 材78.57.85310-5七、幕墙材料的弹性模量:序号材 料弹性模量E (N/mm2)1玻 璃0.7231052铝合金0.7031053Q235钢材2.0631054不锈钢(奥氏体)2.063105八、幕墙材
8、料的线膨胀系数:序号材 料线膨胀系数(X10-5)1混凝土1.02钢 材1.23铝合金2.354玻 璃1.05不锈钢(奥氏体)1.8第四章 荷载及作用计算一、风荷载作用 1、作用在幕墙上的风荷载标准值按下式计算: K =ZZSo 式中 K 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2); Z 瞬时风压的阵风系数,取2.25;Z 风压高度变化系数,按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009-2001采用,取Z= 0.6163 (Z/10)0.44(按C类地区计算); S风荷载体型系数,竖向幕墙外表面取1.5; o基本风压,根据建筑结构荷载规范GB50009-2001,市取0.45kN/ m2。 则K
9、=2.253Z31.530.45=1.52ZkN/m2 (公式 4.1) 2、作用在幕墙上的风荷载设计值按下式计算: =wK 式中 作用在幕墙上的风荷载设计值(kN/m2); w风荷载作用效应的分项系数,取1.4; 则 =1.4K (公式 4.2)二、地震作用(1)玻璃地震作用1、垂直于幕墙平面的均布水平地震作用按下式计算:qE=EmaxG/A 式中 qE 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用(kN/m2); E 动力放大系数,取3.0; max 水平地震影响系数最大值,6度防震设计时取0.04; G/A 幕墙单位面积自重标准值。则 qE=3.030.0430.4=0.05kN/m2 (公式 4.
10、3)2、 平行于幕墙平面的集中水平地震作用按下式计算:pE=EmaxG 式中 pE 平行于幕墙平面的集中水平地震作用(kN); E 动力放大系数,取3.0;max 水平地震影响系数最大值,6度防震设计时取0.04;G 幕墙构件的重量(kN),玻璃幕墙等于0.5bh。则 pE=3.030.0430.5bh=0.06bh kN (公式 4.4)三、 水平荷载及作用效应的最不利组合值按下式计算:S=wwK+EEqE (公式 4.5) 式中 可变荷载组合系数:w=1.0,E=0.6 荷载分项系数:进行强度计算时,w=1.4, E=1.3 进行挠度计算时,w=1.0, E=1.0四、根据公式4.1、4.
11、2、4.3、4.4和4.5,计算得每一幕墙表面上的水平风压荷载标准值、设计值以及风压荷载与水平地震作用的组合值如下:(表4.1)序号幕 墙标 高(m)ZK (kN/m2)(kN/m2)荷载组合(kN/m2)SS199.751.692.573.593.632.60295.251.662.523.523.562.55392.251.642.493.483.522.53489.251.612.453.433.472.48586.251.592.423.383.422.45679.051.532.333.263.302.36753.851.291.962.752.791.99828.650.981.4
12、92.082.121.52925.050.921.41.962.001.431015.850.751.151.611.651.18116.650.511.001.401.441.03说明:根据规范第5.2.2条作用于幕墙上的风荷载标准值不应小于1.0kN/m2。因此本表中序号11的K=1kN/m2表中 S玻璃幕墙的风荷载设计值与水平地震作用设计值的组合值,用于强度计算;S玻璃幕墙的风荷载标准值与水平地震作用标准值的组合值,用于挠度计算。第五章 幕墙板块的选用与校核第一节 南立面玻璃幕墙5-1 隐框式幕墙玻璃的选用与校核幕墙玻璃最大分格尺寸:a3b51185mm31800mm;对应标高为:99.
13、75M,查表4.1得S=3.63kN/m2,S=2.6kN/m25-1-1 幕墙玻璃在垂直于玻璃平面的组合荷载作用下,其最大应力按下式校核: 6wSa2 s= t2 式中 s 组合载作用下玻璃最大应力(N/mm2); S 组合荷载设计值(N/mm2); a 玻璃短边边长(mm); t 玻璃的厚度(mm); w 弯曲系数,可按边长比a/b由下表查出(b为长边边长), 玻璃的大面上强度允许值,6mm钢化玻璃取84.0N/mm2。A/b0.000.250.330.400.500.550.600.65w0.12500.12300.11800.11150.10000.09340.08680.0804A/
14、b0.700.750.800.850.900.950.951.00w0.07420.06830.06280.05760.05280.04830.04830.0442由a/b51185/180050.66查得 w50.0792 630.079133.63310-3311962 则 s 5 (1.26)2547.5N/mm2584.2 N/mm2 安全!5-1-2幕墙玻璃在垂直于玻璃平面的组合荷载作用下的挠度校核。根据a/b=1185/1800=0.66查建筑结构静力计算手册,四边简支板挠度系数:=0.00782 Eh3刚度:Bc= 12(1-2)式中:Bc刚度;E玻璃弹性模量(72000N/mm
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