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文档简介

1、正安体育馆单坡采光顶设计计算书设计: 校对: 审核: 批准: 二一七年三月十五日目录1 计算引用的规范、标准及资料11.1 幕墙及采光顶设计规范:11.2 建筑设计规范:11.3 铝材规范:11.4 玻璃规范:21.5 钢材规范:21.6 胶类及密封材料规范:31.7 五金件规范:31.8 相关物理性能等级测试方法:31.9 建筑结构静力计算手册(第二版)41.10 土建图纸:42 基本参数42.1 采光顶所在地区42.2 地面粗糙度分类等级43 采光顶荷载计算43.1 玻璃采光顶的荷载作用说明43.2 风荷载标准值计算53.3 风荷载设计值计算63.4 雪荷载标准值计算73.5 雪荷载设计值

2、计算73.6 采光顶构件自重荷载设计值73.7 采光顶坡面活荷载设计值74 选取计算荷载组合84.1 采光顶计算中的荷载组合方法84.2 风荷载标准为wk+情况下的荷载组合84.3 风荷载标准为wk-情况下的荷载组合94.4 极限状态的荷载确定95 单坡采光顶主龙骨计算95.1 主龙骨荷载计算105.2 主龙骨的强度计算115.3 主龙骨的挠度计算116 单坡采光顶副龙骨计算126.1 副龙骨受力分析126.2 副龙骨的抗弯强度计算136.3 副龙骨的挠度计算137 采光顶玻璃的计算147.1 玻璃板块荷载计算147.2 玻璃板块荷载组合177.3 玻璃的强度计算187.4 玻璃的挠度计算20

3、8 附录 常用材料的力学及其它物理性能22正安体育馆·单坡采光顶设计计算书 单坡采光顶设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1 幕墙及采光顶设计规范:铝合金结构设计规范 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003人造板材幕墙工程技术规范 JGJ336-2016建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2015建筑玻璃采光顶 JG/T231-2007坡屋面工程技术规范 GB50693-2011 建筑幕墙工程技术规范 DGJ08-56-20121.2 建筑设计规范:地震震级的规定 GB/T17740-1999中国地震动参数区划图 GB18306-2015钢结构设

4、计规范 GB50017-2003高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准 JGJ/T97-2011混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2013混凝土结构加固设计规范 GB50367-2013混凝土结构设计规范 GB50010-2010混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004建筑材料放射性核素限量 GB6566-2010建筑防火封堵应用技术规程 CECS154:2003钢结构焊接规范 GB50661-2011建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008建筑结构荷载规范 GB50009-2012建筑结构可靠度设计统一

5、标准 GB50068-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2010(2016年版)建筑设计防火规范 GB50016-2014建筑物防雷设计规范 GB50057-2010冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2002民用建筑设计通则 GB50352-20051.3 铝材规范:变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-2008建筑用隔热铝合金型材 JG175-2011铝合金建筑型材第1部分基材 GB5237.1-2008铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2008铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2008铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB

6、5237.4-2008铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材 GB5237.5-2008铝合金建筑型材第6部分隔热型材 GB5237.6-2012铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2009铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求 YS/T437-20091.4 玻璃规范:镀膜玻璃 第1部分:阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2013镀膜玻璃 第2部分:低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2013防弹玻璃 GB17840-1999平板玻璃 GB11614-2009建筑用安全玻璃 第3部分:夹层玻璃 GB15763.3-2009建筑用安全玻璃 第2部分:钢化玻璃 GB15763.

7、2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2009半钢化玻璃 GB/T17841-2008热弯玻璃 JC/T915-2003(2014)压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-20121.5 钢材规范:建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-2009不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2015不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢丝 GB/T4240-2009建筑用不锈钢绞线 JG/T200-2007不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000擦窗机

8、GB19154-2003彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-2012低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007耐候结构钢 GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝 YB/T096-2015合金结构钢 GB/T3077-2015金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2012碳钢焊条 GB/T5117-2012碳素结构钢 GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢

9、带GB/T3274-2007优质碳素结构钢 GB/T699-20151.6 胶类及密封材料规范:丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001丁基橡胶防水密封胶粘带 JC/T942-2004工业用橡胶板 GB/T5574-2008混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-2001建筑窗用弹性密封剂 JC485-2007建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封胶 JC/T885-2001建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2005建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 GB/T19686

10、-2005建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条 JG/T174-2014聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-2003聚硫建筑密封胶 JC/T483-2006绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-2008修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用弹性密封胶 GB/T29755-2013中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-2014钢结构防火涂料 GB14907-2002建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-20021.7 五金件规范:封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T126

11、15-2004紧固件螺栓和螺钉 GB/T5277-1985紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2014紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.6-2014紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2015紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3098.4-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2010紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099.2-2004螺纹紧固件应

12、力截面积和承载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 GB/T818-2000地弹簧 QB/T2697-2005电动采光排烟窗 JG189-20061.8 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/T139-2001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-2000彩色涂层钢板和钢带试验方法 GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2015建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法 GB/T15227-2007建筑幕墙抗震性能振动

13、台试验方法 GB/T18575-2001建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000建筑装饰装修工程质量验收规范 GB50210-2001金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法 GB/T228.1-2010 1.9 建筑结构静力计算手册(第二版)1.10 土建图纸:2 基本参数2.1 采光顶所在地区 贵州贵阳地区;2.2 地面粗糙度分类等级 按建筑结构荷载规范(GB50009-2012) 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; 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

14、分类标准,本工程按C类地形考虑。3 采光顶荷载计算3.1 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650N/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:0.00065MPa(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

15、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g取: 1.2 风荷载向下、自重不起控制作用时; 1.35 风荷载向下、自重起控制作用时; 1.0 风荷载向上时; 风荷载的分项系数取:w:1.4 雪荷载的分项系数取:s:1.4 活荷载的分项系数取:h:1.43.2 风荷载标准值计算按建筑结构荷载规范(GB50009-

16、2012)计算: wk=gzzs1w0 8.1.1-2GB50009-2012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:20m; gz:高度z处的阵风系数; 根据不同场地类型,按以下公式计算: gz=1+2gI10(z/10)- 条文说明部分8.6.1GB50009-2012 其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为:5m、10m、15m、30m; A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为:300m、350m、450m、550m; 也就是: 对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m; 对B类场地:当z>350m

17、时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m; 对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m; 对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m; g:峰值因子,按GB50009-2012取2.5; I10:10m高名义湍流度,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取0.12、0.14、0.23和0.39; :地面粗糙度指数,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取0.12、0.15、0.22和0.30;对于C类地形,20m高度处的阵风系数为: gz=1+2×2.5×0.23×(

18、20/10)-0.22=1.9874 z:风压高度变化系数; 根据不同场地类型,按建筑结构荷载规范条文说明部分8.2.1提供的公式计算: A类场地:zA=1.284×(z/10)0.24 B类场地:zB=1.000×(z/10)0.30 C类场地:zC=0.544×(z/10)0.44 D类场地:zD=0.262×(z/10)0.60 公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同,也就是: 对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m; 对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z

19、=10m; 对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m; 对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m;对于C类地形,20m高度处风压高度变化系数: z=0.544×(20/10)0.44=0.738 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.3条:计算围护结构及其连接的风荷载时,可按下列规定采用局部体型系数s1: 1 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用; 2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件,取-2.0; 3 其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规

20、定体型系数的1.25倍取值。 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.4条:计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时,局部体型系数可按构件的从属面积折减,折减系数按下列规定采用: 1 当从属面积不大于1m2时,折减系数取1.0; 2 当从属面积大于或等于25m2时,对墙面折减系数取0.8,对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6,对其它屋面区域折减系数取1.0; 3 当从属面积大于1m2且小于25m2时,墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值,即按下式计算局部体型系数: s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 8.3.4GB5

21、0009-2012 考虑到采光顶的特殊性质:该处的建筑结构比较复杂,作为屋面结构又与人们的生命安全密切相关,很难每个工程都做风洞实验来准确决定荷载,而常规采光结构的风载本身就不大,所以在计算中没有按从属面积进行插值折减,而采用了s1(1)值。 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.5条:计算围护结构风荷载时,建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用: 1 封闭式建筑物,按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2; 2 仅一面墙有主导洞口的建筑物: 当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时,取0.4s1; 当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时,取0.6s1; 当开洞率大

22、于0.30时,取0.8s1; 3 其它情况,应按开放式建筑物的s1取值; 注:1:主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比; 2:s1应取主导洞口对应位置的值; 按如上说明,根据计算点体型位置,并依据实际结构分别考虑其最大和最小两种情况按规范选取,对本例,分别取0、0; w0:基本风压值(MPa),根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012附表E.5,按重现期50年,贵州贵阳地区取0.0003MPa; 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; wk+=gzzs1+w0 =1.9874×0.738

23、15;0×0.0003 =0MPa wk-=gzzs1-w0 =1.9874×0.738×0×0.0003 =0MPa3.3 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; w+=1.4×wk+ =1.4×0 =0MPa w-=1.4×wk- =1.4×0 =0MPa3.4 雪荷载标准值计算 Sk:作用在采光顶上的雪荷载标准值(MPa)

24、 S0:基本雪压,根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012取值:0.0002MPa. r:屋面积雪分布系数,按表7.2.1GB50009-2012,为0.85。 根据建筑结构荷载规范GB50009-2012公式7.1.1屋面雪荷载标准值为: Sk=r×S0 =0.85×0.0002 =0.00017MPa3.5 雪荷载设计值计算 S:雪荷载设计值(MPa); S=1.4×Sk =1.4×0.00017 =0.000238MPa3.6 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0.00065MPa

25、;当永久荷载不起控制作用时: G=1.2×Gk =1.2×0.00065 =0.00078MPa当永久荷载起控制作用时: G=1.35×Gk =1.35×0.00065 =0.000878MPa3.7 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:0.0005MPa; Q=1.4×Qk =1.4×0.0005 =0.0007MPa4 选取计算荷载组合4.1 采光顶计算中的荷载组合方法 在实际工程的采光顶结构计算中,对上面的几种荷载,考虑最不利组合,有下面几种方式,取用其最大值: 1:考

26、虑正风压时: a.当永久荷载起控制作用的时候,按下面公式进行荷载组合: S=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk) b.当永久荷载不起控制作用的时候,按下面公式进行荷载组合: S=1.2Gk+1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk) (风荷载为第一可变荷载时); S=1.2Gk+1.4Sk(或Qk)+0.6×1.4wk (风荷载非第一可变荷载时); 2:考虑负风压时: 按下面公式进行荷载组合: S=1.0Gk+1.4wk特殊说明 : 1: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

27、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。 2:对于采光顶的风荷载,具体地说,有如下几种工况可能: a.体型系数都为正,在这种情况下,因为涉及到哪个荷载是第一可变荷载,所以也要分别计算; b.体型系数一正一负,这种情况下无法简单判定哪种最为危险,要分别计算之后才能确定; c.体型系数为双负,这种情况下需要考虑绝对值最大的情况下的荷载组合,还要考虑一种零风压的时候的荷载组合; d.体型系数只有负向,则同时要考虑零风压的情况的荷载组合; 3:后面计算部分的wk+与wk-只是表示两种极限情

28、况,不表示正负关系,在实际工程中,有如下几种可能: a.当两种工况都为正压的时候,wk+表示风荷载体型系数较大一种情况,wk-则表示较小一种; b.当两种工况一正一负的时候,wk+表示正风压,wk-表示为负风压; c.当两种工况都为负的时候,wk+按零风压取值,wk-表示为绝对值最大的负风压;4.2 风荷载标准为wk+情况下的荷载组合 取自重、风荷载和活荷载组合: 第一可变荷载为:风荷载 第二可变荷载为:活荷载所以,组合值系数依次为: 永久荷载组合值系数取:g:1.0 风荷载的组合值系数取:w:0.6 雪荷载的组合值系数取:s:0 活荷载的组合值系数取:h:0.7 qA1:该情况下作用在采光顶

29、表面的荷载设计值组合(MPa);先取自重和风荷载组合: G+w=0.000878+0.6×0 =0.000878MPa转化为垂直于水平面的荷载: 0.000878/cos30°=0.001014MPa再与活荷载组合,得: qA1=(0.001014+0.7×0.0007)×cos30° =0.001303MPa4.3 风荷载标准为wk-情况下的荷载组合 取自重、风荷载和活荷载组合: 第一可变荷载为:风荷载 第二可变荷载为:活荷载所以,组合值系数依次为: 永久荷载组合值系数取:g:1.0 风荷载的组合值系数取:w:0.6 雪荷载的组合值系数取:s

30、:0 活荷载的组合值系数取:h:0.7 qA2: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: G+w=0.000878+0.6×0 =0.000878MPa转化为垂直于水平面的荷载: 0.000878/cos30°=0.001014MPa再与活荷载组合,得: qA2=(0.001014+0.7×0.0007)×cos30° =0.001303MPa4.4 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 单坡采光顶主龙骨计算基本参数: 1:L=4000mm;

31、 2:=30°; 3:分格宽度:B=1500mm; 4:型材选择: 材料名称:钢管120×80×6,Q235; 截面面积A:2256mm2; 抗弯矩W:73030mm3; 惯性矩I:4381600mm4; 单坡采光顶的主龙骨设计计算,受力单元的主龙骨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:5.1 主龙骨荷载计算(1)荷载标准值组合:取自重、风荷载和活荷载设计值组合。 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: Gk+wk=0.00

32、065+0.6×0 =0.00065MPa转化为垂直于水平面的荷载: 0.00065/cos30°=0.000751MPa再与活荷载组合,得: qkA=(0.000751+0.7×0.0005)×cos30° =0.000953MPa qk=qkA×B =0.000953×1500 =1.43N/mm(2)荷载设计值组合:取自重、风荷载和活荷载设计值组合。 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: G+w=0.000

33、878+0.6×0 =0.000878MPa转化为垂直于水平面的荷载: 0.000878/cos30°=0.001014MPa再与活荷载组合,得: qA=(0.001014+0.7×0.0007)×cos30° =0.001303MPa q=qA×B =0.001303×1500 =1.954N/mm5.2 主龙骨的强度计算校核依据: =N/A+M/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

34、:跨中截面的弯矩(N·mm); L1=L/cos =4000/0.866 =4618.9376mm ML/2=qL12/8 =1.954×4618.93762/8 =5210972.277N·mm NL/2=q×L1sin/2 =1.954×4618.9376×0.5/2 =2256.351N A: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GB 50018-2002,取1.00;对于热轧型钢龙骨,按JGJ133或JGJ102规范,取1.05; 对于铝合

35、金龙骨,按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,取1.00; =NL/2/A+ML/2/W =2256.351/2256+5210972.277/1.05/73030 =68.956MPaf=215MPa(Q235)所以,材料的强度满足设计要求!5.3 主龙骨的挠度计算 df=5qkL14/384EIdf,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(不上

36、人屋面)及1/200(上人屋面); df,lim=L1/250=18.476mm df=5qkL14/384EI =5×1.43×4618.93764/384/206000/4381600 =9.39mm 9.39mm18.476mm所以,挠度满足要求!6 单坡采光顶副龙骨计算基本参数: 1:副龙骨跨度:B=1500mm; 2:副龙骨上分格高:H1=1600mm; 副龙骨下分格高:H2=1600mm; 3:副龙骨计算间距:H=1600mm; 4:型材选择: 材料名称:钢管80×80×4,Q235; 抗弯矩Wx:29350mm3; 抗弯矩Wy:29350m

37、m3; 惯性矩Ix:1173800mm4; 惯性矩Iy:1173800mm4;6.1 副龙骨受力分析(1)副龙骨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:副龙骨上分格高(mm); qxk=(Gk+0.7×Qk)×H1×sin =(0.00065+0.7×0.0005)×1600×sin =0.8N/mm qx:平行于玻璃平面的线组合荷载设计值(N/mm); H1:副龙骨上分格高(mm); qx=(G+0.7×Q)×H1×s

38、in =(0.000878+0.7×0.0007)×1600×sin =1.094N/mm Mx:副龙骨在平行于玻璃平面的组合荷载作用下的弯矩(N·mm); B:副龙骨跨度(mm); Mx=qxB2/8 =1.094×15002/8 =307687.5N·mm(2)副龙骨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:副龙骨跨度(mm); H:副龙骨计算间

39、距(mm); qyk=qkAB =0.000953×1500 =1.43N/mm qA: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); qy=qAB =0.001303×1500 =1.954N/mm My:副龙骨在垂直于玻璃平面的组合荷载作用下的弯矩(N·mm); B:副龙骨跨度(mm); My=qyB2/12 =1.954×15002/12 =366375N·mm6.2 副龙骨的抗弯强度计算按副龙骨抗弯强度计算公式,应满足: Mx/xWnx+My/yWnyf 6.2.4JGJ102-20

40、03上式中: Mx:副龙骨绕X轴方向的弯矩设计值(N·mm); My:副龙骨绕Y轴方向的弯矩设计值(N·mm); Wnx:副龙骨绕X轴方向的净截面抵抗矩(mm3); Wny:副龙骨绕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GB 50018-2002,取1.00;对于热轧型钢龙骨,按JGJ133或JGJ102规范,取1.05; 对于铝合金龙骨,按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,取1.00; f:型材的抗弯强度设计值,取215MPa。 Mx/xWnx+My/yWny=307687.5/1.05

41、/29350+366375/1.05/29350 =21.873MPa215MPa(Q235)副龙骨抗弯强度满足要求。6.3 副龙骨的挠度计算(1)副龙骨在平行于采光顶表面方向的挠度计算: dfx:副龙骨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206000MPa; Ix:绕X轴惯性矩(mm4); dfx=5qxkB4/384EIx =5×0.8×15004/384/206000/1173800 =0.218mm(2)副龙骨在垂直于采光顶表面方向的挠度计算: dfy:副龙骨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(

42、MPa),对取206000MPa; Iy:绕Y轴惯性矩(mm4); dfy=qykB4/120EIy =1.43×15004/120/206000/1173800 =0.249mm df,lim:按规范要求,副龙骨的挠度限值(mm); 按相关规范: 铝材副龙骨的相对挠度不应大于跨度的1/180; 钢材副龙骨的相对挠度不应大于跨度的1/250; df,lim=B/250=1500/250=6mm因此: 副龙骨在平行于采光顶表面方向的挠度满足规范要求; 副龙骨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:20m; 2:板面尺寸:宽×高

43、=B×H=1500mm×1800mm; 3:玻璃配置:中空+内夹层玻璃:8+8+PVB+8mm; 4:玻璃形式:中空+内夹层;模型简图为:7.1 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); GAk1=g×t1 =0.0000256×8 =0.000205MPa(2)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); GA1=1×GAk1 =1&

44、#215;0.000205 =0.000205MPa(3)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); GAk2=g×t2 =0.0000256×8 =0.000205MPa(4)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); GA2=1×GAk2 =1×0.000205 =0.000205MPa(5)中片玻璃自重荷载标准值: GAk3:中片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa); t3:中片玻璃厚度(mm); g:玻璃的体积密度(N/mm3); GAk3=g×t3 =0.0000256×8 =0.000205MPa(6)中片玻璃自重荷载设计值: GA3:中片玻璃自重设计值(仅指玻璃)(MPa); GAk3:中片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa); GA3=1×GAk3 =1×0.000205 =0.000205MPa(7)分配到内、外、中三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);

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