某主廠房彩鋼板屋頂支架結(jié)構(gòu)計(jì)算ok

1、某基地綜合樓BIPV應(yīng)用示范項(xiàng)目主廠房彩鋼板屋頂支架結(jié)構(gòu)計(jì)算一 荷載統(tǒng)計(jì)1 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（SGk）（1）電池板0.15kN/塊，傳遞到電池板底龍骨的線荷載換算為：換算為集中力：，重力方向（中間區(qū)）（2）電池板底龍骨（60x45工業(yè)型材）自重： （3）共計(jì)：換算為集中力：，重力方向（中間區(qū)）2 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（SQL）（1）地區(qū)基本雪壓（2）查荷載規(guī)范表6.2.1，積雪分布系數(shù)（3）雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 換算為線荷載：，重力方向換算為集中力：，重力方向（中間區(qū)）3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（SQW）（1）地區(qū)基本風(fēng)壓（2）體型系數(shù)按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程圍護(hù)結(jié)構(gòu)考慮，中間區(qū)取邊緣區(qū)取為，角部取為-2.9

2、（3）地面粗糙度按B類，風(fēng)高系數(shù)（4）支架自身高寬比及自振周期都較小，不考慮風(fēng)振影響。（5）陣風(fēng)系數(shù)對(duì)脆性電池板取1.78，對(duì)鋼材不計(jì)，（6）又根據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范，基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)小于。故按角部風(fēng)荷載體型系數(shù)計(jì)算，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：換算為線荷載：，垂直表面，取為換算為集中力：，垂直表面（中間區(qū)）二 荷載組合1 承載能力極限狀態(tài)的基本組合（1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合 或 當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)取1.2，有利時(shí)取1.0及取1.4，取0.7，取0.6（2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合 或 當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)取1.35，有利時(shí)取1.0及取1.4，取0.7，取0.62 正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組合

3、 或 ，取0.7，取0.6三 程序及假定鋁合金型材內(nèi)力分析、彩鋼板夾支座反力采用SAP2000V15 Advanced C版四 電池板底龍骨計(jì)算恒載活載風(fēng)載1 荷載組合（1.2恒載+1.4雪載）組合下彎矩：圖1彎矩 M33圖2彎矩 M22= M33/W33+ M22/W22=0.13*106/9600+0.04*106/7100=19.2MPa<85MPa圖3 變形撓度限值1.08/1520=1/1407<1/200，滿足2 荷載組合（1.0恒載+1.4風(fēng)載）組合下彎矩：圖4 彎矩 M33= M33/W33=0.30*106/9600=31.25MPa<85MPa圖5 變形撓

4、度限值2.17/1520=1/700<1/200，滿足五 彩鋼板固定夾支座反力由sap2000輸出龍骨支座反力表格：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，龍骨傳遞到支座（找平梁）上的內(nèi)力，需要抵抗上拔力最大為2.018kN，抵抗壓力最大為0.968kN由于每個(gè)彩板夾分擔(dān)兩個(gè)龍骨支座的反力，則彩板夾需要抵抗上拔力最大為2*2.018=4.1kN需要抵抗壓力最大值2*0.968=1.94kN六 夾具與彩鋼板的接觸分析 圖6 YX51-380-760（角馳）型壓型鋼板圖7 接觸位置壓型鋼板作為一種帶肋薄殼結(jié)構(gòu)為建筑物整體提供蒙皮效應(yīng)時(shí)，其兩個(gè)方向的彈性模量和泊松比是不同的，此處假定壓型鋼板每波都與支

6、承構(gòu)件可靠連接，并忽略由此問(wèn)題造成的截面畸變影響和失穩(wěn)，保證處于理想工作狀態(tài)。模型通過(guò)層殼單元的KEYOPT（11）節(jié)點(diǎn)偏置功能使節(jié)點(diǎn)描述底面或頂面，避免節(jié)點(diǎn)位于中面導(dǎo)致的彩鋼板剛度失真。表1 單元類型固定夾彩鋼板目標(biāo)面接觸面Solid95Shell99Targe170Conta174/175當(dāng)殼的曲率半徑與厚度之比r/h 20時(shí)，屬于薄殼結(jié)構(gòu)。有限元模型在壓型鋼板的褶皺處采用多邊形逼近的方法近似圓弧倒角，使整個(gè)模型符合連續(xù)薄殼定義。接觸算法使用擴(kuò)增的拉格朗日乘子法。壓型鋼板材料的本構(gòu)關(guān)系定義為雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型，強(qiáng)化模量Es =0.01Es，Es為鋼材初始彈性模量。表2 材料參數(shù)材料彈性模量E/MPa屈服強(qiáng)度f(wàn)y/MPa泊松比材質(zhì)壓型鋼板2.06e52350.3Q235固定夾7e4900.36063T5圖8 有限元模型將A、B、C單點(diǎn)接觸和A、B同時(shí)接觸狀態(tài)分別記為工況1、2、4、3；材料的屈服判斷依據(jù)Von Mises屈服準(zhǔn)則，其應(yīng)力和變形結(jié)果如圖58。圖9 工況1局部應(yīng)力和整體變形分布 在工況1中，終點(diǎn)時(shí)刻A、B都超過(guò)屈服點(diǎn)。由于固定夾邊緣位置造成A點(diǎn)較大的位移梯度，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，A點(diǎn)成為薄弱部位最先屈服。圖10 工況2局部應(yīng)力和整體變形分布 在工況2中，終點(diǎn)時(shí)刻只