幕墙工程设计计算书玻璃幕墙结构设计计算基本参数: 幕墙计算处标高(米） 70设计层高Hsjcg(米): 2.9分格宽(米) B= 1.3分格高(米) H= 1.3抗震设防烈度7一、幕墙承受荷载计算：1. 风荷载标准值计算: 本幕墙设计按50年一遇风压计算 Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2) Wo:东莞50年一遇十分钟平均最大风压(kN/m^2): 0.65根据现行<<建筑结构荷载规范>>GBJ9-87附图 (全国基本风压分布图)中数值采用2.25βz: 瞬时风压的阵风系数取：1.5μs: 风荷载体型系数:按C类区计算 μz: 计算高处风压高度变化系数:1.552μz=0.713(Z/10)^0.4= Wk=βz×μz×μs×W0 (5.2.2)= 3.745 kN/m^22. 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》JGJ 102-96(5.1.6)条规定采用 W=rw×Wk= 5.243 kN/m^23. 玻璃幕墙构件重量荷载：GAk:玻璃幕墙构件(包括玻璃和铝框)的平均自重: 400 N/m^2Gk: 玻璃幕墙构件(包括玻璃和铝框)的重量:H: 玻璃幕墙分格高(m): 1.3B: 玻璃幕墙分格宽(m): 1.3Gk=400×B×H/1000 =0.676kN4. 地震作用: 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m^2) βE: 动力放大系数: 可取5.0 按5.2.4条规定采用0.016αmax: 水平地震影响系数最大值: 按5.2.4条规定采用 Gk: 玻璃幕墙构件的重量(kN): 0.676B: 玻璃幕墙分格宽(m): 1.3H: 玻璃幕墙分格高(m): 1.3qEAK=3×αmax×GK/B/H (5.2.4)=0.16kN/m^2二、玻璃的选用与校核:[1]、玻璃规格BxH本工程选用玻璃种类为: 钢化玻璃1. 玻璃面积: B: 玻璃幕墙分格宽(m): 1.3H: 玻璃幕墙分格高(m): 1.3A: 玻璃板块面积(m^2): A=B×H= 1.692. 玻璃厚度选取: W: 风荷载设计值(kN/m^2): 5.243A: 玻璃板块面积(m^2): 1.69K3: 玻璃种类调整系数: 3试算: C=W×A×10/3/K3 =9.845T=2×(1+C)^0.5-2 = 4.586mm玻璃选取厚度为(mm): 83. 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(mm): 8玻璃的体积密度为: 25.6(KN/M^3) 按5.2.1采用 GAk=25.6×t/10000.204kN/m^2 4. 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:0.016αmax: 水平地震影响系数最大值: qEAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2) qEAk=3×αmax×Gak=0.009kN/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=0.011kN/m^25. 玻璃的强度计算: 校核依据: σ≤ｆg=84.000 q: 玻璃所受组合荷载: a: 玻璃短边边长(m): 1.3b: 玻璃长边边长(m): 1.3t: 玻璃厚度(mm): 8ψ: 玻璃板面跨中弯曲系数, 按边长比a/b查出(b为长边边长) 表5.4.1得: 0.065σw: 玻璃所受应力: 采用Sw+0.6SE组合: q=W+0.6×qEA = 5.249kN/m^2σw=6×ψ×q×a^2×1000/t^2 =53.994N/mm^253.994≤ｆg=84.000N/mm^2 玻璃的强度满足 6. 玻璃温度应力计算:58.8N/mm^2校核依据: σmax≤[σ]= (1)在年温差变化下, 玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的 挤压温度应力为: E: 玻璃的弹性模量:0.72×10^5N/mm^2α^t: 玻璃的线膨胀系数: 1.0×10^-5△Ｔ: 年温度变化差(℃): 80c: 玻璃边缘至边框距离, 取 5mm d: 施工偏差, 可取:3mm ,按5.4.3选用 b: 玻璃长边边长(m): 1.3在年温差变化下, 玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的 温度应力为: σt1=E(a^t×△Ｔ-(2c-d)/b/1000)=-330.092 N/mm^2计算值为负,挤压应力取为零.0.000N/mm^2＜ 58.8N/mm^2 玻璃边缘与边框间挤压温度应力可以满足要求 (2)玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:μ1: 阴影系数: 按《玻璃幕墙工程技术规范》 得1.000 μ2: 窗帘系数: 按《玻璃幕墙工程技术规范》 得1.100 μ3: 玻璃面积系数: 按《玻璃幕墙工程技术规范》 得1.086 μ4: 边缘温度系数: 按《玻璃幕墙工程技术规范》 得0.400 Ｔc: 玻璃中央部分温度: a: 玻璃线胀系数: 1.0×10^-5a0: 玻璃吸热率:0.142a1: 室外热传递系数, 取15W/m^2K t0: 室外设计温度-10.000℃ t1: 室内设计温度35.000℃ Ｔc=(a0×700+15×t0+8×t1)/(15+8)=(0.142×700+15×(-10.000)+8×35.000)/(15+8)=9.974℃Ｔs: 玻璃边缘部分温度: Ｔs=(15×t0+8×t1)/(15+8)=(15×(-10.000)+8×35.000)/(15+8)=5.652℃△t: 玻璃中央部分与边缘部分温度差: △t=Ｔc-Ｔs =4.322℃玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力: σt2=0.74×E×a×μ1×μ2×μ3×μ4×(Ｔc-Ｔs)=0.74×0.72×10^5×1.0×10^-5×μ1×μ2×μ3×μ4×△t=1.100N/mm^2玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求 7. 玻璃最大面积校核: Azd: 玻璃的允许最大面积(m^2) Wk:风荷载标准值(kN/m^2): 3.745t: 玻璃厚度(mm): 83α1: 玻璃种类调整系数: A: 计算校核处玻璃板块面积(m^2) 1.69Azd=0.3×α1×(t+t^2/4)/Wk (6.2.7-1)= 5.767m^2 A= 1.69 ≤Azd= 5.767m^2 可以满足使用要求三、幕墙杆件计算: 幕墙立柱按铰接多跨梁力学模型进行设计计算： 1. 选料: (1)风荷载设计值的线密度: qw: 风荷载设计值的线密度 rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 Wk: 风荷载标准值(kN/m^2): 3.745B: 幕墙分格宽(m): 1.3qw=1.4×Wk×B = 6.815kN/m(2)立柱弯矩: Mw: 风荷载作用下立柱弯矩(kN·m)qw: 风荷载设计值的线密度(kN/m): 6.815Hsjcg: 立柱计算跨度(m) 2.9Mw=qw×Hsjcg^2/10 = 5.731kN·mqEA: 地震作用设计值:qEAK: 地震作用(kN/m^2): 0.16γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3 qEA=1.3×qEAk =0.208kN/m^2qE: 地震作用设计值的线密度: qE=qEA×B =0.27kN/mME: 地震作用下立柱弯矩(kN·m):ME=qE×Hsjcg^2/10 =0.227kN·mM: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m)采用Sw+0.6SE组合M=Mw+0.6×ME = 5.867kN·m(3)W: 立柱抗弯矩预选值(cm^3)W=M×10^3/1.05/84.2 =66.361cm^3 qWk: 风荷载标准值线密度(kN/m) qwk=Wk×B= 4.868kN/m qEk: 地震作用标准值线密度(kN/m) qEk=qEAk_M×B=0.208kN/m (4)I1,I2: 立柱惯性矩预选值(cm^4) I1=900×(qwk+0.6×qEk)×Hsjcg^3/384/0.7=407.71cm^4I2=3000×(qwk+0.6×qEk)×Hsjcg^4/384/0.7/20=197.059 cm^4 选定立柱惯性矩应大于(cm^4):407.712. 选用立柱型材的截面特性:[1].主梁一选用型材截面如图: 铝型材强度设计值(N/mm^2) 84.2铝型材弹性模量E (N/cm^2): 7000000X轴惯性矩(cm^4): Ix= 1230.632Y轴惯性矩(cm^4): Iy= 227.287X轴抵抗矩(cm^3 ): Wx1= 119.612X轴抵抗矩(cm^3 ): Wx2= 106.905型材截面积(cm^2): A= 23.908型材计算校核处壁厚(mm): t= 3.5型材截面面积矩(cm^3 ): Ss=78.296塑性发展系数: γ= 1.053. 幕墙立柱的强度计算: 校核依据: N/A+m/γW≤ｆa=84.200N/mm^2(拉弯构件) (5.5.3) B: 幕墙分格宽(m): 1.3GAk: 幕墙自重(N/m^2): 400幕墙自重线荷载: Gk=400×Wfg/1000=0.52kN/m NK: 立柱受力: Nk=Gk×Hsjcg= 1.508kNN: 立柱受力设计值: rG: 结构自重分项系数: 1.2N=1.2×Nk= 1.809kNσ: 立柱计算强度(N/mm^2)(立柱为拉弯构件) N: 立柱受力设计值(Kn): 1.809A: 立柱型材截面积(cm^2) 23.908M: 立柱弯矩(kN·m): 5.867Wx2: 立柱截面抗弯矩(cm^3): 106.905γ: 塑性发展系数:1.05σ=N×10/A+M×10^3/1.05/Wx2=53.023N/mm^253.023 ≤ｆa=84.200N/mm^2 立柱强度满足 4. 幕墙立柱的刚度计算: 校核依据: Umax≤[U]=20mm 且 Umax≤L/180 (5.5.5) Umax: 立柱最大挠度 Umax=3×(qWk+0.6×qEk)×Hsjcg^4×1000/384/0.7/Ix立柱最大挠度Umax为: 3.202 ≤20mm Du: 立柱挠度与立柱计算跨度比值: Hsjcg: 立柱计算跨度(m): 2.9Du=U/Hsjcg/1000= 0.001≤1/180 挠度满足要求 5. 立柱抗剪计算: 校核依据: τmax≤[τ]=80.200N/mm^2 (1)Qwk: 风荷载作用下剪力标准值(kN) Qwk=Wk×Hsjcg×B/2 =7.059kN (2)Qw: 风荷载作用下剪力设计值(kN) Qw=1.4×Qwk=9.882kN (3)QEk: 地震作用下剪力标准值(kN) QEk=qEAk×Hsjcg×B/2=0.301kN (4)QE: 地震作用下剪力设计值(kN) QE=1.3×QEk =0.391kN (5)Q: 立柱所受剪力: 采用Qw+0.6QE组合 Q=Qw+0.6×QE=10.116kN (6)立柱剪应力:τ: 立柱剪应力: Ss: 立柱型材截面面积矩(cm^3): 78.296Ix: 立柱型材截面惯性矩(cm^4): 1230.632t: 立柱壁厚(mm): 3.5τ=Q×Ss×100/Ix/t =18.388N/mm^218.388≤ 80.200N/mm^2立柱抗剪强度满足6. 选用横梁型材的截面特性: 选用型材截面:铝型材强度设计值(N/mm^2): 84.2铝型材弹性模量 E (N/cm^2): 7000000X轴惯性矩(cm^4 ): Ix= 58.29Y轴惯性矩(cm^4 ): Iy= 87.39X轴抵抗矩(cm^3): Wx1= 16.58X轴抵抗矩(cm^3): Wx2= 12.999Y轴抵抗矩(cm^3): Wy1= 21.395Y轴抵抗矩(cm^3): Wy2= 17.616型材截面积(cm^2): A= 10.11型材计算校核处壁厚(mm): t= 2.5型材截面面积矩(cm^3 ): Ss= 12.9941.05塑性发展系数: γ= 7. 幕墙横梁的强度计算: 校核依据: mx/γWx+my/γWy≤ｆa=84.200N/mm^2 (5.5.2) (1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)B: 幕墙分格高(m): 1.3H: 幕墙分格高(m): 1.3GAk: 横梁自重(N/m^2): 400Gk: 横梁自重荷载线密度: Gk=300×H/1000 =0.52kN/mG: 横梁自重荷载设计值线密度(kN/m) G=1.2×Gk =0.624kN/mMx: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)Mx=G×B^2/8 =0.131kN·m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)风荷载线密度:横梁承受三角形荷载作用 qwk=Wk X B = 4.868KN/m风荷载设计值的线密度: qw=1.4×qwk = 6.815kN/mMyw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)Myw=qw×B^2/12=0.959kN·m(3)地震作用下横梁弯矩qEAk: 横梁平面外地震荷载:3βE: 动力放大系数:αmax: 地震影响系数最大值:0.016Gk: 幕墙构件自重(N/m^2): 400qEAk=3×αmax×300/1000 =0.019kN/m^2qEx: 横梁地震荷载线密度: B: 幕墙分格宽(m) 1.3横梁承受三角形荷载作用 qex=qeak X B = 0.024KN/mqE: 横梁地震荷载设计值线密度:1.3γE: 地震作用分项系数: qE=1.3×qEx =0.031kN/mMyE: 地震作用下横梁弯矩: MyE=qE×B^2/12=0.004kN·m(4)横梁强度:σ: 横梁计算强度(N/mm^2): 采用SG+Sw+0.6SE组合 Wx1: X轴抵抗矩(cm^3): 16.58Wy2: y轴抵抗矩(cm^3): 17.6161.05γ: 塑性发展系数: σ=(Mx/Wx1+Myw/Wy2+0.6×MyE/Wy2)×10^3/1.05= 59.371N/mm^259.371≤ｆa=84.200N/mm^2 横梁正应力强度满足 8. 幕墙横梁的抗剪强度计算: 校核依据: τmax≤[τ]=80.200N/mm^2 (1)Qwk: 风荷载作用下横梁剪力标准值(kN) Wk: 风荷载标准值(kN/m^2): 3.745B: 幕墙分格宽(m) 1.3Qwk=Wk×B^2/4 = 1.582kN(2)Qw: 风荷载作用下横梁剪力设计值(kN) Qw=1.4×Qwk = 2.214kN(3)qEAk: 地震作用下横梁剪力标准值(kN) qEAk: 幕墙平面外地震作用(kN/m^2): 0.019QEk=qEak×B^2/4=0.008kN(4)qE: 地震作用下横梁剪力设计值(kN)1.3γE: 地震作用分项系数: QE=1.3×Qek=0.01kN(5)Q: 横梁所受剪力:采用Qw+0.6QE组合Q=Qw+0.6×QE = 2.22kN (6)τ: 横梁剪应力Ss: 横梁型材截面面积矩(cm^3): 12.994Iy: 横梁型材截面惯性矩(cm^4): 87.39t: 横梁壁厚(mm): 2.5τ=Q×Ss×100/Iy/t =13.203N/mm^213.203≤80.200N/mm^2横梁抗剪强度可以满足 9.幕墙横梁的刚度计算 校核依据: Umax≤[U]=20mm 且 Umax≤L/180 横梁承受三角形荷载作用 qwk=Wk × B = 4.868KN/mqex: 地震作用标准线密度(KN/m) qex=qeak × B =0.024KN/m 水平方向由风荷载和地震作用产生的弯曲: U1=(qwk+0.6×qex)×B^4×1000/0.7/Iy/120= 1.899mm 自重作用产生的弯曲: U2=5×GK×B^4×1000/384/0.7/Ix= 0.473mm 综合产生的弯曲为: U=(U1^2+U2^2)^0.5= 1.957mm<20mmDu=U/B/1000 = 0.001≤1/180 挠度可以满足要求四、连接件计算:1. 横梁与立柱间连结 竖向节点(角码与立柱) GAK:横梁自重(N/m^2): 400Gk: 横梁自重线荷载(N/m): Gk=GAK×H=520N/m 横梁自重线荷载设计值(N/m) G=1.2×Gk =624N/mN2: 自重荷载(N): N2=G×B/2 =405.6N N1:SG+0.6SE (N):N1=(1.4×Qwk+1.3×0.6×qex)×B/4=2221.024N N: 连接处组合荷载: 采用SG+Sw+0.6SE N=(N1^2+N2^2)^0.5 = 2257.755N Num2: 螺栓个数: D1 : 选用螺栓直径(mm):6D0:选用螺栓有效直径(mm): 5.06Nvbh: 螺栓的承载能力:Nvbh=3.14×D0^2×130/4 =2612.847N Num2=N/Nvbh= 0.864取螺栓个数: 3Ncbj: 连接部位铝角码壁抗承压能力计算: Lct1: 铝角码壁厚(mm): 2.5Ncbj=D1×Lct1×120×Num2 =5400N5400N ≥2257.755N 强度可以满足2. 立梃与主结构连接 Lct2: 连接处钢角码壁厚(mm) : 8D2: 连接螺栓直径(mm) 12D0: 连接螺栓直径(mm): 10.36采用SG+SW+0.6SE组合 N1wk: 连接处风荷载总值(N): N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000 =14118.65N 连接处风荷载设计值(N) : N1w=1.4×N1wk =19766.11NN1Ek: 连接处地震作用(N): N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000=603.2N N1E: 连接处地震作用设计值(N): N1E=1.3×N1Ek =784.16NN1: 连接处水平总力(N): N1=N1w+0.6×N1E =20236.61N N2: 连接处自重总值设计值(N): N2k=GAK×B×Hsjcg =1508NN2: 连接处自重总值设计值(N): N2=1.2×N2k =1809.6N N: 连接处总合力(N):N=(N1^2+N2^2)^0.5 = 20317.35NNvb: 螺栓的承载能力: Nv: 连接处剪切面数: 2 Nvb=2×3.14×D0^2×130/4=21905.97NNum1: 立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数: Num1=N/Nvb = 0.927个 Num1:取螺栓数量(个) 4Ncbl: 立梃型材壁抗承压能力(N): D2: 连接螺栓直径(mm): 12Nv: 连接处剪切面数: 8t: 立梃壁厚(mm): 3.5Ncbl=D2×2×120×t×Num1 =40320N 40320≥ 20317.35N 强度可以满足Ncbg: 钢角码型材壁抗承压能力(N): Ncbg=D2×2×267×Lct2×Num1=165120N 165120 ≥ 20317.35N 强度可以满足五、幕墙预埋件总截面面积计算 本工程预埋件受拉力和剪力 V: 剪力设计值: V=N2 = 1809.6N N: 法向力设计值: N=N1 = 20236.61 NM_: 弯矩设计值(N·mm):z: 螺孔中心与锚板边缘距离(mm): 108M=V×e2 =195436.8N·mNum1: 锚筋根数: 4锚筋层数: 21αr: 锚筋层数影响系数: 关于混凝土：混凝土标号: 30混凝土强度设计值(N/mm^2) fc : 15按现行国家标准≤混凝土结构设计规范≥ GBJ10采用。
C型钢都是由C型钢成型机自动加工成型的.槽钢是截面为凹槽形的长条钢材.其规格以腰高(h）＊腿宽（b）＊腰厚（d）的毫米数表示，如120*53＊5，表示腰高为120毫米,腿宽为53毫米，腰厚为5毫米的槽钢，或称12＃槽钢。
腰高相同的槽钢，如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加a b c 予以区别，如25a# 25b ＃25c#等。
工字钢也称钢梁（英文名称I Beam),是截面为工字形的长条钢材。
工字钢分普通工字钢和轻型工字钢,H形钢三种。
H—型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材,尤其断面与英文字母“H”相同而得名。
H型钢分为宽翼缘H型钢(HW）中翼缘H型钢（HM)窄翼缘H型钢（HN）薄壁H型钢(HT）H型钢桩（HU）工字钢 HW HM HN H型钢的区别工字钢翼缘是变截面靠腹板部厚，外部薄; H 型钢的翼缘是等截面 HW HM HN H是H型钢的通称，H型钢是焊制； HW HM HN 是热轧 HW 是H型钢高度和翼缘宽度基本相等；主要用于钢筋砼框架结构柱中钢芯柱，也称劲性钢柱；在钢结构中主要用于柱 HM 是H型钢高度和翼缘宽度比例大致为1。
33～～1。
75 主要在钢结构中:用做钢框架柱在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁;例如：设备平台 HN 是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2，主要用于梁;工字钢的用用途相当于HN型钢; 1、工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主袖的惯性矩相差较大,因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。
对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限。
2、 h型钢属于高效经济裁面型材（其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等),由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能,提高承裁能力。
不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加宽，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接.其尺寸构成合理系列，型号齐全，便于设计选用。
塔吊基础计算书1#楼塔吊基础设计计算（1-24轴附近）1、 塔吊的基本参数信息生产厂家：平阳县天正钢结构工程有限公司塔吊型号：QTZ80（6010）， 最大起重荷载6t ； 塔吊起重最大高度H=140m ， 塔身宽度B=1.6m ； 承台基础混凝土强度：C25， 厚度Hc=1.4m ，承台截面：Lc=Bc=4.0 m ；承台钢筋级别:HRB400级，保护层厚度：50mm ；承台桩选用4根φ800钻孔灌注桩，桩身混凝土强度：C25桩身钢筋级别:主筋-HRB400级；箍筋-HPB300级，桩间距a=2.4 m ； 参考塔吊说明书可知： 最危险工况时：基础所受的垂直荷载 F v =710KN基础所受的水平荷载 F h =80 KN 基础所受的倾覆力矩 M 1=1900KN ·m2、单桩桩顶竖向力的计算 ⑴桩顶竖向力的计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条22i i y i i x x x M y y M nG F i N ∑∑+±±=其中 n ——单桩个数 n=4F ——作用于桩承台顶面的竖向力 F=710KNG ——桩基承台的自重 G=25×L c ×B c ×H c =560 KNM x ，M y ——承台底面的弯矩值M x =M y =1900+80×5.2=2316 KN.mx i ，y i ——单桩相对承台中心轴的X 、Y 方向距离a/2=1.2m 经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：N max =（710+560）/4+2316/（1.414X2X1.2）=1000 KN 最小压力：N min =（710+560）/4-2316/（1.414X2X1.2）=-364 KN 3、桩长计算根据第2步的计算可以得到桩的轴向压力标准值，取其中最大值N=1000 KN ；依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.3.5条基桩承载力特征值 Ra=u ∑q sa l i +q pa A p 其中， Ra ——基桩承载力特征值 q sa ——第i 层的桩侧阻力特征值 q pa ——桩端阻力特征值 u ——桩身的周长，u=2.513m A p ——桩端面积，取A p =0.5027m 2 l i ——第i 层土层的厚度 工程地质情况如下（Z42）有效桩长按23m 计算，摩擦桩，不计端阻故 Ra =3.14X0.8X（7.85×5+1.2×22+3.6×32+3.9×23+6.45x23）=1050KN上式计算的Ra值大于最大压力1000 KN，所以桩身承载力满足要求。
