采光顶设计计算书

1、 采光顶钢结构工程设计计算书设计： 校对： 审核： 批准： 广州市建筑科学研究院新技术开发中心有限公司二零一三年七月采光顶钢结构设计计算承受荷载计算荷载作用说明承受的荷载包括：恒载、风荷载、雪荷载以及活荷载。(1)恒载：包括玻璃及附件等的自重，取0.5KN/m2计算：转换为单元线荷载qd1=0.5*0.85=0.43KN/m, qd2=0.5*1.2=0.6KN/m(2)活荷载：取0.5KN/m2；(3)雪荷载：按GB50009采用；Sk：作用在雨篷上的雪荷载标准值(MPa) S0：基本雪压，根据现行GB50009-2012取值，宁波地区50年一遇最大积雪的自重：0.0003MPa. r：屋面

2、积雪分布系数，按表6.2.1GB50009-2012，为2.0。 根据GB50009-2012屋面雪荷载标准值为： Sk=rS0 =2.0*0.0003 =0.0006Mpa雪荷载大于活荷载，荷载组合时取雪荷载,转换为单元线荷载qL1=0.6*0.85=0.51KN/m(4)风荷载：按建筑结构荷载规范(GB50009-20012)计算： wk=gzzsw0 Z：计算点标高：10.2m； gz：瞬时风压的阵风系数；对于B类地形，10.2m高度处瞬时风压的阵风系数： gz=1.7772对于B类地形，10.2m高度处风压高度变化系数： z=1.0064 s：风压体型系数，按规范，取s1=-0.6（屋

3、面），s2=-1.2（墙面）；w0：基本风压值(MPa)，根据现行GB50009-2012附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，宁波地区取0.00050MPa； wk1=gzzs1w0 =1.7772*1.0064*（-0.6）*0.0005 =0.00054Mpa根据建筑幕墙，对于玻璃结构屋面，计算时风压标准值不小于1.5Kpa，取wk1=1.5KN/m2，转换为单元荷载1.5*0.85=1.28KN/m wk2=gzzs2w0 =1.7772*1.0064*（-1.2）*0.0005 =-0.00107Mpa转换为单元荷载1.07*1.4=1.56KN/m结构计算计算

4、简图计算简图 (圆表示支座，数字为节点号)节点编号图单元编号图几何信息 各节点信息如下表：节点号x坐标(m)y坐标(m)z坐标(m)x向约束y向约束z向约束绕x约束绕y约束绕z约束11.2750.1272.515 22.5500.1272.515 30.0000.1272.515 41.2750.1270.515 52.5500.1270.515 60.0000.1270.515 71.2750.1270.015 82.5500.1270.015 90.0000.1270.015 101.2750.1273.015 112.5500.1273.015 120.0000.1273.015 132

5、.5503.5273.215 141.2753.5273.215 150.0003.5273.215 161.2750.127-0.085 172.5500.127-0.085 180.0000.127-0.085 190.0000.9773.065 200.0001.8273.115 210.0002.6773.165 221.2750.9773.065 231.2751.8273.115 241.2752.6773.165 252.5500.9773.065 262.5501.8273.115 272.5502.6773.165 各单元信息如下表：单元号截面名称长度(m)面积(mm2)绕2

6、轴惯性矩(x104mm4)绕3轴惯性矩(x104mm4)绕2轴计算长度系数绕3轴计算长度系数小节点释放大节点释放1口80 x80 x41.27512161171172.0001.0002口80 x80 x41.27512161171172.0001.0003口80 x80 x41.27512161171172.0001.0004口80 x80 x41.27512161171172.0001.0005口80 x80 x41.27512161171172.0001.0006口80 x80 x41.27512161171172.0001.0007口80 x80 x41.27512161171171.

7、0001.0008口80 x80 x41.27512161171171.0001.0009口120 x80 x40.85115361643091.0004.00010口120 x80 x40.50015361643090.9515.46911口120 x80 x40.10015361643090.99127.34612口120 x80 x40.85115361643091.0004.00013口120 x80 x40.85115361643091.0004.00014口120 x80 x42.00015361643090.9231.36715口120 x80 x40.5001536164309

8、0.8545.46916口120 x80 x42.00015361643090.8661.36717口120 x80 x40.50015361643090.9135.46918口120 x80 x40.10015361643090.98227.34619口120 x80 x40.50015361643090.9155.46920口120 x80 x42.00015361643090.9231.36721口120 x80 x40.50015361643090.9515.46922口120 x80 x40.10015361643090.99127.34623口120 x80 x40.5001536

9、1643090.9155.46924口120 x80 x40.85115361643091.0004.00025口120 x80 x40.85115361643091.0004.00026口120 x80 x40.85115361643091.0004.00027口120 x80 x40.85115361643091.0004.00028口120 x80 x40.85115361643091.0004.00029口120 x80 x40.85115361643091.0004.00030口120 x80 x40.85115361643091.0004.00031口120 x80 x40.851

100004.00032口120 x80 x40.85115361643091.0004.00033口80 x80 x41.27512161171171.0001.00034口80 x80 x41.27512161171171.0001.00035口80 x80 x41.27512161171171.0001.00036口80 x80 x41.27512161171171.0001.00037口80 x80 x41.27512161171171.0001.00038口80 x80 x41.27512161171171.0001.00039口80 x80 x41.275121

11、61171171.0001.00040口80 x80 x41.27512161171171.0001.000荷载信息 (一). (恒、活、风) 节点、单元荷载信息 1.节点荷载 2.单元荷载 (1).工况号: 0 *输入荷载库中的荷载: 序号类型方向Q1(kN)Q2(kN.m)X1(mm)X2(mm)1分布荷载Z-0.4-0.40.00.02分布荷载Z-0.6-0.60.00.0 单元荷载分布图: 单元荷载序号1分布图（实线表示荷载作用的单元）单元荷载序号2分布图（实线表示荷载作用的单元） (2).工况号: 1 *输入荷载库中的荷载: 序号类型方向Q1(kN)Q2(kN.m)X1(mm)X2(

12、mm)1分布荷载Z-0.5-0.50.00.0 单元荷载分布图: 单元荷载序号1分布图（实线表示荷载作用的单元） (3).工况号: 2 *输入荷载库中的荷载: 序号类型方向Q1(kN)Q2(kN.m)X1(mm)X2(mm)1分布荷载Z1.31.30.00.02分布荷载Y-1.6-1.60.00.0 单元荷载分布图: 单元荷载序号1分布图（实线表示荷载作用的单元）单元荷载序号2分布图（实线表示荷载作用的单元） *以下为单元荷载图: 单位：力(kN)；分布力(kN/m)；弯距(kN.m)；分布弯距(kN.m/m)第 0 工况单元荷载简图第 1 工况单元荷载简图第 2 工况单元荷载简图 (二).

13、其它荷载信息 (三). 荷载组合(1) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 (2) 1.20 恒载 + 1.40 风载工况2 (3) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.90 活载工况1 + 1.40 x 0.90 风载工况2内力位移计算结果 (一). 内力 1.工况内力 2.组合内力 3.最不利内力各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kN、kN.m)节点号控制组合号组合序号NxNyNzMxMyMzNx最大110.0-0.53.70.00.00.0Ny最大21-0.07.1-2.20.00.00.0Nz最大110.0-0.53.70.00.00.0Mx最大110.0-0.53.70.

14、00.00.0My最大110.0-0.53.70.00.00.0Mz最大110.0-0.53.70.00.00.013合力最大21-0.07.1-2.20.00.00.0Nx最小21-0.07.1-2.20.00.00.0Ny最小110.0-0.53.70.00.00.0Nz最小21-0.07.1-2.20.00.00.0Mx最小110.0-0.53.70.00.00.0My最小110.0-0.53.70.00.00.0Mz最小110.0-0.53.70.00.00.0Nx最大310.09.3-0.50.00.00.0Ny最大210.010.8-4.30.00.00.0Nz最大110.0-0.

15、86.40.00.00.0Mx最大110.0-0.86.40.00.00.0My最大110.0-0.86.40.00.00.0Mz最大110.0-0.86.40.00.00.014合力最大210.010.8-4.30.00.00.0Nx最小110.0-0.86.40.00.00.0Ny最小110.0-0.86.40.00.00.0Nz最小210.010.8-4.30.00.00.0Mx最小110.0-0.86.40.00.00.0My最小110.0-0.86.40.00.00.0Mz最小110.0-0.86.40.00.00.0Nx最大210.07.1-2.20.00.00.0Ny最大210.

16、07.1-2.20.00.00.0Nz最大11-0.0-0.53.70.00.00.0Mx最大11-0.0-0.53.70.00.00.0My最大11-0.0-0.53.70.00.00.0Mz最大11-0.0-0.53.70.00.00.015合力最大210.07.1-2.20.00.00.0Nx最小11-0.0-0.53.70.00.00.0Ny最小11-0.0-0.53.70.00.00.0Nz最小210.07.1-2.20.00.00.0Mx最小11-0.0-0.53.70.00.00.0My最小11-0.0-0.53.70.00.00.0Mz最小11-0.0-0.53.70.00.0

17、0.0Nx最大210.08.5-3.70.00.00.0Ny最大210.08.5-3.70.00.00.0Nz最大110.00.711.00.00.00.0Mx最大110.00.711.00.00.00.0My最大110.00.711.00.00.00.0Mz最大110.00.711.00.00.00.016合力最大110.00.711.00.00.00.0Nx最小110.00.711.00.00.00.0Ny最小110.00.711.00.00.00.0Nz最小210.08.5-3.70.00.00.0Mx最小110.00.711.00.00.00.0My最小110.00.711.00.00

18、.00.0Mz最小110.00.711.00.00.00.0Nx最大21-0.44.5-3.10.00.00.0Ny最大21-0.44.5-3.10.00.00.0Nz最大11-0.50.67.20.00.00.0Mx最大11-0.50.67.20.00.00.0My最大11-0.50.67.20.00.00.0Mz最大11-0.50.67.20.00.00.017合力最大11-0.50.67.20.00.00.0Nx最小11-0.50.67.20.00.00.0Ny最小11-0.50.67.20.00.00.0Nz最小21-0.44.5-3.10.00.00.0Mx最小11-0.50.67.

19、20.00.00.0My最小11-0.50.67.20.00.00.0Mz最小11-0.50.67.20.00.00.0Nx最大110.50.67.20.00.00.0Ny最大210.44.5-3.10.00.00.0Nz最大110.50.67.20.00.00.0Mx最大110.50.67.20.00.00.0My最大110.50.67.20.00.00.0Mz最大110.50.67.20.00.00.018合力最大110.50.67.20.00.00.0Nx最小210.44.5-3.10.00.00.0Ny最小110.50.67.20.00.00.0Nz最小210.44.5-3.10.00

20、.00.0Mx最小110.50.67.20.00.00.0My最小110.50.67.20.00.00.0Mz最小110.50.67.20.00.00.0轴力 N 包络图(单位：kN)弯距 M3 包络图(单位：kN.m)轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M3112210.00011.3-5.30.0-0.0-0.0-4.1227210.00011.0-2.8-0.0-0.00.0-0.2328210.00010.9-0.5-0.0-0.00.01.8429210.85110.7-1.9-0.00

21、.0-0.01.9515210.5007.6-7.90.00.00.04.2613210.0007.3-4.00.50.1-0.3-3.379210.0007.3-4.0-0.5-0.10.3-3.3830210.0007.3-2.40.1-0.1-0.1-0.2924210.0007.3-2.4-0.10.10.1-0.21031210.0007.2-0.6-0.00.00.01.4轴力 N 最小的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M3118110.100-11.0-0.7-0.00.00.00.021711

22、0.500-9.8-0.70.0-0.00.0-0.1316112.000-8.6-0.70.00.00.0-0.4415110.000-7.30.9-0.00.00.0-1.8511110.100-7.2-0.6-0.5-0.00.00.0622110.100-7.2-0.60.5-0.0-0.0-0.0710110.500-6.7-0.6-0.30.0-0.1-0.1821110.500-6.7-0.60.3-0.00.1-0.1914112.000-6.1-0.6-0.00.0-0.0-0.41020112.000-6.1-0.60.0-0.00.0-0.4弯距 M3 最大的前 10 个

23、单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M3115210.5007.6-7.90.00.00.04.2223210.5005.1-5.80.4-0.20.23.3319210.5005.1-5.8-0.40.2-0.23.3412110.000-1.25.3-0.00.00.02.3529210.85110.7-1.9-0.00.0-0.01.9628210.42610.8-0.0-0.0-0.00.01.9713110.000-0.84.30.0-0.2-0.01.889110.000-0.84.3-0.00.20.01.89

24、27210.85111.0-1.8-0.0-0.0-0.01.81025210.4977.2-0.00.0-0.0-0.01.6弯距 M3 最小的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M3112210.00011.3-5.30.0-0.0-0.0-4.1213210.0007.3-4.00.50.1-0.3-3.339210.0007.3-4.0-0.5-0.10.3-3.3427110.851-0.91.3-0.00.0-0.0-3.2528110.000-0.8-0.0-0.0-0.00.0-3.2625110

25、.000-0.60.00.00.0-0.0-2.8731110.000-0.60.0-0.0-0.00.0-2.8824110.851-0.61.10.0-0.10.0-2.8930110.851-0.61.1-0.00.1-0.0-2.81029110.851-0.62.8-0.0-0.0-0.0-2.8 (二). 位移 1.工况位移 2.组合位移“X向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和12110.0-0.9-0.00.92311-0.0-0.9-0.00.931111-0.00.0-0.00.0412110.00.0

26、-0.00.052521-0.0-0.10.40.4619210.0-0.10.40.476110.0-0.7-0.00.78511-0.0-0.7-0.00.79821-0.0-0.30.00.3109210.0-0.30.00.3“Y向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和14310.0-1.9-0.01.926310.0-1.6-0.01.63531-0.0-1.6-0.01.641310.0-1.20.01.25331-0.0-1.10.01.162310.0-1.10.01.17731-0.0-0.3-0.00.3

27、89310.0-0.3-0.00.39831-0.0-0.3-0.00.3102311-0.00.2-4.24.2“Z向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和12311-0.00.2-4.24.222011-0.00.2-3.73.7326110.00.2-3.73.742411-0.00.2-3.13.152111-0.00.2-2.82.8627110.00.2-2.82.872211-0.00.2-2.72.7819110.00.1-2.42.492511-0.00.1-2.42.4101011-0.00.0-0.10

28、.1“合位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和12311-0.00.2-4.24.222011-0.00.2-3.73.7326110.00.2-3.73.742411-0.00.2-3.13.152111-0.00.2-2.82.8627110.00.2-2.82.872211-0.00.2-2.72.7819110.00.1-2.42.492511-0.00.1-2.42.4104310.0-1.9-0.01.9设计验算结果 本工程有1种材料：Q235钢(A3钢) 设计验算结果表 (强度和整体稳定为(应力/设计强度)单元

29、号强度绕2轴整体稳定绕3轴整体稳定绕2轴抗剪应力比绕3轴抗剪应力比绕2轴长细比绕3轴长细比绕2轴W/l绕3轴W/l结果10.070.070.070.010.0282411/598931/14929满足20.070.070.070.010.0282411/598931/14929满足30.060.060.060.010.0282411/531171/9408满足40.060.060.060.010.0282411/531171/9408满足50.090.090.090.010.0282411/572631/20065满足60.090.090.090.010.0282411/572631/20065满足70.090.090.090.010.0241411/278571/17686满足80.090.090.090.010.0241411/278571/17686满足90.340.340.340.040.0126761/14421/37487满足100.190.190.190.030.0015611/19640满足110.050.050.050.040.013611/107240满足120.390.3