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阳光房钢结构荷载计算书设计计算书2013年11月22日﹒第1页﹒目录一、风荷载计算...........................................................................................................................﹒第1页﹒[阳光房]设计计算书一、计算依据及说明1.工程概况说明工程名称:郑州高新科技企业加速器项目工程所在城市:郑州工程所属建筑物地区类别:C类工程所在地区抗震设防烈度:7度工程基本风压:0.45kN/m2工程强度校核处标高:14.3m2.设计依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)《建筑设计防火规范》GB50016-2006《建筑幕墙》GB/T21086-2007《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004《建筑玻璃采光顶》JG/T231-2008《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《钢结构设计规范》GB50017-2003《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算和测定》GB/T22476-2008《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《建筑制图标准》GB/T50104-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009《全玻璃幕墙工程技术规程》DBJ/CT014-2001《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB3098.2-2000《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》GB3098.4-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-2000《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997《耐候结构钢》GB/T4171-2008《平板玻璃》GB11614-2009《浮法玻璃》GB11614.2-2009﹒第2页﹒《夹层玻璃》GB15763.3-2009《中空玻璃》GB/T11944-2002《钢化玻璃》GB15763.2-2005《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-1997《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JC133-2000《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001《铝合金门窗》GB/T8478-2008《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005《建筑用隔热铝合金型材穿条式》JG/T175-2005《民用建筑能耗数据采集标准》JG/T154-2007《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JGJ/T211-2007《建筑物防雷检测技术规范》GB/T21434-2008《混凝土加固设计规范》GB50367-2006《冷弯型钢》GB/T6725-2008《建筑抗震加固技术规程》JGJ/T116-2009《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176-2009《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《中国地震烈度表》GB/T17742-2008基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,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;此项目按C类地区计算风压(2).风荷载计算:落地式全玻幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)7.1.1采用风荷载计算公式:Wk=βgz×μz×μsl×W0其中:Wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)取定根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=K(1+2μf)其中K为地区粗糙度调整系数，μf为脉动系数﹒第3页﹒A类场地:βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z10)(-0.12)B类场地:βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5×(Z10)(-0.16)C类场地:βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734×(Z10)(-0.22)D类场地:βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248×(Z10)(-0.3)μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=1.379×(Z10)0.24B类场地:μz=(Z10)0.32C类场地:μz=0.616×(Z10)0.44D类场地:μz=0.318×(Z10)0.60本工程属于C类地区μsl---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)取定W0---基本风压,按全国基本风压图,郑州地区取为0.45kN/m2(3).地震作用计算: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(0.05g):αmax=0.04﹒第4页﹒7度(0.1g):αmax=0.087度(0.15g):αmax=0.128度(0.2g):αmax=0.168度(0.3g):αmax=0.249度(0.4g):αmax=0.32北京地区设防烈度为7度,根据本地区的情况,故取αmax=0.12GAk---幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：γGSG+γwψwSw+γEψESE+γTψTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值:qk=Wk+0.5×qEAk，维护结构荷载标准值不考虑地震组合水平荷载设计值:q=1.4×Wk+0.5×1.3×qEAk荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；对结构倾覆、滑移或是漂浮验算，取0.9②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4二、单玻采光顶荷载计算1.风荷载标准值计算Wk:作用在落地式全玻幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度14.3mμz:15m高处风压高度变化系数(按C类区计算):(GB50009-20017.2.1)μz=0.616×(z10)0.44=0.616由于0.6160.74,取μz=0.74μf:脉动系数:(GB50009-20017.4.2-8)﹒第5页﹒μf=0.5×35(1.8×(0.22-0.16))×(z10)-0.22=0.734056βgz:阵风系数:(GB50009-20017.5.1-1)βgz=0.85×(1+2×μf)=2.0979A:单坡采光顶屋面坡面为2%的排水坡度当前坡面为封闭式落地单玻屋面μs:风荷载体型系数,按照(GB50009-20017.3.1),按照风向不同分为2种情况,迎风面体型系数按照坡面角度查表7.3.1取0.2,背风面体型系数取-0.5正负向风荷载标准值计算如下Wk1:迎风风荷载标准值Wk1=βgz×μz×μsl×W0(JGJ102-20035.3.2)=2.0979×0.74×0.2×0.45=0.13972kN/m22.风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2γw: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》JGJ102-20035.1.6条规定采用W1=γw×Wk1=1.4×0.13972=0.195608kN/m2W2=γw×Wk2=1.4×(-0.3493)=-0.489019kN/m23.雪荷载标准值计算Sk:雪荷载标准值(kN/m2)S0:基本雪压,郑州50年一遇最大积雪的自重:0.4kN/m2根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2001取值μr:屋面积雪分布系数,根据GB50009-2001屋面积雪分布系数表6.2.1,按照坡面为2%的排水坡度,夹角＜25°取1.0根据建筑结构荷载规范GB50009-2001公式6.1.1屋面雪载荷按下式计算Sk=μr×S0=1.0×0.4=0.4kN/m24.雪荷载设计值计算S:雪载荷设计值(kN/m2)γs:雪载荷分项系数为1.4S=γs×Sk=1.4×0.4=0.56kN/m2﹒第6页﹒5.自重荷载设计值G:构件自重荷载设计值(kN/m2)WGT:全玻幕墙面板和构件平均平米重量取0.5kN/m2GAK:构件自重荷载标准值(kN/m2)rg:恒载荷分项系数为1.2GAK=WGT=0.5kN/m2G=rg×GAK=1.2×0.5=0.6kN/m26.竖向均布地震作用计算GK:重力荷载代表值取结构自重值(kN/m2)GK=GAK=0.5kN/m2αvmax:竖向地震影响系数最大值:0.104qEVk:分布竖向地震作用标准值(kN/m2)qEVk=βE×αvmax×GK(JGJ102-20035.3.4)=5×0.104×0.5=0.26kN/m2rE:地震作用分项系数:1.3qEAV:分布竖向地震作用设计值(kN/m2)qEAV=rE×qEVk=1.3×0.26=0.338kN/m27.荷载组合计算考虑三种工况1.风荷载为主要荷载,组合为(考虑正风荷载、地震荷载、雪荷载、重力荷载):分为两个方向进行组合:(1).重力方向Szkg=GAK=0.5kN/m2Szg=GAK×γG+Sk×γs×ψS+qEVk×γE×ψE=0.5×1.2+0.32×1.4×0.7+0.26×1.3×0.5=1.0826kN/m2(2).垂直于坡面方向正风荷载计算Szkp1=Wkp1=0.13972kN/m2Szp1=Wkp1×γw=0.13972×1.4=0.195608kN/m22.风荷载为主要荷载,组合为(考虑负风荷载、地震荷载、雪荷载、重力荷载):﹒第7页﹒分为两个方向进行组合:(1).重力方向Szkg=GAK=0.5kN/m2Szg=GAK×γG+Sk×γs×ψS+qEVk×γE×ψE=0.5×1.2+0.32×1.4×0.7+0.26×1.3×0.5=1.0826kN/m2(2).垂直于坡面方向负风荷载计算Szkp2=Wkp2=-0.3493kN/m2Szp2=Wkp2×γw=-0.3493×1.4=-0.489019kN/m23.雪荷载为主要荷载,组合为(考虑地震荷载、雪荷载、重力荷载):由于没有风荷载,故只有一个方向的荷载进行组合:Szsk=GAK+Sk=0.5+0.32=0.82kN/m2Szs=GAK×γG+Sk×γs+qEVk×γE×ψE=0.5×1.2+0.32×1.4+0.26×1.3×0.5=1.217kN/m24.活荷载为主要荷载,组合为(考虑地震荷载、活荷载、重力荷载):由于没有风荷载,故只有一个方向的荷载进行组合:Szlk=GAK+Lk=0.5+0.5=1kN/m2Szl=GAK×γG+Lk×γl+qEVk×γE