屋面板受力计算书.doc

第一章 屋面板受力计算第一章 屋面板受力分析（65/415铝镁锰合金板65/450镀铝锌压型钢板）受力计算总则1设计依据 （1）甲方提出的要求：南京龙江体育中心建设经营管理有限公司提供的“招标文件”及“招标质疑回复” （2）有关的规范规程：金属屋面工程技术规范（JGJ102-96）冷弯薄壁钢结构技术规程（GBJ18-87）压型金属板设计与施工规程（YBJ216-88）模压金属板设计和建造规范(YBJ216)铝材和铝合金模压板(GB6891-86)低合金高强度结构钢(GB1597)铝合金建筑型材(GB/T5237-2000)铝及铝合金轧制板材(GB/T3880-97)建筑结构荷载规范（GB50009-2001）钢结构设计规范（GB50017-2002）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）钢结构施工及验收规范（GB50205-2001）建筑设计防火规范（GBJ16-87）（2001版）；高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）(2001版)2设计荷载：（1）恒载标准值：屋面板（含避雷系统）自重: 0.025/m2（2）活载标准值： 0.5kN/m2（3）雪荷载标准值： 0.65kN/m2（4）风荷载： 基本风压: 0.45kN/m2高度变化系数： z=1.184（h17m） z=1.084（h13m）风载体型系数,计算点统一取： -1.3风压标准值： -0.585kN/m23设计原则： （1）结构要求：首先满足建筑、结构使用功能要求。（2）功能要求:考虑结构经济、合理，安全可靠。（3）结构设计理论：按承载力极限状态和正常使用极限状态设计截面。（4）结构计算模型：考虑屋面板承受竖向荷载、水平荷载，强度和挠度按受弯构件计算；并考虑温度和地震效应的影响。强度和挠度按弹性五跨连续梁模型计算内力，按薄壁构件验算截面。4设计所采用计算方法及公式:（1）荷载组合:a. 当活荷载雪荷载时: 恒荷载活荷载b. 当活荷载雪荷载时: 恒荷载活荷载c 考虑风荷载最不利组合: 恒荷载风荷载d 考虑检修荷载组合： 恒荷载检修荷载（2）内力分析:1.2m1.2m1.2m1.2m1.2m1.2m支座支承点屋面板计算简图按弹性理论分析，在活荷载作用下考虑活荷载的最不利布置，在雪荷载作用下考虑满跨布置，并考虑积雪效应，检修荷考虑作用在跨中，并沿板纵向（板铺方向）换算成一个波峰宽方向的线荷载后，再按集中荷载计算。0.415mAAer支座支承点1.2m1.2m1.2mABCCB1122332211计算单元计算单元112233BCCF集中力作用下计算简图2211BA1.2mq计算单元及计算简图：取一板宽作为计算单元，见上图：均布荷载下的内力计算： 集中荷载下的内力计算：（3）压型钢板上集中荷载按下式换算成线荷载：式中：bp1压型钢板的波距，对此板取bp1=b F 集中荷载 qre折算线荷载 折算线荷载系数，取=0.5 （4）截面验算:按下式验算弯曲强度：按下式验算板件宽厚比：对翼缘板按两边支承板件验算有效宽厚比；对腹板按一边支承一边卷边板件验算宽厚比。按下式验算挠度：均布荷载作用：集中荷载作用：5截面参数：选用铝镁锰合金板屋面，其截面参数如下：截面高： h=65 mm 截面宽： B=415 mm板厚： t=0.9 mm 理论重量： 1.27kg/m(65/415铝镁锰屋面板截面)Ix = 295586mm4 ix = 23.1 mm4Iy = 12783342 mm4 iy = 151.8 mm4A=555mmm2截面惯性矩：Ix = 0.296106 mm4 ix = 23.1 mm y0 = 15mm截面抵抗矩：Wx1 = 0.52104 mm3 Wx2 = 1.97104 mm3 钢材钢号：铝f=180. N/mm2 fu=230280 N/mm2 E=69103 N/mm2屋面板受力分析与计算1荷载取值：风荷载考虑风力参与组合为最不利组合，风荷载按满跨布置。恒载标准值：屋面板避雷系统自重： 0.025 kN/m2风荷载标准值： -0.585 kN/m2雪荷载标准值： 0.65 kN/m2检修荷载标准值： 1.0 kN/m2内力计算：（1）恒载雪荷载组合:q=1.2GB1.4QB=1.20.0250.4151.40.650.415 =0.39 kN/m最大正弯矩：最大负弯矩：（2）恒载风（压力）载组合:q=1.2GB1.4QB =1.20.0250.4151.40.5850.415 =0.352kN/m最大正弯矩： 最大负弯矩：（3）恒载风（吸力）载组合:q=1.2GB1.4QB =1.20.0250.4151.4（-0.585）0.415 =-0.327kN/m最大正弯矩：最大负弯矩：（4）恒载检修荷载组合检修荷载设计值：1.00.4151.4=0.581 kN恒荷载设计值： 0.0250.4151.2=0.012 kN/m最大正弯矩：M=Mmax1Mmax2=0.00130.139=0.1403kNm最大负弯矩：M=Mmax1Mmax2=0.0718kNm3截面验算：（1）强度验算： 先按全截面有效初步验算，由上内力分析知，风荷载参与组合时截面1、B处应力最大，对检修荷载参与组合单独列出：1处最大应力：（拉应力为正） 恒载雪载组合 恒载风（吸力）载组合 恒载检修荷载组合B处最大应力：（拉应力为正） 恒载雪载组合 恒载风（吸力）载组合 恒载检修荷载组合 （2）按下式验算受压板件宽厚比：（压应力为正）腹板验算宽厚比：1处： （max在卷边处）=38 N/mm2 B处： （max在卷边处）=47 N/mm2腹板宽厚比验算满足，即腹板板件全截面有效。翼板验算有效宽厚比：沿底板受压区中间有2道加劲，取b1=（415-40）/3=125mm，按两边支承均匀受压板件计算：1处：在以上荷载组合中，截面全部有效，只验算风吸力参与组合。=1.93 N/mm2 60 N/mm2b1/t=125/0.9=139130截面部分有效，按下式计算：翼板有效截面：b2=1300.9=117mm(65/415铝镁锰屋面板截面)Ix = 295586mm4 ix = 23.1 mm4Iy = 12783342 mm4 iy = 151.8 mm4A=555mmm2Wx1 = 0.52104 mm3 Wx2 = 1.97104 mm3截面最大压应力为：有效宽厚比为：b2/t=100满足。B处：在以上荷载组合中，取压应力最大的组合，及雪荷载参与组合。=5.0 N/mm2 60 N/mm2b1/t=125/0.9=138130截面部分有效，按下式计算：翼板有效截面同上：b2=1300.81=105.3mmIx = 0.30106 mm4 y0=15mmWx1 = 0.52104 mm3 Wx2 = 1.97104 mm3截面最大压应力为：有效宽厚比为：b2/t=130满足。（3）按有效截面复合验算强度：1处，由内力分析知，在检修荷载参与组合下，截面强度最大，此时有：1处按有效截面复合验算强度满足。B处，由内力分析知，在雪荷载参与组合下，截面强度最大，此时有： B处按有效截面复合验算强度满足。（4）按有效截面验算挠度： 恒载活荷载组合:荷载标准值： q= 0.0250.4150.650.415=0.28 kN/m挠度: 恒载风（压力）载组合荷载标准值：q=GBQB =0.