拋物線采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書

會(huì)務(wù)培訓(xùn)中心一期-教學(xué)樓雨棚一(玻璃部分)

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目錄TOC\f\h\z\t"標(biāo)題2,1,標(biāo)題3,2"1計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 拋物線采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料幕墻及采光頂設(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《建筑玻璃采光頂技術(shù)要求》JG/T231-2018《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》DGJ08-56-2012建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：《地震震級(jí)的規(guī)定》GB17740-2017《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010《高處作業(yè)吊籃》GB/T19155-2017《工程抗震術(shù)語標(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(2015年版)《混凝土用機(jī)械錨栓》JG/T160-2017《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)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018《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(2018年版)《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》GB50352-2005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》GB5237.1-2017《鋁合金建筑型材第2部分陽極氧化、著色型材》GB5237.2-2017《鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材》GB5237.3-2017《鋁合金建筑型材第4部分噴粉型材》GB5237.4-2017《鋁合金建筑型材第5部分噴漆型材》GB5237.5-2017《鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材》GB5237.6-2017《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/T437-2009玻璃規(guī)范：《鍍膜玻璃第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》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》GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》GB15763.1-2009《半鋼化玻璃》GB/T17841-2008《熱彎玻璃》JC/T915-2003《壓花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-2012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《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》GB/T3280-2015《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》GB/T4237-2015《不銹鋼絲》GB/T4240-2009《不銹鋼小直徑無縫鋼管》GB/T3090-2000《擦窗機(jī)》GB/T19154-2017《彩色涂層鋼板及鋼帶》GB/T12754-2006《熱強(qiáng)鋼焊條》GB/T5118-2012《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-2018《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《冷拔異形鋼管》GB/T3094-2012《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》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)鋼熱軋鋼板及鋼帶》GB/T3274-2017《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T699-2015《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017《建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》JGJ/T251-2011《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》CECS343-2013《建筑用鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料》JG/T224-2007膠類及密封材料規(guī)范：《丙烯酸酯建筑密封膠》JC/T484-2006《幕墻玻璃接縫用密封膠》JC/T882-2001《金屬板用建筑密封膠》JC/T884-2016《丁基橡膠防水密封膠粘帶》JC/T942-2004《工業(yè)用橡膠板》GB/T5574-2008《混凝土接縫用建筑密封膠》JC/T881-2017《建筑窗用彈性密封膠》JC/T485-2007《建筑用防霉密封膠》JC/T885-2016《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776-2005《建筑用巖棉絕熱制品》GB/T19686-2015《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、礦渣棉及其制品》GB/T11835-2016《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》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/T902-2002五金件規(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/T12615-2004《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/T3098.5-2016《緊固件術(shù)語盲鉚釘》GB/T3099.2-2004《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》GB/T16823.1-1997《十字槽盤頭螺釘》GB/T818-2016《地彈簧》QB/T2697-2013《電動(dòng)采光排煙天窗》JG/T189-2006相關(guān)物理性能等級(jí)測試方法：《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-2001《玻璃幕墻光熱性能》GB/T18091-2015《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗(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)壓性能檢測方法》GB/T15227-2007《建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法》GB/T18575-2017《建筑幕墻層間變形性能分級(jí)及檢測方法》GB/T18250-2015《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50210-2018《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》GB/T228.1-2010《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》(第二版)土建圖紙：基本參數(shù)采光頂所在地區(qū)重慶地區(qū)；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)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類地形考慮。采光頂荷載計(jì)算玻璃采光頂?shù)暮奢d作用說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?。?.0005MPa(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)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)γg取：1.3……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)?。害脀：1.5雪荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。害胹：1.5活荷載的分項(xiàng)系數(shù)?。害胔：1.5風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)計(jì)算：wk=βgzμzμs1w0……8.1.1-2[GB50009-2012]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：5m；βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計(jì)算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012]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類場地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m；對(duì)B類場地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；對(duì)C類場地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m；對(duì)D類場地：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；α：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，5m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：βgz=1+2×2.5×0.23×(15/10)-0.22=2.0519μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計(jì)算：A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場地：μzD=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類場地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m；對(duì)B類場地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；對(duì)C類場地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m；對(duì)D類場地：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，5m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=0.544×(15/10)0.44=0.6502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)μs1：1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)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)：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]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)算中沒有按從屬面積進(jìn)行插值折減，而采用了μs1(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)開洞率大于0.02且小于或等于0.10時(shí)，取0.4μs1；—當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時(shí)，取0.6μs1；—當(dāng)開洞率大于0.30時(shí)，取0.8μs1；3其它情況，應(yīng)按開放式建筑物的μs1取值；注：1：主導(dǎo)洞口的開洞率是指單個(gè)主導(dǎo)洞口與該墻面全部面積之比；2：μs1應(yīng)取主導(dǎo)洞口對(duì)應(yīng)位置的值；按如上說明，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0.4、-0.7；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，重慶地區(qū)取0.0004MPa；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+=βgzμzμs1+w0=2.0519×0.6502×0.4×0.0004=0.000213MPawk-=βgzμzμs1-w0=2.0519×0.6502×(-0.7)×0.0004=-0.000374MPa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+=1.5×wk+=1.5×0.000213=0.00032MPaw-=1.5×wk-=1.5×(-0.000374)=-0.000561MPa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)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：0MPa.μr：屋面積雪分布系數(shù)，按表7.2.1[GB50009-2012]，為1.4658。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=μr×S0=1.4658×0=0MPa雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算S：雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；S=1.5×Sk=1.5×0=0MPa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0.0005MPa；當(dāng)永久荷載不起控制作用時(shí)：G=1.3×Gk=1.3×0.0005=0.00065MPa當(dāng)永久荷載起控制作用時(shí)：G=1.35×Gk=1.35×0.0005=0.000675MPa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)值取：0.0005MPa；Q=1.5×Qk=1.5×0.0005=0.00075MPa選取計(jì)算荷載組合采光頂計(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+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)式①b.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=1.3Gk+1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)(風(fēng)荷載為第一可變荷載時(shí))；式②S=1.3Gk+1.5Sk(或Qk)+0.6×1.5wk(風(fēng)荷載非第一可變荷載時(shí))；式③正壓情況下，需要判斷永久荷載是否起控制作用，以此確定荷載組合，在如上三個(gè)公式中，當(dāng)S①≥S②且S①≥S③時(shí)，永久荷載起控制作用，否則永久荷載不起控制作用，對(duì)此可進(jìn)行簡化推導(dǎo)：因?yàn)镾①≥S②，即：1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)≥1.3Gk+1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)簡化后為：Gk≥12wk再因?yàn)镾①≥S③，即：1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)≥1.3Gk+1.5Sk(或Qk)+0.6×1.5wk簡化后為：Gk≥9Sk(或Qk)因此：當(dāng)Gk≥12wk且Gk≥9Sk(或Qk)同時(shí)滿足時(shí)，永久荷載起控制作用，否則永久荷載不起控制作用。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+1.5wk特殊說明：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)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，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)，這種情況下無法簡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；相關(guān)參數(shù)計(jì)算：α：計(jì)算截面處桿件與水平面的夾角：L：采光頂跨度(mm)；h：采光頂拱高(mm)；tanα=4h/Lα=26.854°Ls：拋物線的弧長；Ls=(L2+3×h2)0.5=8087.645mm風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk+情況下的荷載組合按上面介紹的正、負(fù)壓組合及永久荷載是否起控制作用的判斷方法，帶入相關(guān)參數(shù)，可發(fā)現(xiàn)：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk+情況下，永久荷載不起控制作用，風(fēng)荷載非第一可變荷載；因此：取自重、活荷載和風(fēng)荷載組合：第一可變荷載為：活荷載第二可變荷載為：風(fēng)荷載所以，組合值系數(shù)依次為：永久荷載組合值系數(shù)?。害譯：1.0風(fēng)荷載的組合值系數(shù)?。害譿：0.6雪荷載的組合值系數(shù)取：ψs：0活荷載的組合值系數(shù)?。害議：1qA1：該情況下作用在采光頂表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；Ls：拋物線的弧長；取自重和風(fēng)荷載與活荷載組合，得：qA1=0.00065×8087.645/7900+0.6×0.00032×8087.645/7900+0×0+1×0.00075=0.001612MPa風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk-情況下的荷載組合按上面介紹的正、負(fù)壓組合及永久荷載是否起控制作用的判斷方法，帶入相關(guān)參數(shù)，可發(fā)現(xiàn)：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk-情況下，風(fēng)荷載為負(fù)壓，按公式④計(jì)算荷載組合；因此：取自重、風(fēng)荷載和活荷載(因?yàn)轱L(fēng)壓為負(fù)，所以實(shí)際計(jì)算中其不參與組合)組合：第一可變荷載為：風(fēng)荷載第二可變荷載為：活荷載(因?yàn)轱L(fēng)壓為負(fù)，所以實(shí)際計(jì)算中其不參與組合)所以，組合值系數(shù)依次為：永久荷載組合值系數(shù)?。害譯：1.0風(fēng)荷載的組合值系數(shù)?。害譿：1雪荷載的組合值系數(shù)?。害譻：0活荷載的組合值系數(shù)?。害議：0qA2：該種情況下作用在采光頂表面的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；Ls：拋物線的弧長；取自重和風(fēng)荷載與活荷載組合，得：qA2=0.0005×8087.645/7900+1×(-0.000561)×8087.645/7900+0×0+0×0.00075=0.000062MPa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。拋物線形采光頂桿件計(jì)算基本參數(shù)：1：采光頂跨度：L=7900mm；2：采光頂拱高：h=1000mm；3：采光頂分格寬度：B=1611mm；4：型材選擇：材料名稱：鋼管150×100×6，Q235；截面面積A：2794.195mm2；抗彎矩W：113566mm3；拋物線形采光頂?shù)臈U件設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)采用雙鉸拱分析內(nèi)力（可近似采用三鉸拱分析），并按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算截面強(qiáng)度。計(jì)算模型如下：桿件荷載計(jì)算(1)參數(shù)計(jì)算：α：計(jì)算截面處桿件與水平面的夾角：L：采光頂跨度(mm)；h：采光頂拱高(mm)；tanα=4h/Lα=26.854°Ls：拋物線的弧長；Ls=(L2+3×h2)0.5=8087.645mm(2)荷載計(jì)算：計(jì)算取自重、活荷載和風(fēng)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：作用在采光頂桿件上的線荷載設(shè)計(jì)值組合(N/mm)；qA=0.00065×8087.645/7900+0.6×0.00032×8087.645/7900+0×0+1×0.00075=0.001612MPaq=qA×B=0.001612×1611=2.597N/mm桿件的強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù)：σ=N/A+M/λW≤f驗(yàn)算截面處的受力分析：Mc0：跨中彎矩(N·mm)；H：推力(N)；Mc0=qL2/8=2.597×79002/8=20259846.25N·mmH=Mc0/h=20259846.25/1000=20259.846NV0：驗(yàn)算截面的代梁剪力(N)；V0=qL/2=2.597×7900/2=10258.15NN0：驗(yàn)算截面軸力(N)；N0=-V0sinα-Hcosα=-10258.15×0.452-20259.846×0.892=-22708.466N驗(yàn)算截面處的強(qiáng)度計(jì)算：σ：計(jì)算截面的強(qiáng)度計(jì)算值(MPa)；f：選擇的龍骨材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)；A：選取材料的截面面積(mm2)；W：選取材料的截面抗彎矩(mm3)；γ：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》GB50018-2002，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》GB50429-2007，取1.00；σ=N0/A+Mc0/γW=22708.466/2794.195+20259846.25/1.05/113566=178.029MPa≤f=215MPa(Q235)所以，材料的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求！采光頂玻璃的計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：5m；2：板面尺寸：寬×高=B×H=1611mm×1250mm；3：玻璃配置：夾層玻璃：8+8mm；4：玻璃形式：四邊簡支；模型簡圖為：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)；γg：玻璃的體積密度(N/mm3)；GAk1=γg×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=1.3×GAk1=1.3×0.000205=0.000266MPa(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)；γg：玻璃的體積密度(N/mm3)；GAk2=γg×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=1.3×GAk2=1.3×0.000205=0.000266MPa(5)分配到內(nèi)、外片玻璃上的風(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)；wk2：分配到內(nèi)片玻璃上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；wk1=wk×t13/(t13+t23)=0.000106MPawk2=wk×t23/(t13+t23)=0.000106MPa(6)分配到內(nèi)、外片玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：w1：分配到外片玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；w2：分配到內(nèi)片玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；w：風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；w1=w×t13/(t13+t23)=0.00016MPaw2=w×t23/(t13+t23)=0.00016MPa(7)分配到內(nèi)、外片玻璃上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Sk1：分配到外片玻璃上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Sk2：分配到內(nèi)片玻璃上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Sk：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；Sk1=Sk×t13/(t13+t23)=0MPaSk2=Sk×t23/(t13+t23)=0MPa(8)分配到內(nèi)、外片玻璃上的雪荷載設(shè)計(jì)值：S1：分配到外片玻璃上的雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；S2：分配到內(nèi)片玻璃上的雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；S：雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；S1=S×t13/(t13+t23)=0MPaS2=S×t23/(t13+t23)=0MPa(9)分配到內(nèi)、外片玻璃上的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Qk1：分配到外片玻璃上的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Qk2：分配到內(nèi)片玻璃上的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Qk：活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；Qk1=Qk×t13/(t13+t23)=0.00025MPaQk2=Qk×t23/(t13+t23)=0.00025MPa(10)分配到內(nèi)、外片玻璃上的活荷載設(shè)計(jì)值：Q1：分配到外片玻璃上的活荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；Q2：分配到內(nèi)片玻璃上的活荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；Q：活荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；Q1=Q×t13/(t13+t23)=0.000375MPaQ2=Q×t23/(t13+t23)=0.000375MPa玻璃板塊荷載組合玻璃板塊的受力組合采用自重、風(fēng)荷載和活荷載組合。(1)外片玻璃荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合：qk1：分配到外片上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；wk1：分配到外片上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk1：外片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合：wk1+GAk1=0.6×0.000106+0.000205=0.000269MPa再與活荷載組合，得：qk1=0.000269+1×0.00025=0.000519MPa(2)外片玻璃荷載設(shè)計(jì)值組合：q1：分配到外片上的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；w1：分配到外片上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；GA1：外片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合：w1+GA1=0.6×0.00016+0.000266=0.000362MPa再與活荷載組合，得：q1=0.000362+1×0.000375=0.000737MPa(3)內(nèi)片玻璃荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合：qk2：分配到內(nèi)片上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；wk2：分配到內(nèi)片上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk2：內(nèi)片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合：wk2+GAk2=0.6×0.000106+0.000205=0.000269MPa再與活荷載組合，得：qk2=0.000269+1×0.00025=0.000519MPa(4)內(nèi)片玻璃荷載設(shè)計(jì)值組合：q2：分配到內(nèi)片上的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；w2：分配到內(nèi)片上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；GA2：內(nèi)片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合：w2+GA2=0.6×0.00016+0.000266=0.000362MPa再與活荷載組合，得：q2=0.000362+1×0.000375=0.000737MPa玻璃的強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù)：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的計(jì)算參數(shù)；η1：外片玻璃的折減系數(shù)；qk1：作用在外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；b：玻璃板塊短邊邊長(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1b4/Et14……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000519×12504/72000/84=4.2965按系數(shù)θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η1=1；σ1：外片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；q1：作用在采光頂外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；b：玻璃板塊短邊邊長(mm)；t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃彎矩系數(shù),取m1=0.0654；σ1=6m1q1b2η1/t12……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0654×0.000737×12502×1/82=7.061MPa7.061MPa≤fg1=42MPa(鋼化玻璃)外片玻璃的強(qiáng)度滿足要求!(2)內(nèi)片校核：θ2：內(nèi)片玻璃的計(jì)算參數(shù)；η2：內(nèi)片玻璃的折減系數(shù)；qk2：作用在內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；b：玻璃板塊短邊邊長(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2b4/Et24……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000519×12504/72000/84=4.2965按系數(shù)θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η2=1σ2：內(nèi)片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；q2：作用在采光頂內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；b：玻璃板塊短邊邊長(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；m2：內(nèi)片玻璃彎矩系數(shù),取m2=0.0654；σ2=6m2q2b2η2/t22……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0654×0.000737×12502×1/82=7.061MPa7.061MPa≤fg2=42MPa(鋼化玻璃)內(nèi)片玻璃的強(qiáng)度滿足要求!玻璃的撓度計(jì)算(1)玻璃板塊整體荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合：玻璃板塊的受力組合采用自重、風(fēng)荷載和活荷載組合。qk：荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk1：外片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；GAk2：內(nèi)片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；先取自重和風(fēng)荷載組合：wk+GAk1+GAk2=0.6×0.000213+0.000205+0.000205=0.000538MPa再與活荷載組合，得：qk=0.000538+1×0.0005=0.001038MPa(2)玻璃最大撓度校核：校核依據(jù)：df=ημqkb4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板撓度計(jì)算值(mm)；η：玻璃撓度的折減系數(shù)；μ：玻璃撓度系數(shù)，查表得μ=0.00632；qk：玻璃板塊荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)b：玻璃板塊短邊邊長(mm)；D：玻璃的彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取玻璃板塊短邊邊長的1/60，為20.833mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的彈性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，為0.2；te=(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=(83+83)1/3=10.079mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72000×10.0793/(12×(1-0.22))=6399298.269N·mmθ：玻璃板塊的計(jì)算參數(shù)；θ=qkb4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001038×12504/72000/10.0794=3.411按參數(shù)θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=1df=ημqkb4/D=1×0.00632×0.001038×12504/6399298.269=2.503mm2.503mm≤df,lim=20.833mm(夾層玻璃)玻璃撓度能滿足要求!

附錄常用材料的力學(xué)及其它物理性能短期荷載作用下玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1種類厚度(mm)大面?zhèn)让嫫胀úＡ?28.019.5浮法玻璃5～1228.019.515～1924.017.0≥2020.014.0鋼化玻璃5～1284.058.815～1972.050.4≥2059.041.3長期荷載作用下玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg(MPa)JGJ113-2015表4.1.10種類厚度(mm)大面?zhèn)让嫫桨宀Ａ?～129615～1975≥2064半鋼化玻璃4～12282015～192417≥202014鋼化玻璃4～12423015～193626≥203021鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)GB50429-2007表4.3.4鋁合金牌號(hào)狀態(tài)厚度強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mm)抗拉、抗壓抗剪6061T4不區(qū)分9055T6不區(qū)分2001156063T5不區(qū)分9055T6不區(qū)分150856063AT5≤1013575T6≤1016090鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(1-熱軋鋼材)fs(MPa)GB50017-2017表4.4.1鋼材牌號(hào)厚度或直徑d(mm)抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235d≤16215125320Q355(GB/T1591-2018)d≤16315180400鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(2-冷彎薄壁型鋼)fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1鋼材牌號(hào)抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235205120310Q355(GB/T1591-2018)310180400不銹鋼板材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(MPa)JGJ336-2016表5.2.4-2統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)牌號(hào)規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度RP0.2b抗拉強(qiáng)度?l抗剪強(qiáng)度?v端面承壓強(qiáng)度?csS3040806Cr19Ni10（0Cr18Ni9）205180100250S3160806Cr17Ni12Mo2（0Cr17Ni12Mo2）205180100250S3170806Cr19Ni13Mo3（0Cr19Ni13Mo3）205180100250材料的彈性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9、JGJ336-2016表5.2.10材料E材料E玻璃0.72×105不銹鋼絞線1.2×105～1.5×105鋁合金、單層鋁板0.70×105高強(qiáng)鋼絞線1.95×105鋼、不銹鋼2.06×105鋼絲繩0.8×105～1.0×105消除應(yīng)力的高強(qiáng)鋼絲2.05×105花崗石板0.8×105蜂窩鋁板10mm0.35×105鋁塑復(fù)合板4mm0.2×105蜂窩鋁板15mm0.27×105鋁塑復(fù)合板6mm0.3×105蜂窩鋁板20mm0.21×105瓷板0.6×105陶板0.20×105砂巖石板0.55×105微晶玻璃0.81×105石灰石板0.46×105木纖維板0.09×105纖維水泥板0.14×105玻璃纖維板0.23～0.29×105材料的泊松比υJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10GB50429-2007表4.3.7、JGJ336-2016表5.2.11材料υ材料υ玻璃0.2鋼、不銹鋼0.3鋁合金0.3(按GB50429)高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線0.3鋁塑復(fù)合板0.25蜂窩鋁板0.25花崗巖0.125瓷板0.25微晶玻璃板0.20陶板0.13木纖維板0.30纖維水泥板0.25玻璃纖維板0.30石材蜂窩板0.30材料的膨脹系數(shù)α(1/℃)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料α材料α玻璃0.8×10-5～1.0×10-5不銹鋼板1.80×10-5鋁合金、單層鋁板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5鋼材1.20×10-5磚砌體0.50×10-5鋁塑復(fù)合板≤4.0×10-5蜂窩鋁板2.4×10-5花崗巖0.8×10-5材料的重力密度γg(KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料γg材料γg普通玻璃、夾層玻璃鋼化、半鋼化玻璃25．6礦棉1.2～1.5玻璃棉0.5～1.0鋼材78．5巖棉0.