某工程北立面m處采光頂設計計算書

示例工程北立面10米處采光頂設計計算書﹒第一、荷載計算 11.風荷載標準值: 12.風荷載設計值: 13.雪荷載標準值計算: 14.雪荷載設計值計算: 15.采光頂坡面活載荷設計值: 16.采光頂自重荷載設計值: 27.采光頂設計荷載組合計算: 2二、玻璃計算 21.玻璃面積: 22.玻璃板塊自重: 23.玻璃強度計算: 34.玻璃跨中撓度計算: 4三、立柱計算 41.桿件受力計算: 42.選用立柱型材的截面特性: 53.桿件的強度計算: 54.桿件的剛度計算: 55.桿件的剪力計算: 6四、橫梁計算 61.選用橫梁型材的截面特性: 62.橫梁的強度計算: 63.橫梁的剛度計算: 84.橫梁的抗剪強度計算: 8﹒第17頁﹒北立面10米處采光頂設計計算書荷載計算風荷載標準值:Wk:作用在采光頂上的風荷載標準值(kN/m2)μz:10m高處風壓高度變化系數(按C類區(qū)計算):(GB50009-20017.2.1)μz=0.616×(z/10)0.44=0.616由于0.616<0.74,取μz=0.74μf:脈動系數:(GB50009-20017.4.2-8)μf=0.5×35(1.8×(0.22-0.16))×(z/10)-0.22=0.734056βgz:陣風系數:(GB50009-20017.5.1-1)βgz=к×(1+2×μf)=2.0979Wk=βgz×μz×μs×W0(JGJ102-20035.3.2)=2.0979×0.74×0.8×0.45=0.558879kN/m2Wk<1kN/m2,取Wk=1kN/m2風荷載設計值:W:風荷載設計值:kN/m2rw:風荷載作用效應的分項系數：1.4按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102-20035.1.6條規(guī)定采用W=rw×Wk=1.4×1=1.4kN/m2雪荷載標準值計算:Sk:作用在采光頂上的雪荷載標準值(kN/m2)S0:基本雪壓,北京50年一遇最大積雪的自重:0.4kN/m2根據現(xiàn)行<<建筑結構荷載規(guī)范>>GB50009-2001取值μr:屋面積雪分布系數為0.8根據<<建筑結構荷載規(guī)范>>GB50009-2001公式6.1.1屋面雪載荷按下式計算Sk=μr×S0=0.8×0.4=0.32kN/m2雪荷載設計值計算:S:雪載荷設計值(kN/m2)rs:雪載荷分項系數為1.4按《鋁門窗幕墻技術資料匯編(一)》表'3-1各種荷載分頂系數'采用S=rs×Sk=1.4×0.32=0.448kN/m2采光頂坡面活載荷設計值:Q:采光頂坡面活載荷設計值(KN/m2)rq:活載荷分項系數為1.3Qk:采光頂坡面活載荷標準值為0.3kN/m2Q=rq×Qk=1.3×0.3=0.39kN/m2采光頂自重荷載設計值:G:采光頂構件自重荷載設計值(kN/m2)Gk:采光頂結構平均自重為0.5kN/m2rg:恒載荷分項系數為1.2按《鋁門窗幕墻技術資料匯編(一)》表'3-1各種荷載分頂系數'采用G=rg×Gk=1.2×0.5=0.6kN/m2采光頂設計荷載組合計算:計算采光頂桿件和結構應力時的載荷組合(沿坡面分布)根據<<建筑結構荷載規(guī)范>>GB50009-2001規(guī)定和<<建筑幕墻與采光頂技術>>5.2.1中載荷組合要求:設計荷載取恒載、雪荷載、風荷載組合,組合系數取0.9。計算荷載為恒載荷+風載荷+雪載荷組合:qsa:載荷組合設計值(kN/m2)qsa=G×cosα+0.9×(W+S)=0.6×cos30+0.9×(1.4+0.448)=2.18282kN/m2qsak:載荷組合標準值(kN/m2)qsak=Gk×cosα+Wk+ψS×Sk=0.5×cos30+1+0.7×0.32=1.65701kN/m2玻璃計算玻璃面積:B:該處采光頂分格寬:1.2mH:該處采光頂分格高:1.4mA:該處玻璃板塊面積:A=B×H=1.2×1.4=1.68m2玻璃板塊自重:GAK:玻璃板塊平均自重(不包括鋁框):玻璃的體積密度為:25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)BT_L:中空玻璃內側玻璃厚度為:6(mm)BT_w:中空玻璃外側玻璃厚度為:6(mm)GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000=25.6×(6+6)/1000=0.3072kN/m2玻璃強度計算:校核依據:σ≤ｆgq:玻璃所受組合荷載:a:玻璃短邊邊長:1.2mb:玻璃長邊邊長:1.4mti:中空玻璃內側玻璃厚度為:6(mm)to:中空玻璃外側玻璃厚度為:6(mm)E:玻璃彈性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中彎曲系數,按邊長比a/b查表得:0.0569143η:折減系數,根據參數θ查表6.1.2-2σw:玻璃所受受應力:采用恒載載荷+風載荷+雪載荷組組合:q=rgg×GAk×cosα+0.99×(W+S))=1..2×0.30072×cos330+0..9×(1.4++0.4448)=1..982445kN//m2荷載分配配計算qo=11.1×q×to3/(too3+ti3)=11.1×1.988245××63/(63+63)=11.090035qi=qq×ti3/(too3+ti3)=1..982445×63/(63+63)=0..9912226參數θθ計算:θo=qqo×a4×109/E/tto4=1..090335×1.24×109/720000/664=244.23查表66.1.22-2得ηo=0.900308θi=qqi×a4×109/E/tti4=00.9911226××1.24×109/720000/664=222.02272查表66.1.22-2得ηi=0.91118911玻璃最大大應力計算算:σwo==6×m×ηo×qo×a2×10000/too2==6×0.055691443×0.900308××1.099035××1.22×10000/622==13.44501NN/mm22σwi==6×m×ηi×qi×a2×10000/tii2==6×0.055691443×0.91118911×0.99912266×1.22×10000/622==12.33466NN/mm2213.44501NN/mm22≤ｆg=288N/mmm212..34666N/mmm2≤ｆg=288N/mmm2玻璃的強強度滿足玻璃跨中撓度計計算:校核依據據:df≤dfliim=a//60×11000==20mmmD:玻玻璃剛度(N·mmm)ν:玻玻璃泊松比比:0..2E:玻玻璃彈性模模量:7720000N/mmm2te:中空玻璃璃的等效厚厚度te=00.95××(to3+ti3)(1/3))==0.955×(63+63)(1/3))==7.188155mmmD=E××te3/12//(1-νν2)=722000××7.18815533/12//(1-00.22)=2..645661e+0006N··mmqk:玻璃所受受組合荷載載:qk=GGAK×cosα+Wk++ψS×Sk=0..30722×cos330+1++0.7××0.322=1..490004kN//m2μ:撓撓度系數,按邊長比a/b查表得:00.0055397114參數θ計計算:θ=qkk×a4/E/tte4=1..490004×1.24/720000/77.1811554×109=100.82773η:折折減系數,根據參數θ查表6.1..2-2得η=00.9566691df:玻璃在風風荷載和地地震荷載作作用下?lián)隙榷茸畲笾礵f=μμ×η×qk×a4/D=00.0055397114×1.499004××1.24×0.99566991/2..645661e+0006×109=44.047701mmm4.044701mmm≤dfliim=200mm玻璃的撓撓度滿足立柱計算桿件受力計算::ML:驗算截面面彎矩L1:斜桿長度4mBl:分格寬度1mBr:分格寬度1mqw:設計荷載載的面密度度2.188282kkN/m22ML=qqw×(Bl+BBr)/22×L12/8=22.182282×(1+1))/2×42/8=44.365563kNN.mNL:驗算截面面軸力NL=GG×(Bl+BBr)/22×L1×sinα=00.6×(1+1))/2×4×sin330=11.2kNN選用立柱型材的的截面特性性:選用桿件件型材名稱稱:未定義型型材型材強度度設計值:855.5N//mm2型材彈性性模量:E==700000N/mmm2X軸慣性性矩:Ixx=1200cm4Y軸慣性性矩:Iyy=1200cm4X軸上部部截面矩:Wxx1=344cm3X軸下部部截面矩:Wxx2=344cm3y軸左部部截面矩:Wyy1=344cm3y軸右部部截面矩:Wyy2=344cm3型材截面面積:A==10cmm2型材計算算校核處壁壁厚:t==4mm型材截面面面積矩:Sss=12ccm3塑性發(fā)展展系數:γ=1.005桿件的強度計算算:校核依據據:N//A+M//γ/w≤ｆa(JJGJ1002-200036.3..7)Bl:幕墻左分分格寬:1mmBr:幕墻右分分格寬:1mmσ:桿桿件計算強強度(N/mmm2)A:桿桿件型材截截面積:100cm2M:桿桿件彎矩:4..365663kN··mWx2::桿件截面面抗彎矩:344cm3γ:塑塑性發(fā)展系系數:1..05σ=N××10/AA+M×103/1.005/Wxx2=11.2×10/110+4..365663×103/1.005/344=1123.4487N//mm2123..487NN/mm22>ｆa=855.5N//mm2桿件強度度不滿足要要求桿件的剛度計算算:校核依據據:Ummax≤L/1880Dfmaax:桿件最大大允許撓度度:Dfmaax=L11/1800×10000=44/1800×10000=222.22222mmmUmaxx:桿件最大大撓度Bl:左分格寬:1mmBr:右分格寬:1mmqsakk:組合荷載載面荷載標標準值1.6657011kN/mm2L1:桿件計算算跨度4mE:桿件材料料的彈性模模量700000N//mm2Ix:桿件截面面的慣性矩矩1200cm4Umaxx=5×qsakk×(Bl+BBr)/22×Hvcaal4×108/3844/E/IIx=5×1.655701××(1+1))/2×44×108/3844/700000/1120=65..75455mm>222.22222mmm桿件最大大撓度Umax為:655.75445撓度不滿滿足要求桿件的剪力計算算:校核依據:ττmax≤[τ]=499.6N//mm2Q:立柱柱所受剪力力:qsa:垂直于玻玻璃面的組組合荷載設設計值2.188282kkN/m22Q=qssa×(Bl+BBr)/22×L1/22=2..182882×(1+1))/2×4/2=4..365663kNτ:立立柱剪應力力:Ss:立柱型材材截面面積積矩:122cm3Ix:立柱型材材截面慣性性矩:1220cm44t:立立柱壁厚::4mmmτ=Q××Ss×100//Ix/tt=44.365563×12×100//120//4=110.91141N//mm210..91411N/mmm2≤49.66N/mmm2立柱抗剪剪強度可以以滿足橫梁計算選用橫梁型材的的截面特性性:選用橫梁梁型材名稱稱:未定義型型材型材強度度設計值:855.5N//mm2型材彈性性模量:E==700000N/mmm2X軸慣性性矩:Ixx=1200cm4Y軸慣性性矩:Iyy=1200cm4X軸上部部截面矩:Wxx1=344cm3X軸下部部截面矩:Wxx2=344cm3y軸左部部截面矩:Wyy1=344cm3y軸右部部截面矩:Wyy2=344cm3型材截面面積:A==10cmm2型材計算算校核處壁壁厚:t==4mm型材截面面面積矩:Sss=12ccm3塑性發(fā)展展系數:γ=1.005橫梁的強度計算算:校核依據據:Mxx/γWx+MMy/γWy≤ｆa=855.5(JJGJ1002-200036.2..4)(1)橫梁在平平行于玻璃璃平面的組組合荷載作作用下的彎彎矩(kN·mm)Hh:幕墻分格格高:2mmBh:幕墻分格格寬:1mmGh:荷載線分分布均布荷荷載集度設設計值(kN/mm)Ghk=GGk×Hh=0..5×2=1kkN/mGh=γγG×Ghk×sinα=1..2×1×sin330=0..6kN//mMhg::組合荷荷載作用下下的彎矩((kN·mm)Mhg==Gh×Bh2/8=00.6×12/8=00.0755kN·m(2)橫梁在垂垂直于玻璃璃平面的組組合荷載作作用下的彎彎矩(kN·mm)橫梁上部部組合荷載載線分布最最大荷載集集度標準值值(三角形分分布)橫梁下部部組合荷載載線分布最最大荷載集集度標準值值(三角形分分布)分橫梁上下部分分別計算Hhu::橫梁上部部面板高度度2mHhd::橫梁下部部面板高度度2m組合荷載載線分布最最大荷載集集度設計值值qwu==qsa××Bh/22==2.188282××1/2==1.099141kkN/mqwd==qsa××Bh/22==2.188282××1/2==1.099141kkN/mMhw::橫梁在組組合荷載作作用下的彎彎矩(kN·mm)Mhwuu=qwuu×Bh2/12==1.099141××12/12==0.099095006kN··mMhwdd=qwdd×Bh2/12==1.099141××12/12==0.099095006kN··mMhw==Mhwuu+Mhwwd==0.099095006+0..09099506==0.18819011kN.mm(3)橫梁強度度驗算:σ:橫橫梁計算強強度(N/mmm2):采用SGG+SW組合Wx2::X軸截面矩:344cm3Wy2::y軸截面矩:344cm3γ:塑塑性發(fā)展系系數:1..05σ=(MMhg/WWx2+MMhw/WWy2)××103/γ=(00.0755/34++0.18819011/34))×103/1.005=7..196111N/mmm27.199611NN/mm22≤ｆa=855.5N//mm2橫梁正應應力強度滿滿足要求橫梁的剛度計算算:校核依據據:Ummax≤L/1880橫梁承受受分布線荷荷載作用時時的最大荷荷載集度：：qwku::橫梁上部部面板所受受組合荷載載qwkd::橫梁下部部面板所受受組合荷載載qwku==qsakk×Bh/22==1.655701××1/2==0.82285066kN/mmqwkd==qsakk×Bh/22==1.655701××1/2==0.82285066kN/mmUhu:橫梁上部部垂直于玻玻璃平面方方向荷載作作用產生的的彎曲:Uhu==qwkuu×Bh4/(1220×E×Iy)==0.82285066×14/(1220×700000×120))×108==0.088219331mmUhd:橫梁下部部垂直于玻玻璃平面方方向荷載作作用產生的的彎曲:Uhd==qwkdd×Bh4/(1220×E×Iy)==0.82285066×14/(1220×700000×120))×108==0.088219331mmUhg:玻璃平面面內組合荷荷載作用產產生的彎曲曲:Uhg==5×Ghk×sinα×