拉索结构计算书

-1-（一）设计、计算依据和电算软件一、设计和计算的依据：（1）幕墙技术规范《建筑幕墙》JG3035-96《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规程》JGJ133-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-97《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001（2）建筑设计规范《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952001《建筑设计防火规范》GBJ16-872001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑防雷设计规范》GB50057-94《钢结构设计规范》GB50017-2002《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（3）材料标准《铝合金建筑材料》GB/T5237-2000《铝和铝合金加工产品的化学成分》GB/T3190《碳素结构钢》GB700-88《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994《浮法玻璃》GB11614-1999《平面钢化玻璃》GB/T9963-1998《中空玻璃》GB/T11944-2002-2-《天然花岗岩建筑板材》GB/T18601-2001《铝及铝合金板材》GB/T3880-1997《建筑用铝型材铝板氟碳涂层》JC133-2000《建筑橡胶密封垫预成形实心硫化的结构密封垫用材料》GB10711《建筑硅酮通结构密封胶》GB16776《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-93（4）检测方法《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94《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（5）其他规范及要求《建筑施工高处作业安全技术规范》JG80-91《施工现场时用电安全技术规范》JGJ46-88《建筑结构静力计算手册》（第二版）《优质碳素结构钢技术条件》GB699-88《建筑幕墙窗用弹性密封剂》JC485-92二、电算软件：该工程所选用的计算软件：ANSYS有限元结构分析软件STAAD钢结构计算分析软件-3-（二）工程基本条件及计算数据一、基本计算公式:（1）、风荷载计算1、地区基本风压：参考风洞试验报告取定风荷载标准值：25.2mkNwk2、场地类别划分:根据《建筑结构荷载规范》GB50009—20017.2.1取定本工程按A类地区计算风压。——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。3、风荷载计算:根据《建筑结构荷载规范》GB50009—2001之7.1.1风荷载计算公式:Wk=βgz×μz×μs×W0其中:Wk——作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz——高度z处的阵风系数，按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001之表7.5.1取定，μz——风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001之表7.2.1取定，μs——风荷载体型系数,-4-按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001之7.3取定W0——基本风压(kN/m2),参考风洞试验报告，阳江一百年一遇基本风压取定为1.16N/m2,（2）、地震作用计算:根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ-1022003之5.3.4地震荷载计算公式:qEAk=βE×αmax×GAK其中:qEak——水平地震作用标准值βE——动力放大系数,按5.0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=0.047度:αmax=0.088度:αmax=0.169度:αmax=0.32根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，附录A——我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组，阳江设防烈度为7度,故取定αmax=0.080GAK——幕墙构件的自重(N/m2)（阳江设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组）（3）、屋面活荷载不上人屋面活荷载标准值：25.0mkNrk按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001之表4.3.1取定-5-（4）、荷载分项系数及组合方法根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ-1022003之5.4规定，进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时，荷载的分项系数按下面选取：重力荷载2.1G风荷载4.1W地震荷载3.1E屋面活荷载4.1r进行位移和挠度计算时，荷载的分项系数应按下面数字选取：重力荷载0.1G风荷载0.1W地震作用0.1E屋面活荷载0.1r玻璃幕墙按各效应组合中的最不利组合进行设计。组合系数按：《建筑结构荷载规范》GB50009—2001《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ-102—2003取定。-6-二、材料力学参数1、弹性模量根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003之表5.2.8材料弹性模量E玻璃：25/1072.0mmN钢、不锈钢：25/101.2mmN2、线膨胀系数根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003之表5.2.10材料线膨胀系数玻璃：5100.1钢、不锈钢：5102.13、材料力学性能1)、根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003之表5.2.1玻璃的强度设计值fg(N/mm2)类型厚度（mm）强度设计值fg大面上的强度边缘强度浮法玻璃5-1228.019.5钢化玻璃5-1284.058.815-1959.041.3-7-2）、点支式玻璃幕墙拉索的抗拉设计值为8.1tktNN（tN为钢拉索的抗拉设计值，tkN为现行国家标准规定的最小整索破断拉力值）。（《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001之5.7.3）不锈钢索金属断面积与力学性能钢索直径(mm)金属断面积(mm2)最小破断拉力(kN)弹性模量(105Mpa)10.059.6670.901.30～1.5012.085.91102.1014.0116.93138.9716.0152.73181.5218.0196.34220.391.25～1.4519.5227.71255.6021.0261.41293.4322.5275.96309.7624.0323.87363.5526.0375.61421.6628.0431.18484.0030.0483.15542.341.25～1.4532.0560.33628.9834.0643.24722.0436.0731.87821.533)、钢材连接件强度设计值fg按下表(N/mm2)钢材类型抗拉、抗弯、抗压fs抗剪fsv端面承压fsceQ235钢215125320-8-4)、焊缝强度设计值按下表：构件钢材对接焊缝（三级）角焊缝抗拉（弯）抗剪抗拉（弯、剪）3#钢185N/mm2125N/mm2160N/mm2焊条采用E43XX型5)、不锈钢构件的强度设计值2/0.180mmNf4、材料体积密度根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ1022003之5.3.1玻璃幕墙结构材料的重力体积密度可按下列数据采用：材料密度普通玻璃、夹层玻璃、半钢化玻璃、钢化玻璃25.6KN/m3钢材78.5KN/m3-9-三、挠度限值1、玻璃面板的挠度限值lim,fd取其计算跨度的601。（《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ-1022003之6.1.3、7.2.3、8.1.5）2、铝合金型材横梁、立柱挠度限值lim,fd取其计算跨度的1801。（《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ-1022003之6.2.7、6.3.10）3、钢型材横梁、立柱挠度限值lim,fd取其计算跨度的2501。（《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ-1022003之6.2.7、6.3.10）4、单层索网体系支撑结构挠度限值lim,fd取其支撑点距离的501。（因单层索网挠度容许值的取定暂无相应规范可寻，则本工程参考国外工程实例，以及国内工程经验，将单层索网挠度容许值取定为计算跨度的501）-10-（三）、计算内容一、单索幕墙（1）、mmAmm1212钢化中空玻璃1、计算数据：1.1基本条件：面板厚度：mmAmmt1212计算校核尺寸：25001600支撑条件：四点支撑1.2各分项荷载标准值：1.2.1风荷载参考风洞试验报告取定风荷载标准值：25.2mkNwk1.2.2自重荷载=25.600×0.024=0.614tGgk2mkN1.2.3地震荷载=5.000×0.080×25.600×0.024=0.2462/mkNtAGqgEkEEkmaxmax1.3工况组合：标准值：EkkkkqwGS5.0设计值：EkkkqwGS5.03.14.12.1-11-2、计算结果：2.1强度校核玻璃面板应力等值线图（应力云图）单位：Mpa玻璃面板的最大应力值为：212.44mmN220.8412.44mmNmmN（钢化玻璃强度设计值20.84mmN）强度满足要求。-12-2.2刚度校核玻璃面板位移等值线图（位移云图）单位：mm玻璃面板的最大位移为：mm17.36mmmm0.3860220250017.36刚度满足要求。3、结论：玻璃面板的强度和刚度均能满足设计规范的要求。-13-（2）、1MQ单索1、计算数据：1.1基本条件：单索跨度：mm9500竖索：32横索：16单元尺寸：25001600支撑条件：铰支座1.2各分项荷载标准值：1.2.1风荷载参考风洞试验报告取定风荷载标准值：25.2mkNwk1.2.2自重荷载=25.600×0.024=0.614tGgk2mkN1.2.3地震荷载=5.000×0.080×25.600×0.024=0.2462/mkNtAGqgEkEEkmaxmax1.3工况组合：标准值：EkkkkqwGS5.0设计值：EkkkqwGS5.03.14.12.1-14-2、计算结果：2.1强度校核2.1.1拉力等值线图（应力云图）单位：N最大拉力值为：N281975-15-2.1.232拉索最大拉力值为：N281975kNkN4.3498.198.628975.281(32拉索最小破断力kN98.628)，拉索强度满足要求。-16-2.1.316拉索最大拉力值为：N78799kNkN84.1008.152.181799.78(16拉索最小破断力kN52.181)，拉索强度满足要求。-17-2.2刚度校核位移等值线图（位移云图）单位：mm最大位移为：mm585.179mmmm0.190509500585.179单层索网体系支撑结构挠度限值lim,fd取其支撑点距离的501。（因单层索网挠度容许值的取定暂无相应规范可寻，则本工程参考国外工程实例，以及国内工程经验，将单层索网挠度容许值取定为计算跨度的501）刚度满足要求。3、结论：1MQ单索的强度和刚度均能满足设计规范的要求。-18-4、支座编号-19-5、支座反力列表单位：N支座编号X方向Y方向Z方向支座编号X方向Y方向Z方向NODEFXFYFZNODEFXFYFZ1278202100-138855913-238310-25495385-2237360258275420-18435717-190090-326964310-316038-87142800-5213668-263360-252010-27-141300-16046786281310-1930711-112148690-512571106-3301613-53-147200-2428733-269290-244514-113170420-805174163231430-205871729-165900-650278238-2599218143223430-182188012-219280-44332242-192508215802846-231652414-214470-35418333252970-2978326-118782901-2139584