體育館單坡采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、正安體育館單坡采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 二一七年三月十五日目錄1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料11.1 幕墻及采光頂設(shè)計(jì)規(guī)范：11.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：11.3 鋁材規(guī)范：11.4 玻璃規(guī)范：21.5 鋼材規(guī)范：21.6 膠類及密封材料規(guī)范：31.7 五金件規(guī)范：31.8 相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法：31.9 建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)(第二版)41.10 土建圖紙：42 基本參數(shù)42.1 采光頂所在地區(qū)42.2 地面粗糙度分類等級(jí)43 采光頂荷載計(jì)算43.1 玻璃采光頂?shù)暮奢d作用說(shuō)明43.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算53.3 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算63.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算73.5 雪荷載設(shè)計(jì)值

2、計(jì)算73.6 采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計(jì)值73.7 采光頂坡面活荷載設(shè)計(jì)值74 選取計(jì)算荷載組合84.1 采光頂計(jì)算中的荷載組合方法84.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk+情況下的荷載組合84.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk-情況下的荷載組合94.4 極限狀態(tài)的荷載確定95 單坡采光頂主龍骨計(jì)算95.1 主龍骨荷載計(jì)算105.2 主龍骨的強(qiáng)度計(jì)算115.3 主龍骨的撓度計(jì)算116 單坡采光頂副龍骨計(jì)算126.1 副龍骨受力分析126.2 副龍骨的抗彎強(qiáng)度計(jì)算136.3 副龍骨的撓度計(jì)算137 采光頂玻璃的計(jì)算147.1 玻璃板塊荷載計(jì)算147.2 玻璃板塊荷載組合177.3 玻璃的強(qiáng)度計(jì)算187.4 玻璃的撓度計(jì)算20

3、8 附錄 常用材料的力學(xué)及其它物理性能22正安體育館·單坡采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 單坡采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.1 幕墻及采光頂設(shè)計(jì)規(guī)范：鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50429-2007玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ336-2016建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2015建筑玻璃采光頂 JG/T231-2007坡屋面工程技術(shù)規(guī)范 GB50693-2011 建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范 DGJ08-56-20121.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：地震震級(jí)的規(guī)定 GB/T17740-1999中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 GB18306-2015鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

4、計(jì)規(guī)范 GB50017-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2010高處作業(yè)吊藍(lán) GB19155-2003工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T97-2011混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 JGJ145-2013混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50367-2013混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2010混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓 JG160-2004建筑材料放射性核素限量 GB6566-2010建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 CECS154：2003鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范 GB50661-2011建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2008建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2012建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一

5、標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2010(2016年版)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50016-2014建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-2010冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018-2002民用建筑設(shè)計(jì)通則 GB50352-20051.3 鋁材規(guī)范：變形鋁及鋁合金化學(xué)成份 GB/T3190-2008建筑用隔熱鋁合金型材 JG175-2011鋁合金建筑型材第1部分基材 GB5237.1-2008鋁合金建筑型材第2部分陽(yáng)極氧化、著色型材 GB5237.2-2008鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材 GB5237.3-2008鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材 GB

6、5237.4-2008鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材 GB5237.5-2008鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材 GB5237.6-2012鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 YS/T431-2009鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求 YS/T437-20091.4 玻璃規(guī)范：鍍膜玻璃 第1部分：陽(yáng)光控制鍍膜玻璃 GB/T18915.1-2013鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃 GB/T18915.2-2013防彈玻璃 GB17840-1999平板玻璃 GB11614-2009建筑用安全玻璃 第3部分：夾層玻璃 GB15763.3-2009建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃 GB15763.

7、2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2009半鋼化玻璃 GB/T17841-2008熱彎玻璃 JC/T915-2003(2014)壓花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-20121.5 鋼材規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005不銹鋼棒 GB/T1220-2007不銹鋼冷加工鋼棒 GB/T4226-2009不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 GB/T3280-2015不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 GB/T4237-2007不銹鋼絲 GB/T4240-2009建筑用不銹鋼絞線 JG/T200-2007不銹鋼小直徑無(wú)縫鋼管 GB/T3090-2000擦窗機(jī)

8、GB19154-2003彩色涂層鋼板和鋼帶 GB/T12754-2006低合金鋼焊條 GB/T5118-2012低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB/T1591-2008建筑幕墻用鋼索壓管接頭 JG/T201-2007耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T4171-2008高碳鉻不銹鋼絲 YB/T096-2015合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-2015金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 GB/T13912-2002冷拔異形鋼管 GB/T3094-2012碳鋼焊條 GB/T5117-2012碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶GB/T912-2008碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼

9、帶GB/T3274-2007優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-20151.6 膠類及密封材料規(guī)范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墻玻璃接縫用密封膠 JC/T882-2001彩色涂層鋼板用建筑密封膠 JC/T884-2001丁基橡膠防水密封膠粘帶 JC/T942-2004工業(yè)用橡膠板 GB/T5574-2008混凝土建筑接縫用密封膠 JC/T881-2001建筑窗用彈性密封劑 JC485-2007建筑密封材料試驗(yàn)方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封膠 JC/T885-2001建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB16776-2005建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 GB/T19686

10、-2005建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條 JG/T174-2014聚氨酯建筑密封膠 JC/T482-2003聚硫建筑密封膠 JC/T483-2006絕熱用巖棉、礦棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定 GB/T529-2008修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑 HG/T3318-2002中空玻璃用彈性密封膠 GB/T29755-2013中空玻璃用丁基熱熔密封膠 JC/T914-2014鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB14907-2002建筑表面用有機(jī)硅防水劑 JC/T902-20021.7 五金件規(guī)范：封閉型沉頭抽芯鉚釘 GB/T12616-2004封閉型平圓頭抽芯鉚釘 GB/T126

11、15-2004緊固件螺栓和螺釘 GB/T5277-1985緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母 GB/T3098.15-2014緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱 GB/T3098.6-2014緊固件機(jī)械性能抽芯鉚釘 GB/T3098.19-2004緊固件機(jī)械性能螺母、粗牙螺紋 GB/T3098.2-2015緊固件機(jī)械性能螺母、細(xì)牙螺紋 GB/T3098.4-2000緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱 GB/T3098.1-2010緊固件機(jī)械性能自攻螺釘 GB/T3098.5-2000緊固件術(shù)語(yǔ)盲鉚釘 GB/T3099.2-2004螺紋緊固件應(yīng)

12、力截面積和承載面積 GB/T16823.1-1997十字槽盤頭螺釘 GB/T818-2000地彈簧 QB/T2697-2005電動(dòng)采光排煙窗 JG189-20061.8 相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法：玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T139-2001玻璃幕墻光學(xué)性能 GB/T18091-2000彩色涂層鋼板和鋼帶試驗(yàn)方法 GB/T13448-2006鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50205-2001混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50204-2015建筑防水材料老化試驗(yàn)方法 GB/T18244-2000建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法 GB/T15227-2007建筑幕墻抗震性能振動(dòng)

13、臺(tái)試驗(yàn)方法 GB/T18575-2001建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 GB/T18250-2000建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50210-2001金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法 GB/T228.1-2010 1.9 建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)(第二版)1.10 土建圖紙：2 基本參數(shù)2.1 采光頂所在地區(qū) 貴州貴陽(yáng)地區(qū)；2.2 地面粗糙度分類等級(jí) 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012) A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)； C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；依照上面

14、分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類地形考慮。3 采光頂荷載計(jì)算3.1 玻璃采光頂?shù)暮奢d作用說(shuō)明玻璃采光頂承受的荷載包括：自重、風(fēng)荷載、雪荷載以及活荷載。(1)自重：包括玻璃、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照以下值估算： 當(dāng)采用單層玻璃時(shí)： 取400N/m2； 當(dāng)采用中空及夾層玻璃時(shí)： 取500N/m2； 當(dāng)采用中空夾層玻璃時(shí)： 取650N/m2； 當(dāng)由于玻璃較厚或龍骨較重，按上面估算不適合的時(shí)候，由人工計(jì)算給定；本例計(jì)算取：0.00065MPa(按假設(shè))；(2)風(fēng)荷載：是垂直作用于采光頂表面的荷載，按GB50009采用； 對(duì)于采光頂結(jié)構(gòu)，荷載作用復(fù)雜，并且可能有時(shí)風(fēng)壓是正，而有時(shí)候是負(fù)，一定范圍內(nèi)的負(fù)

15、壓對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的！因此實(shí)際計(jì)算的時(shí)候要分別考慮并采用其參與組合后的最大值！(3)雪荷載：是指采光頂水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用；(4)活荷載：是指采光頂水平投影面上的活荷載，按GB50009采用； 在實(shí)際工程中，對(duì)上面的幾種荷載，考慮最不利組合，且雪荷載與活荷載不同時(shí)考慮。分項(xiàng)系數(shù)按以下參數(shù)取值： 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)g取： 1.2 風(fēng)荷載向下、自重不起控制作用時(shí)； 1.35 風(fēng)荷載向下、自重起控制作用時(shí)； 1.0 風(fēng)荷載向上時(shí)； 風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取：w：1.4 雪荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。簊：1.4 活荷載的分項(xiàng)系數(shù)取：h：1.43.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-

16、2012)計(jì)算： wk=gzzs1w0 8.1.1-2GB50009-2012上式中： wk：作用在采光頂上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：20m； gz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算： gz=1+2gI10(z/10)- 條文說(shuō)明部分8.6.1GB50009-2012 其中A、B、C、D四類地貌類別截?cái)喔叨确謩e為：5m、10m、15m、30m； A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m； 也就是： 對(duì)A類場(chǎng)地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m； 對(duì)B類場(chǎng)地：當(dāng)z>350m

17、時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m； 對(duì)C類場(chǎng)地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m； 對(duì)D類場(chǎng)地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m，當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m； g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5； I10：10m高名義湍流度，對(duì)應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39； ：地面粗糙度指數(shù)，對(duì)應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22和0.30；對(duì)于C類地形，20m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為： gz=1+2×2.5×0.23×(

18、20/10)-0.22=1.9874 z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說(shuō)明部分8.2.1提供的公式計(jì)算： A類場(chǎng)地：zA=1.284×(z/10)0.24 B類場(chǎng)地：zB=1.000×(z/10)0.30 C類場(chǎng)地：zC=0.544×(z/10)0.44 D類場(chǎng)地：zD=0.262×(z/10)0.60 公式中的截?cái)喔叨群吞荻雀叨扰c計(jì)算陣風(fēng)系數(shù)時(shí)相同，也就是： 對(duì)A類場(chǎng)地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m； 對(duì)B類場(chǎng)地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z

19、=10m； 對(duì)C類場(chǎng)地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m； 對(duì)D類場(chǎng)地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m，當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m；對(duì)于C類地形，20m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=0.544×(20/10)0.44=0.738 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012第8.3.3條：計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)s1： 1 封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用； 2 檐口、雨篷、遮陽(yáng)板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取-2.0； 3 其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)

20、定體型系數(shù)的1.25倍取值。 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012第8.3.4條：計(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的圍護(hù)構(gòu)件風(fēng)荷載時(shí)，局部體型系數(shù)可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用： 1 當(dāng)從屬面積不大于1m2時(shí)，折減系數(shù)取1.0； 2 當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時(shí)，對(duì)墻面折減系數(shù)取0.8，對(duì)局部體型系數(shù)絕對(duì)值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對(duì)其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0； 3 當(dāng)從屬面積大于1m2且小于25m2時(shí)，墻面和絕對(duì)值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對(duì)數(shù)插值，即按下式計(jì)算局部體型系數(shù)： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 8.3.4GB5

21、0009-2012 考慮到采光頂?shù)奶厥庑再|(zhì)：該處的建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，作為屋面結(jié)構(gòu)又與人們的生命安全密切相關(guān)，很難每個(gè)工程都做風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來(lái)準(zhǔn)確決定荷載，而常規(guī)采光結(jié)構(gòu)的風(fēng)載本身就不大，所以在計(jì)算中沒(méi)有按從屬面積進(jìn)行插值折減，而采用了s1(1)值。 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012第8.3.5條：計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時(shí)，建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用： 1 封閉式建筑物，按其外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2； 2 僅一面墻有主導(dǎo)洞口的建筑物： 當(dāng)開(kāi)洞率大于0.02且小于或等于0.10時(shí)，取0.4s1； 當(dāng)開(kāi)洞率大于0.10且小于或等于0.30時(shí)，取0.6s1； 當(dāng)開(kāi)洞率大

22、于0.30時(shí)，取0.8s1； 3 其它情況，應(yīng)按開(kāi)放式建筑物的s1取值； 注：1：主導(dǎo)洞口的開(kāi)洞率是指單個(gè)主導(dǎo)洞口與該墻面全部面積之比； 2：s1應(yīng)取主導(dǎo)洞口對(duì)應(yīng)位置的值； 按如上說(shuō)明，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)體型位置，并依據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)分別考慮其最大和最小兩種情況按規(guī)范選取，對(duì)本例，分別取0、0； w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012附表E.5，按重現(xiàn)期50年，貴州貴陽(yáng)地區(qū)取0.0003MPa； wk+：比較大的風(fēng)荷載體型系數(shù)情況下的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值； wk-：比較小的風(fēng)荷載體型系數(shù)情況下的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)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 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算 w+：比較大的風(fēng)荷載體型系數(shù)情況下的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值； w-：比較小的風(fēng)荷載體型系數(shù)情況下的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值； wk+：比較大的風(fēng)荷載體型系數(shù)情況下的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值； wk-：比較小的風(fēng)荷載體型系數(shù)情況下的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值； w+=1.4×wk+ =1.4×0 =0MPa w-=1.4×wk- =1.4×0 =0MPa3.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 Sk：作用在采光頂上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)

24、 S0：基本雪壓，根據(jù)現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012取值：0.0002MPa. r：屋面積雪分布系數(shù)，按表7.2.1GB50009-2012，為0.85。 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012公式7.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： Sk=r×S0 =0.85×0.0002 =0.00017MPa3.5 雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算 S：雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； S=1.4×Sk =1.4×0.00017 =0.000238MPa3.6 采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計(jì)值 G：采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； Gk：采光頂結(jié)構(gòu)平均自重取0.00065MPa

25、；當(dāng)永久荷載不起控制作用時(shí)： G=1.2×Gk =1.2×0.00065 =0.00078MPa當(dāng)永久荷載起控制作用時(shí)： G=1.35×Gk =1.35×0.00065 =0.000878MPa3.7 采光頂坡面活荷載設(shè)計(jì)值 Q：采光頂坡面活荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； Qk：采光頂坡面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值?。?.0005MPa； Q=1.4×Qk =1.4×0.0005 =0.0007MPa4 選取計(jì)算荷載組合4.1 采光頂計(jì)算中的荷載組合方法 在實(shí)際工程的采光頂結(jié)構(gòu)計(jì)算中，對(duì)上面的幾種荷載，考慮最不利組合，有下面幾種方式，取用其最大值： 1：考

26、慮正風(fēng)壓時(shí)： a.當(dāng)永久荷載起控制作用的時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合： S=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk) b.當(dāng)永久荷載不起控制作用的時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合： S=1.2Gk+1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk) (風(fēng)荷載為第一可變荷載時(shí))； S=1.2Gk+1.4Sk(或Qk)+0.6×1.4wk (風(fēng)荷載非第一可變荷載時(shí))； 2：考慮負(fù)風(fēng)壓時(shí)： 按下面公式進(jìn)行荷載組合： S=1.0Gk+1.4wk特殊說(shuō)明 ： 1：雪荷載與活荷載不同時(shí)考慮，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)體型位置，風(fēng)載可能為正、負(fù)或0。因?yàn)樨?fù)風(fēng)壓在某些情況下對(duì)結(jié)

27、構(gòu)反而是有利的，所以如果絕對(duì)值最大的情況是負(fù)數(shù)狀態(tài)下產(chǎn)生的，還要計(jì)算風(fēng)載為正(或零)時(shí)的情況，需要分別計(jì)算兩種狀態(tài)，并以其最危險(xiǎn)狀態(tài)來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及選取材料。 2：對(duì)于采光頂?shù)娘L(fēng)荷載，具體地說(shuō)，有如下幾種工況可能： a.體型系數(shù)都為正，在這種情況下，因?yàn)樯婕暗侥膫€(gè)荷載是第一可變荷載，所以也要分別計(jì)算； b.體型系數(shù)一正一負(fù)，這種情況下無(wú)法簡(jiǎn)單判定哪種最為危險(xiǎn)，要分別計(jì)算之后才能確定； c.體型系數(shù)為雙負(fù)，這種情況下需要考慮絕對(duì)值最大的情況下的荷載組合，還要考慮一種零風(fēng)壓的時(shí)候的荷載組合； d.體型系數(shù)只有負(fù)向，則同時(shí)要考慮零風(fēng)壓的情況的荷載組合； 3：后面計(jì)算部分的wk+與wk-只是表示兩種極限情

28、況，不表示正負(fù)關(guān)系，在實(shí)際工程中，有如下幾種可能： a.當(dāng)兩種工況都為正壓的時(shí)候，wk+表示風(fēng)荷載體型系數(shù)較大一種情況，wk-則表示較小一種； b.當(dāng)兩種工況一正一負(fù)的時(shí)候，wk+表示正風(fēng)壓，wk-表示為負(fù)風(fēng)壓； c.當(dāng)兩種工況都為負(fù)的時(shí)候，wk+按零風(fēng)壓取值，wk-表示為絕對(duì)值最大的負(fù)風(fēng)壓；4.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk+情況下的荷載組合 取自重、風(fēng)荷載和活荷載組合： 第一可變荷載為：風(fēng)荷載 第二可變荷載為：活荷載所以，組合值系數(shù)依次為： 永久荷載組合值系數(shù)取：g：1.0 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)?。簑：0.6 雪荷載的組合值系數(shù)取：s：0 活荷載的組合值系數(shù)?。篽：0.7 qA1：該情況下作用在采光頂

29、表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合： G+w=0.000878+0.6×0 =0.000878MPa轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： 0.000878/cos30°=0.001014MPa再與活荷載組合，得： qA1=(0.001014+0.7×0.0007)×cos30° =0.001303MPa4.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk-情況下的荷載組合 取自重、風(fēng)荷載和活荷載組合： 第一可變荷載為：風(fēng)荷載 第二可變荷載為：活荷載所以，組合值系數(shù)依次為： 永久荷載組合值系數(shù)取：g：1.0 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)?。簑：0.6 雪荷載的組合值系數(shù)?。簊

30、：0 活荷載的組合值系數(shù)?。篽：0.7 qA2：該種情況下作用在采光頂表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合： G+w=0.000878+0.6×0 =0.000878MPa轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： 0.000878/cos30°=0.001014MPa再與活荷載組合，得： qA2=(0.001014+0.7×0.0007)×cos30° =0.001303MPa4.4 極限狀態(tài)的荷載確定 對(duì)比qA1和qA2，可以看到wk-情況下是結(jié)構(gòu)的最不利情況，結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)該以此進(jìn)行。5 單坡采光頂主龍骨計(jì)算基本參數(shù)： 1：L=4000mm；

31、 2：=30°； 3：分格寬度：B=1500mm； 4：型材選擇： 材料名稱：鋼管120×80×6，Q235； 截面面積A：2256mm2； 抗彎矩W：73030mm3； 慣性矩I：4381600mm4； 單坡采光頂?shù)闹鼾埞窃O(shè)計(jì)計(jì)算，受力單元的主龍骨用斜梁計(jì)算簡(jiǎn)圖分析內(nèi)力，并按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算截面強(qiáng)度。計(jì)算模型如下：5.1 主龍骨荷載計(jì)算(1)荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合：取自重、風(fēng)荷載和活荷載設(shè)計(jì)值組合。 qkA：作用在采光頂表面的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； qk：作用在采光頂表面的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(N/mm)； B：分格寬度(mm)；先取自重和風(fēng)荷載組合： Gk+wk=0.00

32、065+0.6×0 =0.00065MPa轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： 0.00065/cos30°=0.000751MPa再與活荷載組合，得： qkA=(0.000751+0.7×0.0005)×cos30° =0.000953MPa qk=qkA×B =0.000953×1500 =1.43N/mm(2)荷載設(shè)計(jì)值組合：取自重、風(fēng)荷載和活荷載設(shè)計(jì)值組合。 qA：作用在采光頂表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； q：作用在采光頂表面的線荷載設(shè)計(jì)值組合(N/mm)； B：分格寬度(mm)；先取自重和風(fēng)荷載組合： G+w=0.000

33、878+0.6×0 =0.000878MPa轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： 0.000878/cos30°=0.001014MPa再與活荷載組合，得： qA=(0.001014+0.7×0.0007)×cos30° =0.001303MPa q=qA×B =0.001303×1500 =1.954N/mm5.2 主龍骨的強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù)： =N/A+M/Wf單坡采光頂?shù)淖畲髲澗卦诳缰校?f：選擇的龍骨材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)； L1：斜梁長(zhǎng)度(mm)； ：采光頂與水平面的夾角(度)； NL/2：跨中截面的軸力(N)； ML/2

34、：跨中截面的彎矩(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：材料的截面面積(mm2)； W：材料的截面抗彎矩(mm3) ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合

35、金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)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，材料的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求！5.3 主龍骨的撓度計(jì)算 df=5qkL14/384EIdf,lim 其中： df：斜梁的撓度計(jì)算值(mm)； qk：作用在采光頂表面的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(N/mm)； L1：斜梁長(zhǎng)度(mm)； E：材料的彈性模量(Mpa)； I：材料的慣性矩(mm4)； df,lim：材料的撓度限值，對(duì)鋼材取跨度的1/250，對(duì)鋁材取跨度的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，撓度滿足要求！6 單坡采光頂副龍骨計(jì)算基本參數(shù)： 1：副龍骨跨度：B=1500mm； 2：副龍骨上分格高：H1=1600mm； 副龍骨下分格高：H2=1600mm； 3：副龍骨計(jì)算間距：H=1600mm； 4：型材選擇： 材料名稱：鋼管80×80×4，Q235； 抗彎矩Wx：29350mm3； 抗彎矩Wy：29350m

37、m3； 慣性矩Ix：1173800mm4； 慣性矩Iy：1173800mm4；6.1 副龍骨受力分析(1)副龍骨在平行于玻璃平面的組合荷載作用下的彎矩(取自重和活荷載組合)： qxk：平行于玻璃平面的線組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； H1：副龍骨上分格高(mm)； qxk=(Gk+0.7×Qk)×H1×sin =(0.00065+0.7×0.0005)×1600×sin =0.8N/mm qx：平行于玻璃平面的線組合荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)； H1：副龍骨上分格高(mm)； qx=(G+0.7×Q)×H1×s

38、in =(0.000878+0.7×0.0007)×1600×sin =1.094N/mm Mx：副龍骨在平行于玻璃平面的組合荷載作用下的彎矩(N·mm)； B：副龍骨跨度(mm)； Mx=qxB2/8 =1.094×15002/8 =307687.5N·mm(2)副龍骨在垂直于玻璃平面的組合荷載作用下的彎矩(取風(fēng)、自重和活荷載組合)：由于BH，因此在此方向上橫框受力是三角形荷載： qkA：作用在采光頂表面的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； qyk：作用在采光頂表面的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(N/mm)； B：副龍骨跨度(mm)； H：副龍骨計(jì)算間

39、距(mm)； qyk=qkAB =0.000953×1500 =1.43N/mm qA：作用在采光頂表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； qy：作用在采光頂表面的線荷載設(shè)計(jì)值組合(N/mm)； qy=qAB =0.001303×1500 =1.954N/mm My：副龍骨在垂直于玻璃平面的組合荷載作用下的彎矩(N·mm)； B：副龍骨跨度(mm)； My=qyB2/12 =1.954×15002/12 =366375N·mm6.2 副龍骨的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按副龍骨抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足： Mx/xWnx+My/yWnyf 6.2.4JGJ102-20

40、03上式中： Mx：副龍骨繞X軸方向的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； My：副龍骨繞Y軸方向的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； Wnx：副龍骨繞X軸方向的凈截面抵抗矩(mm3)； Wny：副龍骨繞Y軸方向的凈截面抵抗矩(mm3)； x，y：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； f：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa。 Mx/xWnx+My/yWny=307687.5/1.05

41、/29350+366375/1.05/29350 =21.873MPa215MPa(Q235)副龍骨抗彎強(qiáng)度滿足要求。6.3 副龍骨的撓度計(jì)算(1)副龍骨在平行于采光頂表面方向的撓度計(jì)算： dfx：副龍骨在平行于采光頂表面方向的撓度計(jì)算值(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，取206000MPa； Ix：繞X軸慣性矩(mm4)； dfx=5qxkB4/384EIx =5×0.8×15004/384/206000/1173800 =0.218mm(2)副龍骨在垂直于采光頂表面方向的撓度計(jì)算： dfy：副龍骨在垂直于采光頂表面方向的撓度計(jì)算值(mm)； E：型材的彈性模量(

42、MPa)，對(duì)取206000MPa； Iy：繞Y軸慣性矩(mm4)； dfy=qykB4/120EIy =1.43×15004/120/206000/1173800 =0.249mm df,lim：按規(guī)范要求，副龍骨的撓度限值(mm)； 按相關(guān)規(guī)范： 鋁材副龍骨的相對(duì)撓度不應(yīng)大于跨度的1/180； 鋼材副龍骨的相對(duì)撓度不應(yīng)大于跨度的1/250； df,lim=B/250=1500/250=6mm因此： 副龍骨在平行于采光頂表面方向的撓度滿足規(guī)范要求； 副龍骨在垂直于采光頂表面方向的撓度滿足規(guī)范要求；7 采光頂玻璃的計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：20m； 2：板面尺寸：寬×高

43、=B×H=1500mm×1800mm； 3：玻璃配置：中空+內(nèi)夾層玻璃：8+8+PVB+8mm； 4：玻璃形式：中空+內(nèi)夾層；模型簡(jiǎn)圖為：7.1 玻璃板塊荷載計(jì)算(1)外片玻璃自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值： GAk1：外片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； t1：外片玻璃厚度(mm)； g：玻璃的體積密度(N/mm3)； GAk1=g×t1 =0.0000256×8 =0.000205MPa(2)外片玻璃自重荷載設(shè)計(jì)值： GA1：外片玻璃自重設(shè)計(jì)值(僅指玻璃)(MPa)； GAk1：外片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； GA1=1×GAk1 =1&

44、#215;0.000205 =0.000205MPa(3)內(nèi)片玻璃自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值： GAk2：內(nèi)片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)； g：玻璃的體積密度(N/mm3)； GAk2=g×t2 =0.0000256×8 =0.000205MPa(4)內(nèi)片玻璃自重荷載設(shè)計(jì)值： GA2：內(nèi)片玻璃自重設(shè)計(jì)值(僅指玻璃)(MPa)； GAk2：內(nèi)片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； GA2=1×GAk2 =1×0.000205 =0.000205MPa(5)中片玻璃自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值： GAk3：中片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； t3：中片玻璃厚度(mm)； g：玻璃的體積密度(N/mm3)； GAk3=g×t3 =0.0000256×8 =0.000205MPa(6)中片玻璃自重荷載設(shè)計(jì)值： GA3：中片玻璃自重設(shè)計(jì)值(僅指玻璃)(MPa)； GAk3：中片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； GA3=1×GAk3 =1×0.000205 =0.000205MPa(7)分配到內(nèi)、外、中三片玻璃上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： wk1：分配到外片玻璃上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；