采光顶设计计算书

采光顶设计计算书1计算引用的规范、标准及资料11幕墙及采光顶设计规范铝合金结构设计规范GB504292007玻璃幕墙工程技术规范JGJ1022003建筑玻璃应用技术规程JGJ1132009建筑玻璃采光顶JG/T231200712建筑设计规范地震震级的规定GB/T177401999钢结构防火涂料GB149072002钢结构设计规范GB500172003高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002高层民用建筑设计防火规范GB50045952005年版高处作业吊蓝GB191552003工程抗震术语标准JGJ/T972010混凝土结构后锚固技术规程JGJ1452004混凝土结构设计规范GB500102010混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓JG1602004建筑表面用有机硅防水剂JC/T9022002建筑材料放射性核素限量GB65662010建筑防火封堵应用技术规程CECS1542003建筑钢结构焊接技术规程JGJ812002建筑工程抗震设防分类标准GB502232008建筑结构荷载规范GB5000920012006年版、局部修订建筑结构可靠度设计统一标准GB500682001建筑抗震设计规范GB500112010建筑设计防火规范GB500162006建筑物防雷设计规范GB500572010冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002民用建筑设计通则GB50352200513铝材规范变形铝及铝合金化学成份GB/T31902008建筑用隔热铝合金型材JG1752011建筑用铝型材、铝板氟碳涂层JG/T1332000铝合金建筑型材第1部分基材GB523712008铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材GB523722008铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材GB523732008铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材GB523742008铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材GB523752008铝合金建筑型材第6部分隔热型材GB523762004铝及铝合金彩色涂层板、带材YS/T4312000一般工业用铝及铝合金板、带材GB/T3880132006铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T4372009有色电泳涂漆铝合金建筑型材YS/T459200314玻璃规范镀膜玻璃第1部分阳光控制镀膜玻璃GB/T1891512002镀膜玻璃第2部分低辐射镀膜玻璃GB/T1891522002防弹玻璃GB178401999平板玻璃GB116142009建筑用安全玻璃第3部分夹层玻璃GB1576332009建筑用安全玻璃第2部分钢化玻璃GB1576322005建筑用安全玻璃防火玻璃GB1576312009幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB178412008热弯玻璃JC/T9152003压花玻璃JC/T5112002中空玻璃GB/T11944200215钢材规范建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T1782005不锈钢棒GB/T12202007不锈钢冷加工钢棒GB/T42262009不锈钢冷轧钢板及钢带GB/T32802007不锈钢热轧钢板及钢带GB/T42372007不锈钢丝GB/T42402009建筑用不锈钢绞线JG/T2002007不锈钢小直径无缝钢管GB/T30902000擦窗机GB191542003彩色涂层钢板和钢带GB/T127542006低合金钢焊条GB/T51181995低合金高强度结构钢GB/T15912008建筑幕墙用钢索压管接头JG/T2012007耐候结构钢GB/T41712008高碳铬不锈钢丝YB/T0961997合金结构钢GB/T30771999金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求GB/T139122002冷拔异形钢管GB/T30942000碳钢焊条GB/T51171999碳素结构钢GB/T7002006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T9122008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T32742007优质碳素结构钢GB/T699199916胶类及密封材料规范丙烯酸酯建筑密封膏JC4842006幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T8822001彩色涂层钢板用建筑密封胶JC/T8842001丁基橡胶防水密封胶粘带JC/T9422004干挂石材幕墙用环氧胶粘剂JC8872001工业用橡胶板GB/T55741994混凝土建筑接缝用密封胶JC/T8812001建筑窗用弹性密封剂JC4852007建筑密封材料试验方法GB/T134771202002建筑用防霉密封胶JC/T8852001建筑用硅酮结构密封胶GB167762005建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品GB/T196862005建筑用硬质塑料隔热条JG/T1742005建筑装饰用天然石材防护剂JC/T9732005聚氨酯建筑密封胶JC/T4822003聚硫建筑密封胶JC/T4832006绝热用岩棉、矿棉及其制品GB/T118352007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定GB/T5291999石材用建筑密封胶JC/T8832001橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法GB/T5311999修补用天然橡胶胶粘剂HG/T33182002中空玻璃用弹性密封胶JC/T4862001中空玻璃用丁基热熔密封胶JC/T914200317五金件规范封闭型沉头抽芯铆钉GB/T126162004封闭型平圆头抽芯铆钉GB/T126152004紧固件螺栓和螺钉GB/T52771985紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母GB/T310312002紧固件机械性能不锈钢螺母GB/T3098152000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB/T309862000紧固件机械性能抽芯铆钉GB/T3098192004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹GB/T309822000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹GB/T309842000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T309812010紧固件机械性能自攻螺钉GB/T309852000紧固件术语盲铆钉GB/T30992004螺纹紧固件应力截面积和承载面积GB/T1682311997十字槽盘头螺钉GB/T8182000地弹簧QB/T26972005电动采光排烟窗JG189200618相关物理性能等级测试方法玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T1392001玻璃幕墙光学性能GB/T180912000彩色涂层钢板和钢带试验方法GB/T134482006钢结构工程施工质量验收规范GB502052001混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002建筑防水材料老化试验方法GB/T182442000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法GB/T152272007建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T185752001建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T182502000建筑装饰装修工程质量验收规范GB502102001金属材料室温拉伸试验方法GB/T228200219建筑结构静力计算手册第二版110土建图纸2基本参数21采光顶所在地区绍兴新昌地区；22地面粗糙度分类等级按建筑结构荷载规范GB500092001A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；依照上面分类标准，本工程按C类地形考虑。3采光顶荷载计算31玻璃采光顶的荷载作用说明玻璃采光顶承受的荷载包括自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。1自重包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照以下值估算当采用单层玻璃时取400N/M2；当采用中空及夹层玻璃时取500N/M2；当采用中空夹层玻璃时取600N/M2；当由于玻璃较厚或龙骨较重，按上面估算不适合的时候，由人工计算给定；本例计算取00005MPA按假设；2风荷载是垂直作用于采光顶表面的荷载，按GB50009采用；对于采光顶结构，荷载作用复杂，并且可能有时风压是正，而有时候是负，一定范围内的负压对结构是有利的因此实际计算的时候要分别考虑并采用其参与组合后的最大值3雪荷载是指采光顶水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用；4活荷载是指采光顶水平投影面上的活荷载，按GB50009采用；在实际工程中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，且雪荷载与活荷载不同时考虑。分项系数按以下参数取值永久荷载分项系数取G12风荷载的分项系数取W14雪荷载的分项系数取S14活荷载的分项系数取H14组合值系数为永久荷载组合值系数取G10风荷载的组合值系数取W06雪荷载的组合值系数取S07活荷载的组合值系数取H0732风荷载标准值计算按建筑结构荷载规范GB500092001计算WKGZZS1W07112GB5000920012006年版上式中WK作用在采光顶上的风荷载标准值MPA；Z计算点标高255M；GZ瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算高度不足5M按5M计算GZK12F其中K为地面粗糙度调整系数，F为脉动系数A类场地GZ09212F其中F0387Z/10012B类场地GZ08912F其中F05Z/10016C类场地GZ08512F其中F0734Z/10022D类场地GZ08012F其中F12248Z/1003对于C类地形，255M高度处瞬时风压的阵风系数GZ085120734Z/1002218656Z风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算A类场地Z1379Z/10024当Z300M时，取Z300M，当Z350M时，取Z350M，当Z400M时，取Z400M，当Z450M时，取Z450M，当ZGB500092001附表D4全国基本风压分布图中数值采用，按重现期50年，北京地区取000045MPA；WK比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；WK比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；WKGZZS1W01865609299020000450000156MPAWKGZZS1W01865609299060000450000468MPA33风荷载设计值计算W比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载设计值；W比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载设计值；WK比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；WK比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；W14WK1400001560000218MPAW14WK1400004680000655MPA34雪荷载标准值计算SK作用在采光顶上的雪荷载标准值MPAS0基本雪压，根据现行GB500092001取值，北京地区50年一遇最大积雪的自重00004MPAR屋面积雪分布系数，按表621GB500092001，为1。根据GB500092001公式611屋面雪荷载标准值为SKRS010000400004MPA35雪荷载设计值计算S雪荷载设计值MPA；S14SK1400004000056MPA36采光顶构件自重荷载设计值G采光顶构件自重荷载设计值MPA；GK采光顶结构平均自重取00005MPA；G12GK120000500006MPA37采光顶坡面活荷载设计值Q采光顶坡面活荷载设计值MPA；QK采光顶坡面活荷载标准值取00005MPA；Q14QK140000500007MPA4选取计算荷载组合雪荷载与活荷载不同时考虑，根据计算点体型位置，风载可能为正、负或0。因为负风压在某些情况下对结构反而是有利的,所以如果绝对值最大的情况是负数状态下产生的，还要计算风载为正或零时的情况，需要分别计算两种状态，并以其最危险状态来设计结构及选取材料。41风荷载标准为WK情况下的荷载组合在这种取自重、活荷载和风荷载组合第一可变荷载为活荷载第二可变荷载为风荷载所以，组合值系数依次为永久荷载组合值系数取G10风荷载的组合值系数取W06雪荷载的组合值系数取S0活荷载的组合值系数取H1QA1该情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合MPA；Q1该情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合MPA；先取自重和风荷载组合GW000060600002180000731MPA转化为垂直于水平面的荷载0000731/COS50000734MPA再与活荷载组合，得QA10000734100007COS50001429MPA42风荷载标准为WK情况下的荷载组合在这种取自重、活荷载和风荷载组合第一可变荷载为活荷载第二可变荷载为风荷载所以，组合值系数依次为永久荷载组合值系数取G10风荷载的组合值系数取W06雪荷载的组合值系数取S0活荷载的组合值系数取H1QA2该种情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合MPA；Q2该种情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合MPA；先取自重和风荷载组合GW000060600006550000207MPA转化为垂直于水平面的荷载0000207/COS50000208MPA再与活荷载组合，得QA20000208100007COS50000905MPA43极限状态的荷载确定对比QA1和QA2，可以看到WK情况下是结构的最不利情况，结构计算应该以此进行。5单坡采光顶立柱计算基本参数1L7000MM；25；3分格宽度B1500MM；4型材选择材料名称20工字钢，Q235B；截面面积A13915MM2；抗弯矩W41452MM3；惯性矩I1555950MM4；单坡采光顶的立柱设计计算，受力单元的立柱用斜梁计算简图分析内力，并按压弯构件验算截面强度。计算模型如下51立柱荷载计算1荷载标准值组合取自重、活荷载和风荷载设计值组合。QKA作用在采光顶表面的荷载标准值组合MPA；QK作用在采光顶表面的线荷载标准值组合N/MM；B分格宽度MM；先取自重和风荷载组合GKWK000050600001560000594MPA转化为垂直于水平面的荷载0000594/COS50000596MPA再与活荷载组合，得QKA0000596100005COS50001092MPAQKQKAB000109215001638N/MM2荷载设计值组合取自重、活荷载和风荷载设计值组合。QA作用在采光顶表面的荷载设计值组合MPA；Q作用在采光顶表面的线荷载设计值组合N/MM；B分格宽度MM；先取自重和风荷载组合GW000060600002180000731MPA转化为垂直于水平面的荷载0000731/COS50000734MPA再与活荷载组合，得QA0000734100007COS50001429MPAQQAB000142915002144N/MM52立柱的强度计算校核依据N/AM/WF单坡采光顶的最大弯矩在跨中F选择的龙骨材料的强度设计值MPA；L1斜梁长度MM；采光顶与水平面的夹角度；NL/2跨中截面的轴力N；ML/2跨中截面的弯矩NMM；L1L/COS3000/0996230114435MMML/2QL12/82144301144352/82430436244NMMNL/2QL1SIN/221443011443500872/2281505NA材料的截面面积MM2；W材料的截面抗弯矩MM3塑性发展系数对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002，取100；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取105；对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB504292007，取100；NL/2/AML/2/W281505/139152430436244/100/4145258835MPAF150MPA6063T6所以，材料的强度满足设计要求53立柱的挠度计算DF5QKL14/384EIDF,LIM其中DF斜梁的挠度计算值MM；QK作用在采光顶表面的线荷载标准值组合N/MM；L1斜梁长度MM；E材料的弹性模量MPA；I材料的惯性矩MM4；DF,LIM材料的挠度限值，对钢材取跨度的1/250，对铝材取跨度的1/180；DF,LIML1/1801673MMDF5QKL14/384EI51638301144354/384/70000/155595016105MM16105MM1673MM所以，挠度满足要求6采光顶横梁计算基本参数1横梁跨度B1500MM；2横梁上分格高H11400MM；横梁下分格高H21500MM；3横梁计算间距H1500MM；4型材选择材料名称703圆管，Q235B；抗弯矩WX3662MM3；抗弯矩WY5763MM3；惯性矩IX115810MM4；惯性矩IY123650MM4；61横梁受力分析1横梁在平行于玻璃平面的组合荷载作用下的弯矩取自重和活荷载组合QXK平行于玻璃平面的线组合荷载标准值N/MM；H1横梁上分格高MM；QXKGK07QKH1SIN0000507000051500SIN0111N/MMQX平行于玻璃平面的线组合荷载设计值N/MM；H1横梁上分格高MM；QXG07QH1SIN0000607000071500SIN0142N/MMMX横梁在平行于玻璃平面的组合荷载作用下的弯矩NMM；B横梁跨度MM；MXQXB2/8014215002/8399375NMM2横梁在垂直于玻璃平面的组合荷载作用下的弯矩取风、自重和活荷载组合由于BH，因此在此方向上横框受力是三角形荷载QKA作用在采光顶表面的荷载标准值组合MPA；QYK作用在采光顶表面的线荷载标准值组合N/MM；B横梁跨度MM；H横梁计算间距MM；QYKQKAB000109215001638N/MMQA作用在采光顶表面的荷载设计值组合MPA；QY作用在采光顶表面的线荷载设计值组合N/MM；QYQAB000142915002144N/MMMY横梁在垂直于玻璃平面的组合荷载作用下的弯矩NMM；B横梁跨度MM；MYQYB2/12214415002/12402000NMM62横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式，应满足MX/XWNXMY/YWNYF624JGJ1022003上式中MX横梁绕X轴方向的弯矩设计值NMM；MY横梁绕Y轴方向的弯矩设计值NMM；WNX横梁绕X轴方向的净截面抵抗矩MM3；WNY横梁绕Y轴方向的净截面抵抗矩MM3；X，Y塑性发展系数对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002，取100；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取105；对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB504292007，取100；F型材的抗弯强度设计值，取150MPA。MX/XWNXMY/YWNY399375/100/3662402000/100/576380661MPA150MPA横梁抗弯强度满足要求。63横梁的挠度计算1横梁在平行于采光顶表面方向的挠度计算DFX横梁在平行于采光顶表面方向的挠度计算值MM；E型材的弹性模量MPA，取70000MPA；IX绕X轴惯性矩MM4；DFX5QXKB4/384EIX5011115004/384/70000/1158100903MM2横梁在垂直于采光顶表面方向的挠度计算DFY横梁在垂直于采光顶表面方向的挠度计算值MM；E型材的弹性模量MPA，对取70000MPA；IY绕Y轴惯性矩MM4；DFYQYKB4/120EIY163815004/120/70000/1236507984MMDF,LIM按规范要求，横梁的挠度限值MM；按相关规范，钢材横梁的相对挠度不应大于L/250，铝材横梁的相对挠度不应大于L/180；DF,LIMB/1801500/1808333MM因此横梁在平行于采光顶表面方向的挠度满足规范要求；横梁在垂直于采光顶表面方向的挠度满足规范要求；7采光顶玻璃的计算基本参数1计算点标高3M；2板面尺寸宽高BH1400MM1500MM；3玻璃配置夹层玻璃66MM；4玻璃形式四边简支；模型简图为71玻璃板块荷载计算1外片玻璃自重荷载标准值GAK1外片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；T1外片玻璃厚度MM；G玻璃的体积密度N/MM3；GAK1GT10000025660000154MPA2外片玻璃自重荷载设计值GA1外片玻璃自重设计值仅指玻璃MPA；GAK1外片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；GA112GAK11200001540000185MPA3内片玻璃自重荷载标准值GAK2内片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；T2内片玻璃厚度MM；G玻璃的体积密度N/MM3；GAK2GT20000025660000154MPA4内片玻璃自重荷载设计值GA2内片玻璃自重设计值仅指玻璃MPA；GAK2内片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；GA212GAK21200001540000185MPA5分配到内、外片玻璃上的风荷载标准值WK1分配到外片玻璃上的风荷载标准值MPA；WK2分配到内片玻璃上的风荷载标准值MPA；WK风荷载标准值MPA；T1外片玻璃厚度MM；T2内片玻璃厚度MM；WK1WKT13/T13T230000078MPAWK2WKT23/T13T230000078MPA6分配到内、外片玻璃上的风荷载设计值W1分配到外片玻璃上的风荷载设计值MPA；W2分配到内片玻璃上的风荷载设计值MPA；W风荷载设计值MPA；T1外片玻璃厚度MM；T2内片玻璃厚度MM；W1WT13/T13T230000109MPAW2WT23/T13T230000109MPA7分配到内、外片玻璃上的雪荷载标准值SK1分配到外片玻璃上的雪荷载标准值MPA；SK2分配到内片玻璃上的雪荷载标准值MPA；SK雪荷载标准值MPA；T1外片玻璃厚度MM；T2内片玻璃厚度MM；SK1SKT13/T13T2300002MPASK2SKT23/T13T2300002MPA8分配到内、外片玻璃上的雪荷载设计值S1分配到外片玻璃上的雪荷载设计值MPA；S2分配到内片玻璃上的雪荷载设计值MPA；S雪荷载设计值MPA；T1外片玻璃厚度MM；T2内片玻璃厚度MM；S1ST13/T13T23000028MPAS2ST23/T13T23000028MPA9分配到内、外片玻璃上的活荷载标准值QK1分配到外片玻璃上的活荷载标准值MPA；QK2分配到内片玻璃上的活荷载标准值MPA；QK活荷载标准值MPA；T1外片玻璃厚度MM；T2内片玻璃厚度MM；QK1QKT13/T13T23000025MPAQK2QKT23/T13T23000025MPA10分配到内、外片玻璃上的活荷载设计值Q1分配到外片玻璃上的活荷载设计值MPA；Q2分配到内片玻璃上的活荷载设计值MPA；Q活荷载设计值MPA；T1外片玻璃厚度MM；T2内片玻璃厚度MM；Q1QT13/T13T23000035MPAQ2QT23/T13T23000035MPA72玻璃板块荷载组合玻璃板块的受力组合采用自重、风荷载和活荷载组合。1外片玻璃荷载标准值组合QK1分配到外片上的荷载标准值组合MPA；WK1分配到外片上的风荷载标准值MPA；GAK1外片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；先取自重和风荷载组合WK1GAK106000007800001540000201MPA再与活荷载组合，得QK100002011000025COS000045MPA2外片玻璃荷载设计值组合Q1分配到外片上的荷载设计值组合MPA；W1分配到外片上的风荷载设计值MPA；GA1外片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；先取自重和风荷载组合W1GA10600001090000185000025MPA再与活荷载组合，得Q10000251000035COS0000599MPA3内片玻璃荷载标准值组合QK2分配到内片上的荷载标准值组合MPA；WK2分配到内片上的风荷载标准值MPA；GAK2内片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；先取自重和风荷载组合WK2GAK206000007800001540000201MPA再与活荷载组合，得QK200002011000025COS000045MPA4内片玻璃荷载设计值组合Q2分配到内片上的荷载设计值组合MPA；W2分配到内片上的风荷载设计值MPA；GA2内片玻璃自重标准值仅指玻璃MPA；先取自重和风荷载组合W2GA20600001090000185000025MPA再与活荷载组合，得Q20000251000035COS0000599MPA73玻璃的强度计算校核依据FG1外片校核1外片玻璃的计算参数；1外片玻璃的折减系数；QK1作用在外片玻璃上的荷载组合标准值MPA；B玻璃板块短边边长MM；E玻璃的弹性模量MPA；T1外片玻璃厚度MM；1QK1B4/ET146123JGJ102200300004515004/72000/64244141按系数1，查表6122JGJ1022003，10902；1外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值MPA；Q1作用在采光顶外片玻璃上的荷载组合设计值MPA；B玻璃板块短边边