某主厂房彩钢板屋顶支架结构计算ok

1、某基地综合楼BIPV应用示范项目主厂房彩钢板屋顶支架结构计算一 荷载统计1 永久荷载标准值（SGk）（1）电池板0.15kN/块，传递到电池板底龙骨的线荷载换算为：换算为集中力：，重力方向（中间区）（2）电池板底龙骨（60x45工业型材）自重： （3）共计：换算为集中力：，重力方向（中间区）2 雪荷载标准值（SQL）（1）地区基本雪压（2）查荷载规范表6.2.1，积雪分布系数（3）雪荷载标准值为： 换算为线荷载：，重力方向换算为集中力：，重力方向（中间区）3 风荷载标准值（SQW）（1）地区基本风压（2）体型系数按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程围护结构考虑，中间区取边缘区取为，角部取为-2.9

2、（3）地面粗糙度按B类，风高系数（4）支架自身高宽比及自振周期都较小，不考虑风振影响。（5）阵风系数对脆性电池板取1.78，对钢材不计，（6）又根据玻璃幕墙工程技术规范，基本风压标准值不应小于。故按角部风荷载体型系数计算，风荷载标准值为：换算为线荷载：，垂直表面，取为换算为集中力：，垂直表面（中间区）二 荷载组合1 承载能力极限状态的基本组合（1）由可变荷载效应控制的组合 或 当永久荷载对结构不利时取1.2，有利时取1.0及取1.4，取0.7，取0.6（2）由永久荷载效应控制的组合 或 当永久荷载对结构不利时取1.35，有利时取1.0及取1.4，取0.7，取0.62 正常使用极限状态的标准组合

3、 或 ，取0.7，取0.6三 程序及假定铝合金型材内力分析、彩钢板夹支座反力采用SAP2000V15 Advanced C版四 电池板底龙骨计算恒载活载风载1 荷载组合（1.2恒载+1.4雪载）组合下弯矩：图1弯矩 M33图2弯矩 M22= M33/W33+ M22/W22=0.13*106/9600+0.04*106/7100=19.2MPa<85MPa图3 变形挠度限值1.08/1520=1/1407<1/200，满足2 荷载组合（1.0恒载+1.4风载）组合下弯矩：图4 弯矩 M33= M33/W33=0.30*106/9600=31.25MPa<85MPa图5 变形挠

4、度限值2.17/1520=1/700<1/200，满足五 彩钢板固定夹支座反力由sap2000输出龙骨支座反力表格：TABLE: Joint ReactionsJointOutputCaseF1F2F3TextTextKNKNKN1D+1.4W0-0.338-0.7042D+1.4W0-0.761-2.0183D+1.4W0-0.721-1.7374D+1.4W0-0.721-1.7375D+1.4W0-0.761-2.0186D+1.4W0-0.338-0.70411.2D+1.4S0-0.0130.33821.2D+1.4S00.0160.96831.2D+1.4S0-0.00313

5、0.83341.2D+1.4S0-0.003130.83351.2D+1.4S00.0160.96861.2D+1.4S0-0.0130.338由上表知，龙骨传递到支座（找平梁）上的内力，需要抵抗上拔力最大为2.018kN，抵抗压力最大为0.968kN由于每个彩板夹分担两个龙骨支座的反力，则彩板夹需要抵抗上拔力最大为2*2.018=4.1kN需要抵抗压力最大值2*0.968=1.94kN六 夹具与彩钢板的接触分析 图6 YX51-380-760（角驰）型压型钢板图7 接触位置压型钢板作为一种带肋薄壳结构为建筑物整体提供蒙皮效应时，其两个方向的弹性模量和泊松比是不同的，此处假定压型钢板每波都与支

6、承构件可靠连接，并忽略由此问题造成的截面畸变影响和失稳，保证处于理想工作状态。模型通过层壳单元的KEYOPT（11）节点偏置功能使节点描述底面或顶面，避免节点位于中面导致的彩钢板刚度失真。表1 单元类型固定夹彩钢板目标面接触面Solid95Shell99Targe170Conta174/175当壳的曲率半径与厚度之比r/h 20时，属于薄壳结构。有限元模型在压型钢板的褶皱处采用多边形逼近的方法近似圆弧倒角，使整个模型符合连续薄壳定义。接触算法使用扩增的拉格朗日乘子法。压型钢板材料的本构关系定义为双线性随动强化模型，强化模量Es =0.01Es，Es为钢材初始弹性模量。表2 材料参数材料弹性模量E/MPa屈服强度fy/MPa泊松比材质压型钢板2.06e52350.3Q235固定夹7e4900.36063T5图8 有限元模型将A、B、C单点接触和A、B同时接触状态分别记为工况1、2、4、3；材料的屈服判断依据Von Mises屈服准则，其应力和变形结果如图58。图9 工况1局部应力和整体变形分布 在工况1中，终点时刻A、B都超过屈服点。由于固定夹边缘位置造成A点较大的位移梯度，出现应力集中现象，A点成为薄弱部位最先屈服。图10 工况2局部应力和整体变形分布 在工况2中，终点时刻只