采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、采光頂鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 廣州市建筑科學(xué)研究院新技術(shù)開(kāi)發(fā)中心有限公司二零一三年七月1 / 19第1章 采光頂鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1.1 承受荷載計(jì)算1.1.1 荷載作用說(shuō)明承受的荷載包括：恒載、風(fēng)荷載、雪荷載以及活荷載。(1)恒載：包括玻璃及附件等的自重，取0.5KN/m2計(jì)算：轉(zhuǎn)換為單元線荷載qd1=0.5*0.85=0.43KN/m, qd2=0.5*1.2=0.6KN/m(2)活荷載：取0.5KN/m2；(3)雪荷載：按GB50009采用；Sk：作用在雨篷上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa) S0：基本雪壓，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50

2、009-2012取值，寧波地區(qū)50年一遇最大積雪的自重：0.0003MPa. r：屋面積雪分布系數(shù)，按表6.2.1GB50009-2012，為2.0。 根據(jù)<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-2012屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： Sk=r×S0 =2.0*0.0003 =0.0006Mpa雪荷載大于活荷載，荷載組合時(shí)取雪荷載,轉(zhuǎn)換為單元線荷載qL1=0.6*0.85=0.51KN/m(4)風(fēng)荷載：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-20012)計(jì)算： wk=gzzsw0 Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：10.2m； gz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；對(duì)于B類地形，10.2m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓

3、的陣風(fēng)系數(shù)： gz=1.7772對(duì)于B類地形，10.2m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=1.0064 s：風(fēng)壓體型系數(shù)，按規(guī)范，取s1=-0.6（屋面），s2=-1.2（墻面）；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D.4(全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期50年，寧波地區(qū)取0.00050MPa； wk1=gzzs1w0 =1.7772*1.0064*（-0.6）*0.0005 =0.00054Mpa根據(jù)建筑幕墻，對(duì)于玻璃結(jié)構(gòu)屋面，計(jì)算時(shí)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值不小于1.5Kpa，取wk1=1.5KN/m2，轉(zhuǎn)換為單元荷載1.5*

4、0.85=1.28KN/m wk2=gzzs2w0 =1.7772*1.0064*（-1.2）*0.0005 =-0.00107Mpa轉(zhuǎn)換為單元荷載1.07*1.4=1.56KN/m1.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算1.2.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖 (圓表示支座，數(shù)字為節(jié)點(diǎn)號(hào))節(jié)點(diǎn)編號(hào)圖單元編號(hào)圖1.2.2 幾何信息 各節(jié)點(diǎn)信息如下表：節(jié)點(diǎn)號(hào)x坐標(biāo)(m)y坐標(biāo)(m)z坐標(biāo)(m)x向約束y向約束z向約束繞x約束繞y約束繞z約束11.2750.1272.515 22.5500.1272.515 30.0000.1272.515 41.2750.1270.515 52.5500.1270.515 60.0000.1270

5、.515 71.2750.1270.015 82.5500.1270.015 90.0000.1270.015 101.2750.1273.015 112.5500.1273.015 120.0000.1273.015 132.5503.5273.215 141.2753.5273.215 150.0003.5273.215 161.2750.127-0.085 172.5500.127-0.085 180.0000.127-0.085 190.0000.9773.065 200.0001.8273.115 210.0002.6773.165 221.2750.9773.065 231.275

6、1.8273.115 241.2752.6773.165 252.5500.9773.065 262.5501.8273.115 272.5502.6773.165 各單元信息如下表：?jiǎn)卧?hào)截面名稱長(zhǎng)度(m)面積(mm2)繞2軸慣性矩(x104mm4)繞3軸慣性矩(x104mm4)繞2軸計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)繞3軸計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)小節(jié)點(diǎn)釋放大節(jié)點(diǎn)釋放1口80x80x41.27512161171172.0001.000-2口80x80x41.27512161171172.0001.000-3口80x80x41.27512161171172.0001.000-4口80x80x41.27512161171172.

7、0001.000-5口80x80x41.27512161171172.0001.000-6口80x80x41.27512161171172.0001.000-7口80x80x41.27512161171171.0001.000-8口80x80x41.27512161171171.0001.000-9口120x80x40.85115361643091.0004.000-10口120x80x40.50015361643090.9515.469-11口120x80x40.10015361643090.99127.346-12口120x80x40.85115361643091.0004.000-13口

8、120x80x40.85115361643091.0004.000-14口120x80x42.00015361643090.9231.367-15口120x80x40.50015361643090.8545.469-16口120x80x42.00015361643090.8661.367-17口120x80x40.50015361643090.9135.469-18口120x80x40.10015361643090.98227.346-19口120x80x40.50015361643090.9155.469-20口120x80x42.00015361643090.9231.367-21口120

9、x80x40.50015361643090.9515.469-22口120x80x40.10015361643090.99127.346-23口120x80x40.50015361643090.9155.469-24口120x80x40.85115361643091.0004.000-25口120x80x40.85115361643091.0004.000-26口120x80x40.85115361643091.0004.000-27口120x80x40.85115361643091.0004.000-28口120x80x40.85115361643091.0004.000-29口120x80

10、x40.85115361643091.0004.000-30口120x80x40.85115361643091.0004.000-31口120x80x40.85115361643091.0004.000-32口120x80x40.85115361643091.0004.000-33口80x80x41.27512161171171.0001.000-34口80x80x41.27512161171171.0001.000-35口80x80x41.27512161171171.0001.000-36口80x80x41.27512161171171.0001.000-37口80x80x41.27512

11、161171171.0001.000-38口80x80x41.27512161171171.0001.000-39口80x80x41.27512161171171.0001.000-40口80x80x41.27512161171171.0001.000-1.2.3 荷載信息 (一). (恒、活、風(fēng)) 節(jié)點(diǎn)、單元荷載信息 1.節(jié)點(diǎn)荷載 2.單元荷載 (1).工況號(hào): 0 *輸入荷載庫(kù)中的荷載: 序號(hào)類型方向Q1(kN)Q2(kN.m)X1(mm)X2(mm)1分布荷載Z-0.4-0.40.00.02分布荷載Z-0.6-0.60.00.0 單元荷載分布圖: 單元荷載序號(hào)1分布圖（實(shí)線表示荷載作用的

12、單元）單元荷載序號(hào)2分布圖（實(shí)線表示荷載作用的單元） (2).工況號(hào): 1 *輸入荷載庫(kù)中的荷載: 序號(hào)類型方向Q1(kN)Q2(kN.m)X1(mm)X2(mm)1分布荷載Z-0.5-0.50.00.0 單元荷載分布圖: 單元荷載序號(hào)1分布圖（實(shí)線表示荷載作用的單元） (3).工況號(hào): 2 *輸入荷載庫(kù)中的荷載: 序號(hào)類型方向Q1(kN)Q2(kN.m)X1(mm)X2(mm)1分布荷載Z1.31.30.00.02分布荷載Y-1.6-1.60.00.0 單元荷載分布圖: 單元荷載序號(hào)1分布圖（實(shí)線表示荷載作用的單元）單元荷載序號(hào)2分布圖（實(shí)線表示荷載作用的單元） *以下為單元荷載圖: 單位：

13、力(kN)；分布力(kN/m)；彎距(kN.m)；分布彎距(kN.m/m)第 0 工況單元荷載簡(jiǎn)圖第 1 工況單元荷載簡(jiǎn)圖第 2 工況單元荷載簡(jiǎn)圖 (二). 其它荷載信息 (三). 荷載組合(1) 1.20 恒載 + 1.40 活載工況1 (2) 1.20 恒載 + 1.40 風(fēng)載工況2 (3) 1.20 恒載 + 1.40 x 0.90 活載工況1 + 1.40 x 0.90 風(fēng)載工況21.2.4 內(nèi)力位移計(jì)算結(jié)果 (一). 內(nèi)力 1.工況內(nèi)力 2.組合內(nèi)力 3.最不利內(nèi)力各效應(yīng)組合下最大支座反力設(shè)計(jì)值(單位：kN、kN.m)節(jié)點(diǎn)號(hào)控制組合號(hào)組合序號(hào)NxNyNzMxMyMzNx最大110.0

14、-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110.0-0.53.70.00.00.0My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

15、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110.0-0.86.40.00.00.0Mx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

16、.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210.07.1-2.20.00.00.0Nz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.

17、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11-0.0-0.53.70.00.00.0Nx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

18、.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110.00.711.00.00.00.0Mz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

19、-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11-0.50.67.20.00.00.0My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.

20、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210.44.5-3.10.00.00.0Mx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軸力 N 包絡(luò)圖(單位：kN)彎距 M3 包絡(luò)圖(單位：kN.m)軸力 N 最大的前 10 個(gè)單元的內(nèi)力 (單位：M,KN,KN.M)序號(hào)單元號(hào)組合號(hào)組合序位置軸力N剪力Q2剪力Q3扭矩M彎距M2彎距M3112210.00011.3-5.30.0-0.0-0.0-4.1227

21、210.00011.0-2.8-0.0-0.00.0-0.2328210.00010.9-0.5-0.0-0.00.01.8429210.85110.7-1.9-0.00.0-0.01.9515210.5007.6-7.90.00.00.04.2613210.0007.3-4.00.50.1-0.3-3.379210.0007.3-4.0-0.5-0.10.3-3.3830210.0007.3-2.40.1-0.1-0.1-0.2924210.0007.3-2.4-0.10.10.1-0.21031210.0007.2-0.6-0.00.00.01.4軸力 N 最小的前 10 個(gè)單元的內(nèi)力 (

22、單位：M,KN,KN.M)序號(hào)單元號(hào)組合號(hào)組合序位置軸力N剪力Q2剪力Q3扭矩M彎距M2彎距M3118110.100-11.0-0.7-0.00.00.00.0217110.500-9.8-0.70.0-0.00.0-0.1316112.000-8.6-0.70.00.00.0-0.4415110.000-7.30.9-0.00.00.0-1.8511110.100-7.2-0.6-0.5-0.00.00.0622110.100-7.2-0.60.5-0.0-0.0-0.0710110.500-6.7-0.6-0.30.0-0.1-0.1821110.500-6.7-0.60.3-0.00.1

23、-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彎距 M3 最大的前 10 個(gè)單元的內(nèi)力 (單位：M,KN,KN.M)序號(hào)單元號(hào)組合號(hào)組合序位置軸力N剪力Q2剪力Q3扭矩M彎距M2彎距M3115210.5007.6-7.90.00.00.04.2223210.5005.1-5.80.4-0.20.23.3319210.5005.1-5.8-0.40.2-0.23.3412110.000-1.25.3-0.00.00.02.3529210.85110.7-1.9-0.00.0-0.01.9628210.4

24、2610.8-0.0-0.0-0.00.01.9713110.000-0.84.30.0-0.2-0.01.889110.000-0.84.3-0.00.20.01.8927210.85111.0-1.8-0.0-0.0-0.01.81025210.4977.2-0.00.0-0.0-0.01.6彎距 M3 最小的前 10 個(gè)單元的內(nèi)力 (單位：M,KN,KN.M)序號(hào)單元號(hào)組合號(hào)組合序位置軸力N剪力Q2剪力Q3扭矩M彎距M2彎距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-

25、0.5-0.10.3-3.3427110.851-0.91.3-0.00.0-0.0-3.2528110.000-0.8-0.0-0.0-0.00.0-3.2625110.000-0.60.00.00.0-0.0-2.8731110.000-0.60.0-0.0-0.00.0-2.8824110.851-0.61.10.0-0.10.0-2.8930110.851-0.61.1-0.00.1-0.0-2.81029110.851-0.62.8-0.0-0.0-0.0-2.8 (二). 位移 1.工況位移 2.組合位移“X向位移”最大的前 10 個(gè)節(jié)點(diǎn)位移表 （單位：mm）序號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)組合號(hào)組合序

26、號(hào)X向位移Y向位移Z向位移位移平方和12110.0-0.9-0.00.92311-0.0-0.9-0.00.931111-0.00.0-0.00.0412110.00.0-0.00.052521-0.0-0.10.40.4619210.0-0.10.40.476110.0-0.7-0.00.78511-0.0-0.7-0.00.79821-0.0-0.30.00.3109210.0-0.30.00.3“Y向位移”最大的前 10 個(gè)節(jié)點(diǎn)位移表 （單位：mm）序號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)組合號(hào)組合序號(hào)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-

27、0.0-1.6-0.01.641310.0-1.20.01.25331-0.0-1.10.01.162310.0-1.10.01.17731-0.0-0.3-0.00.389310.0-0.3-0.00.39831-0.0-0.3-0.00.3102311-0.00.2-4.24.2“Z向位移”最大的前 10 個(gè)節(jié)點(diǎn)位移表 （單位：mm）序號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)組合號(hào)組合序號(hào)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.

28、00.2-2.82.872211-0.00.2-2.72.7819110.00.1-2.42.492511-0.00.1-2.42.4101011-0.00.0-0.10.1“合位移”最大的前 10 個(gè)節(jié)點(diǎn)位移表 （單位：mm）序號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)組合號(hào)組合序號(hào)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.

29、00.1-2.42.4104310.0-1.9-0.01.91.2.5 設(shè)計(jì)驗(yàn)算結(jié)果 本工程有1種材料：Q235鋼(A3鋼) 設(shè)計(jì)驗(yàn)算結(jié)果表 (強(qiáng)度和整體穩(wěn)定為(應(yīng)力/設(shè)計(jì)強(qiáng)度)單元號(hào)強(qiáng)度繞2軸整體穩(wěn)定繞3軸整體穩(wěn)定繞2軸抗剪應(yīng)力比繞3軸抗剪應(yīng)力比繞2軸長(zhǎng)細(xì)比繞3軸長(zhǎng)細(xì)比繞2軸W/l繞3軸W/l結(jié)果10.070.070.070.010.0282411/598931/14929滿足20.070.070.070.010.0282411/598931/14929滿足30.060.060.060.010.0282411/531171/9408滿足40.060.060.060.010.0282411/5

30、31171/9408滿足50.090.090.090.010.0282411/572631/20065滿足60.090.090.090.010.0282411/572631/20065滿足70.090.090.090.010.0241411/278571/17686滿足80.090.090.090.010.0241411/278571/17686滿足90.340.340.340.040.0126761/14421/37487滿足100.190.190.190.030.0015611/19640滿足110.050.050.050.040.013611/107240滿足120.390.390.390.040.0026761/12800滿足130.340.340.34