剛果機(jī)場金屬屋面計算書(主次檁條)080523

1、剛果布拉柴維爾機(jī)場航站樓工程鋁合金屋面系統(tǒng)專項(xiàng)設(shè)計計算書2008年 05 月 23 日1 工程概況及設(shè)計總說明1.1.設(shè)計技術(shù)要求 :1) 風(fēng)荷載嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn) " 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 "(GB 50009-2001) 的規(guī)定, 進(jìn)行風(fēng)荷載計算：采用風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: wK = bgz mz ms w0 (詳見計算書中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值部份)2) 保溫隔音措施 符合國家有關(guān)規(guī)范的規(guī)定.3) 防雷措施鋁合金屋面板本身就是良好的導(dǎo)電體系,并在施工時與主體之防雷設(shè)置及均壓環(huán)進(jìn)行有效的連接, 與主體本身的防雷網(wǎng)相接合, 形成有效的防雷系統(tǒng).1.2. 所采用的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范1) 中華人民共和國國家

2、標(biāo)準(zhǔn):GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范2) 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):GB 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范3) 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):GB 50018-2002 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范4) 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):GB 50057-94 建筑防雷設(shè)計規(guī)范5) 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):GB 50207-2002 屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范6) 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):GB 50345-2004 屋面工程技術(shù)規(guī)范7) 招標(biāo)文件- 技術(shù)要求2. 所采用的材料:2.1 所采用的鋼材: Q235鋼 符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn): GBJ 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 1) 彈性模量2

3、) 抗拉屈服強(qiáng)度值)3) 抗拉,抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值4) 比重5) 線膨漲系數(shù)6) 泊桑比 Q345鋼 符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn): GBJ 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 1) 彈性模量2) 抗拉屈服強(qiáng)度值)3) 抗拉,抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值4) 比重5) 線膨漲系數(shù)6) 泊桑比鋼材選用Q235，各參數(shù)顯示如下：1) 彈性模量2) 抗拉屈服強(qiáng)度值)3) 抗拉,抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值4) 比重5) 線膨漲系數(shù)6) 泊桑比 C級螺栓 符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn): GBJ 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 地面粗糙度類別：1) 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值2) 抗剪強(qiáng)度設(shè)計值屋面高度：3. 設(shè)計要求3.1

4、. 設(shè)計風(fēng)荷載 根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn): GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 采用以下給定公式計算風(fēng)荷載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值高度 z 處的陣風(fēng)系數(shù) - 見GB50009-2001 表7.5.1；風(fēng)荷載體型系數(shù) - 見GB50009-2001 7.3.3 條規(guī)定； 風(fēng)荷載高度變化系數(shù) - 見GB50009-2001 表7.2.1；基本風(fēng)壓；剛果地區(qū)城市基本風(fēng)壓:（參照招標(biāo)文件)基本風(fēng)壓 (50 年一遇) 工程所在城市 (剛果地區(qū)）Wo=0.75KN/M2(粗糙度類別)- A類：近海面和海島、海岸、湖岸及海港地區(qū)；- B類：田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；- C類：有密

5、集建筑群的城市市區(qū)；- D類：有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。地面粗糙度指數(shù):地面粗糙度調(diào)整系數(shù):地面粗糙度類別為：B類屋面高度為：Z=28米風(fēng)壓高度系數(shù)mz可查表或計算可得: 中間屋面風(fēng)荷載體型系數(shù)：高度 z 處的陣風(fēng)系數(shù) - 見GB50009-2001 表7.5.1，得:向下：向上：檐口屋面風(fēng)荷載體型系數(shù)：向下：向上：風(fēng)荷載體型系數(shù)的計算 - 見GB50009-2001 7.3.3 條規(guī)定；msp_m- 中間屋面向下風(fēng)荷載體型系數(shù)；msu_m- 中間屋面向上風(fēng)荷載體型系數(shù)；msp_e- 檐口屋面向下風(fēng)荷載體型系數(shù)；msp_e- 檐口屋面向上風(fēng)荷載體型系數(shù)；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算 - 見GB5

6、0009-2001 7.1.1 條規(guī)定；Wk0- 中間屋面向下風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；Wk1- 中間屋面向上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；Wk2- 檐口屋面向下風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；Wk3- 檐口屋面向上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；3.2. 設(shè)計雪荷載 根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn): GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 采用以下給定公式計算雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 - 見GB50009-2001 6.1.1 條規(guī)定；屋面雪荷載分布系數(shù) - 見GB50009-2001 6.1.1 條規(guī)定； 基本雪壓；拱形屋面雪荷載分布系數(shù)：剛果地區(qū)城市基本雪壓:（參照招標(biāo)文件)基本雪壓 (50 年一遇) 工程所在城市 (剛果地區(qū)）So=0.0KN/

7、M23.3. 設(shè)計活荷載 根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn): GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 QL-活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 - 見GB50009-2001 4.3.1 條規(guī)定；根據(jù)表4.3.1屋面均布活荷載，查得不上人的屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：4. 鋁合金屋面系統(tǒng)強(qiáng)度分析(屋面標(biāo)高23.0 M):4.1. 標(biāo)準(zhǔn)鋁合金屋面板的強(qiáng)度分析: 4.1.1 鋁合金材料參數(shù)：1) 彈性模量2) 抗拉,抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值鋁合金屋面板0.9mm厚，65/400型的參數(shù)：3) 比重屋面采用0.9mm厚, 肋高65mm的鋁合金直立鎖邊屋面板,截面特性如下表所示:向下的參數(shù)：4) 復(fù)合鋁合金屋面板單位自重5) 屋面板X軸

8、慣性矩6) 屋面板X軸抵抗矩1向上的參數(shù)：7) 屋面板X軸抵抗矩24.1.2 屋面荷載組合：1) Sc-由可變荷載效應(yīng)控制的組合設(shè)計值2) Sck-由可變荷載效應(yīng)控制的組合標(biāo)準(zhǔn)值3) gG-永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，按第3.2.5條采用；4) gQi-第i個可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，按第3.2.5條采用；5) yci-第i個可變荷載的組合值系數(shù)，分別按各章規(guī)定的采用；6) yf1-第1個可變荷載的頻遇值系數(shù)，分別按各章規(guī)定的采用；7) yqi-第i個可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，分別按各章規(guī)定的采用；1) 向下荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：組合一：自重正風(fēng)壓雪荷載組合二：自重正風(fēng)壓活荷載取最大值進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)計值：組合一：自

9、重正風(fēng)壓雪荷載組合二：自重正風(fēng)壓活荷載取最大值進(jìn)行驗(yàn)算，2) 向上荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：組合一：自重負(fù)風(fēng)壓荷載設(shè)計值：組合一：自重負(fù)風(fēng)壓荷載3) 向下最不利荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計值：4) 向上最不利荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計值：4.1.3 鋁合金屋面板內(nèi)力計算及強(qiáng)度驗(yàn)算：取1m寬鋁合金屋面板按連續(xù)板計算，板的跨度為：1) La-板的跨度；2) Ma_d-受向下荷載作用時邊跨跨中彎距；3) Mm_d-受向下荷載作用時中間跨支座彎距；4) Ra_d-受向下荷載作用時邊跨支座反力；5) Rm_d-受向下荷載作用時中間跨支座反力；6) Ma_u-受向上荷載作用時邊跨跨中彎距；7) Mm_u-受向上荷載作用時中

10、間跨支座彎距；8) Ra_u-受向上荷載作用時邊跨支座反力；9) Rm_u-受向上荷載作用時中間跨支座反力；4.1.3.1 受向下荷載作用時：1) 邊跨跨中彎距：2) 中間支座彎距：4.1.3.2 受向上荷載作用時：1) 邊跨跨中彎距：2) 中間支座彎距：4.1.4 鋁合金屋面剛度驗(yàn)算：取1m寬鋁合金屋面板按連續(xù)板計算：1) fm_d-受向下荷載作用時跨中撓度；2) fm_u-受向上荷載作用時跨中撓度；4.1.4.1 受向下荷載作用時4.1.4.2 受向下荷載作用時4.2. 檐口鋁合金屋面板的強(qiáng)度分析: 4.2.1 檐口屋面荷載組合：1) Se-由可變荷載效應(yīng)控制的組合設(shè)計值2) Sek-由可

11、變荷載效應(yīng)控制的組合標(biāo)準(zhǔn)值3) gG-永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，按第3.2.5條采用；4) gQi-第i個可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，按第3.2.5條采用；5) yci-第i個可變荷載的組合值系數(shù)，分別按各章規(guī)定的采用；6) yf1-第1個可變荷載的頻遇值系數(shù)，分別按各章規(guī)定的采用；7) yqi-第i個可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，分別按各章規(guī)定的采用；1) 向下荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：組合一：自重正風(fēng)壓雪荷載組合二：自重正風(fēng)壓活荷載取最大值進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)計值：組合一：自重正風(fēng)壓雪荷載組合二：自重正風(fēng)壓活荷載取最大值進(jìn)行驗(yàn)算，2) 向上荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：組合一：自重負(fù)風(fēng)壓荷載設(shè)計值：組合一：自重負(fù)風(fēng)壓荷載3) 向下最不利

12、荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計值：4) 向上最不利荷載組合：標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計值：4.2.2 鋁合金屋面板內(nèi)力計算及強(qiáng)度驗(yàn)算：取1m寬鋁合金屋面板按連續(xù)板計算，板的跨度為：1) Le-板的跨度；2) Mea_d-受向下荷載作用時邊跨跨中彎距；3) Mem_d-受向下荷載作用時中間跨支座彎距；4) Rea_d-受向下荷載作用時邊跨支座反力；5) Rem_d-受向下荷載作用時中間跨支座反力；6) Mea_u-受向上荷載作用時邊跨跨中彎距；7) Mem_u-受向上荷載作用時中間跨支座彎距；8) Rea_u-受向上荷載作用時邊跨支座反力；9) Rem_u-受向上荷載作用時中間跨支座反力；4.2.2.1 受向下荷載作

13、用時：1) 邊跨跨中彎距：2) 中間支座彎距：4.2.2.2 受向上荷載作用時：1) 邊跨跨中彎距：2) 中間支座彎距：4.2.3 鋁合金屋面剛度驗(yàn)算：取1m寬鋁合金屋面板按連續(xù)板計算：1) fem_d-受向下荷載作用時跨中撓度；2) fem_u-受向上荷載作用時跨中撓度；4.2.3.1 受向下荷載作用時4.2.3.2 受向下荷載作用時4.3. 鋁合金屋面板的連接強(qiáng)度分析: 1) Bk-板的寬度；2) Fad-受向下荷載作用時單個固定座所允許的最大壓力；3) Fau-受向上荷載作用時固定座與屋面板所允許的最大拉力；4) Qad-受向下荷載作用時單個固定座所承受的壓力；5) Qau-受向上荷載作

14、用時固定座與屋面板所承受的風(fēng)吸力；6) gmd-受向下荷載作用時材料分項(xiàng)系數(shù)；7) gmu-受向上荷載作用時材料分項(xiàng)系數(shù)；8) Rbq-受向下荷載作用時單個螺釘所允許的最大剪力；9) Fbu-受向上荷載作用時單個螺釘所允許的最大撥力；10) Qbd-受向下荷載作用時單個螺釘所承受的剪力；11) Qbu-受向上荷載作用時螺釘所承受的撥力；12) gmb-螺釘材料分項(xiàng)系數(shù)；4.3.1 屋面板的連接強(qiáng)度驗(yàn)算板寬：4.3.2 固定座的連接強(qiáng)度驗(yàn)算因?yàn)槊總€固定座用兩顆不銹鋼螺釘與下部檁條連接，所以，根據(jù)螺釘廠家提供的計算參數(shù)，每顆螺釘所允許的最大受力如下所示：5、屋面底板5.1、計算荷載：標(biāo)準(zhǔn)值恒載：0

15、.05+0.01+0.044=0.104KN/m25.2、計算簡圖：l 計算跨度： 1.6 ml 計算單元： 1 ml 按均布荷載計算 (三跨連續(xù)梁)：5.3、板型幾何尺寸：l 板型：HV200型壓型板l 板的計算參數(shù)：板厚W上 (mm3/m)I (mm4/m)t=0.5 mm3610675005.4、截面驗(yàn)算: 按三跨連續(xù)梁計算荷載：q=0.104*1*1.2=0.1248 KN/ml 強(qiáng)度驗(yàn)算： M=0.1*q*l2=0.1*0.1248*1.6*1.6=0.032KNm =M/(0.9*W上 )=0.032*106/(0.9*3610)=9.85 N/mm2<f =205N/mm2

16、 滿足l 剛度驗(yàn)算：=0.677*qL 4/(0.9*100EI)=0.677*0.1248*1.64*1012(206000*0.9*67500*100)=0.44 mm=L/3636<L/200 滿足注：考慮到截面有效利用，I和W上均乘以系數(shù)0.96. 鋁合金屋面自重計算鋁合金屋面板自重:0.035 KN/m270mm厚12K保溫棉自重:0.009 KN/m250mm厚12K吸音棉自重：0.006 KN/m20.5mm厚鋼底板自重：0.048 KN/m2次檁條自重：0.101 KN/m2主檁條自重：0.030 KN/m2-金屬屋面自重小計：0.229 KN/m2金屬屋面的自重為<0.3KN/m2，所以滿足招標(biāo)要求。7. 鋁合金屋面保溫計算層面各種材料的熱阻值計算如下：外表層:70mm厚12kg/m3玻璃棉50mm厚12kg/