玻璃及荷载计算书分析

1、框支承采光顶玻璃设计计算书工程所在地：兰州，地区类型： C ，采光顶标高 = 5.0mI .设计依据：建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001 建筑结构荷载规范 GB 50009-2012 建筑抗震设计规范 GB 50011-2010 混凝土结构设计规范 GB 50010-2002钢结构设计规范 GB 50017-2003铝合金建筑型材 第 1 部分：基材 GB/T 5237.1-2008 铝合金建筑型材 第 2 部分：阳极氧化型材 GB 5237.2-2008 平板玻璃 GB 11614-2009半钢化玻璃 GB/T 17841-2008建筑用安全玻璃第 2 部分： 钢化玻璃

2、GB 15763.2-2005镀膜玻璃 第 1 部分 阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002 镀膜玻璃 第 2 部分 低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002紧固件机械性能 紧固件机械性能 紧固件机械性能 紧固件机械性能 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.1-2000 螺母 粗牙螺纹 GB 3098.2-2000 自攻螺钉 GB 3098.5-2000 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.6-2000 不锈钢螺母 GB 3098.15-2000建筑结构静力计算手册 ( 第二版 ) 现代建筑装饰 - 铝合金玻璃幕墙与玻璃采光顶n .设计方法和指标：本工程设计

3、采用概率极限状态设计法，根据 GB50009-2012规定各种载荷的分项系数如下：1. 永久载荷分项系数 rg：1) 当其效应对结构不利时 对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2 ； 对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35 ；2) 当其效应对结构有利时 一般情况下应取 1.0； 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。2. 可变荷载的分项系数： 一般情况下应取 1.4； 对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3。对于某些特殊情况，可按建筑结构有关设计规范的规定确定。 在设计中采用可变荷载效应控制的组合，各项的分项系数取值如下永久载荷分项系数rg为：1.2 风载荷分项系数

4、rw为：1.4 雪载荷分项系数rs为：1.4活载荷分项系数 rq 为： 1.3在设计中采用永久荷载效应控制的组合，各项的分项系数取值如下永久载荷分项系数rg为：1.35风载荷分项系数rw为：1.4雪载荷分项系数rs为：1.4活载何分项系数rq为：1.33.采光顶顶标高Z：A类地区，在5 米以下按5 米计算，300 以上按 300 算；B类地区，在10米以下按10米计算，350 以上按350 算；C类地区，在15米以下按15米计算，450 以上按450 算；D类地区，在30 米以下按30 米计算，550 以上按550 算；一、采光顶承受荷载计算1. 风荷载标准值计算 :W k: 作用在采光顶上的

5、风荷载标准值 (kN/m 2)W 0 : 兰州 50 年一遇的风压基本值 : 0.300kN/m 2 根据现行 GB50009-2012 取值3 gz：瞬时风压的阵风系数，根据校核处标高取定。3 gz： 5.0m 高处阵风系数(按C类区计算):(GB50009-2012)-0.223 gz=1+1.15 X (Z/10) -. =2.050 (15 米以下按 15 米计算)卩z： 5.0m高处风压高度变化系数 (按C类区计算):(GB50009-2012) 卩z=0.544 X (Z/10) 0.44 (C 类区，在15米以下按15米计算)0.44=0.544 X (15.0/10)0.44=

6、0.650卩s：风荷载体型系数：1.600W k= 3 gzX 3 z X 3 s X W (5.2.2)=2.050 X 0.650 X 1.600 X 0.3002=0.640 kN/m 22因为 Vkk=1.0kN/m ,取 VW=1.000 kN/m2. 风荷载设计值 ：W： 风荷载设计值 (kN/m2)r w： 风荷载作用效应的分项系数： 1.4 按铝门窗幕墙技术资料汇编 ( 一 ) 表 3-1 各种荷载分顶系数采用2W=r wX Wk=1.4X 1.000=1.400kN/m 2 雪载荷标准值计算 ：2S k： 作用在采光顶上的雪荷载标准值(kN/m2)S 0： 基本雪压 , 兰州

7、 50年一遇最大积雪的自重 ： 0.150kN/m根据现行 GB50009-2012取值3 r： 屋面积雪分布系数为 1.000根据 GB50009-2012公式7.1.1屋面雪载荷按下式计算S k=3 r X S0=1.000 X 0.1502=0.150kN/m2 雪载荷设计值计算 ：S： 雪载荷设计值 (kN/m 2)r s: 雪载荷分项系数为 1.4按铝门窗幕墙技术资料汇编 (一)表 3-1 各种荷载分顶系数采用S=r sX Sk=1.4 X 0.1502=0.210kN/m 25. 采光顶玻璃自重荷载设计值计算 :G 1、G2: 采光顶玻璃自重荷载设计值 (kN/m2)2G k: 采

8、光顶玻璃自重标准值为 0 .461 kN/m 2r g: 恒载荷分项系数，在可变载荷效应控制的组合中，取 1.2 ；在永久载荷效应控制的 组合中，取 1.35 。按铝门窗幕墙技术资料汇编 (一)表 3-1 各种荷载分顶系数采用(1) 由可变载荷效应起控制作用时 :G 1=r gX Gk=1.2 X 0.461=0.553kN/m2(2) 由永久载荷效应起控制作用时G 2=r gX Gk=1.35 X 0.4612=0.622kN/m26. 采光顶坡面活荷载设计值计算 :Q: 采光顶坡面活载荷设计值 (kN/m 2)r q: 活载荷分项系数为 1.3Q k: 采光顶坡面活载荷标准值为 0.500

9、kN/mQ=r qX Qk=1.3 X 0.500=0.650kN/m27. 采光顶玻璃计算中最不利荷载组合确定计算采光顶玻璃和结构应力时的载荷组合 ( 沿坡面分布 )根据 GB50009-2012规定(见第3章3.2节)，计算载荷如下:(在载 荷组合中，雪载荷与活载荷二者只取较大者参与组合 )由以上计算可知：S 400.0n0.650.610.570.540.520.510.50a:玻璃纵向边边长:600.000mmb:玻璃横向边边长:600.000mm四边简支玻璃简图：r一1iiiiaiF= b $m:玻璃板的弯矩系数查 JGJ102-2003 表 6.1.2-1 , 按边长比 b/a=6

10、00.000/600.000=1.00 ，采用：0.0422表6.1.2-1四边支承玻璃板的弯矩系数ma/b0.000.250.330.400.500.550.600.65m0.12500.12300.11800.11150.10000.09340.08680.0804a/b0.700.750.800.850.900.951.00m0.07420.06830.06280.05760.05280.04830.0442玻璃内片夹层玻璃的等效厚度t 2=(Bt丄3+Bt_lO(1/3)3 3=(6.000+6.000 )A(1/3)=7.560 mmZbM 分配到外侧玻璃的荷载标准值(kN/m2)3

11、bk22=Zbk2X BT_LI /(BT_LI33+BT_LO)2(kN/m2)Zbk2: 分配到内侧玻璃的荷载标准值 (kN/m )Z bk1=(G AKl+1 .1 X WkX B_w/(B T_w+t e2 ) X 1/COS a +07 X 11 X Q X B_w/(B T_w+t e2 ) X COS a 3 3 3=(0154+11 X1000X6000=0.583 (kN/m2)折减计算系数 0 =Zbk22X b4/(E X t4)/(6000 3+75603) X1/COS35000 3 3 3+07 X11 X0500X60003/(6000 3+75603) X CO

12、S35000 2=0625 (kN/m 2)Z bk2=(G AK2+wkX t e2 /(B T_w+t e2 ) X 1/COS a +07 X QkX t e2 /(B T_w+t e2 ) X COSa3 3 3=(0307+1000 X75603/(6000 3+75603) X1/COS35000 3 3 3+07 X0500X7560 3/(6000 3+75603) XCOS35000 2=1165 (kN/m 2)Z b1: 分配到外侧玻璃的荷载设计值(kN/m 2)Z b2: 分配到内侧玻璃的荷载设计值(kN/m 2)Zb1=(12XGAK1+11 XwXBT_w3/(BT

13、_w3+te23)X1/COS a +07X11 X Q XBT_w3/(BT_w3+te23)XCOSa3 3 3=(12 X0154+11 X1400X60003/(6000 3+75603) X1/COS35000 3 3 3+07 X11 X0650X60003/(6000 3+75603) X COS35000 =0834 (kN/m 2)Z b2=(12 X GAK2+wX t e2 /(B T_w+t e2 ) X 1/COS a +07 X QX t e2 /(B T_w+t e2 ) X COSa 3 3 3=(12 X0307+1400 X75603/(6000 3+756

14、03) X1/COS35000 3 3 3+07 X0650X7560 3/(6000 3+75603) XCOS35000 2=1550 (kN/m 2)折减计算系数0 =Zbki X b=0.583X10A(-3) X600.0004/(0.72 X105X6.0004)/(E X t4)4 54=0.625X 10A(-3) X 600.000 /(0.72 X 10 X 6.000 ) =09n :折减系数，按0 =0.9查 6.1.2-2 表得:n =1.00荷载作用下外片玻璃最大应力设计值d =6X mX Zm X b2X n /t 22=6X 0.0422 X 0.834 X 1

15、0A(-3) X 600.000 X 1.00/6.0002=2.112N/mmZ bk21: 分配到内片外层玻璃上的荷载组合标准值(kN/m2)333Z bk21=Zbk2X BT_LO/(B T_LI +BT_LO)=1.165 X6.0003/(6.000 3+6.0003)2=0.583 (kN/m2)折减计算系数 0 =Zbk21X b4/(E X t4)454=0.583X 10A(-3) X 600.000 /(0.72 X 10 X 6.000 ) =0.8n : 折减系数，按 0 =0.8查 6.1.2-2 表得：n =1.00Z bk22:分配到内片内层玻璃上的荷载组合标准

16、值333=1.165 X6.0003/(6.000 3+6.0003)n :折减系数，按0 =0.8查 6.1.2-2 表得:n =1.00Z b21：分配到内片外层玻璃上的荷载组合设计值Z b21=Zb2x Bt_lO/(B t_lF+Bt_lO)333=1.550 x 6.000 /(6.000 +6.000 ) =0.775 (kN/m2)Z b22：分配到内片内层玻璃上的荷载组合设计值333Z b22=Zb2 x Bt_LI /(B T_LI +Bt_Lo)333=1.550 x 6.000 /(6.000 +6.000 )2=0.775 (kN/m )荷载作用下内片外层玻璃最大应力设

17、计值=6x 0.0422 x 0.775 x 10人(-3)2=1.963N/mm荷载作用下内片内层玻璃最大应力设计值=6x 0.0422 x 0.775 x 10人(-3)=1.963N/mm2外片玻璃最大应力设计值 c =2.112N/mm2 内片外层玻璃最大应力设计值 内片内层玻璃最大应力设计值 玻璃强度满足要求！4.玻璃的挠度计算：d f：在风荷载标准值作用下挠度最大值 (mm)D:玻璃的刚度(N.mm)玻璃内片夹层玻璃的等效厚度=(6.000 =7.560 mmt e：内夹层中空玻璃等效厚度=0.95=8.221mmV :泊松比，按 JGJ102-2003 5.2.9 条采用，取值为

18、 0.202(kN/m )(kN/m2)2c =6x mX Zb2i x b Xn /t2x 600.000 x 1.00/6.0002cr =6x mx Zb22X b Xn /t2x 600.000 x 1.00/6.000f g=84.000N/mm2 (短期作用)22c =1.963N/mm f g=84.000N/mm (短期作用)22c =1.963N/mm f g=84.000N/mm (短期作用)33te2=(BT丄 +Bt_LO)A(1/3)33+6.000 )a(1/3)t e=0.95 x (t e23+B_W)A(1/3)33x (7.560 +6.000 )A(1/3)材料u材料u玻璃0.20钢、不锈钢0.30铝合金0.33高强钢丝、钢绞线0.30表5.2.9材料的泊松比u卩:挠度系数：查 JGJ102-2003 表 6.1.3 ,按边长比 b/a=600.000/600.000=1.00，采用 卩=0.00406a/b0.000.200.2