汽車坡道玻璃雨棚CAD圖紙及結(jié)構(gòu)計算書,汽車,坡道,玻璃,雨棚,cad,圖紙,結(jié)構(gòu),計算 新校區(qū)新建改造項目 汽車坡道 設(shè)計計算書 設(shè)計： 校對： 審核： 批準(zhǔn)： 二〇一五年十月二日 目錄 1 計算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 1 1.1 幕墻及采光頂設(shè)計規(guī)范： 1 1.2 建筑設(shè)計規(guī)范： 1 1.3 鋁材規(guī)范： 1 1.4 玻璃規(guī)范： 2 1.5 鋼材規(guī)范： 2 1.6 膠類及密封材料規(guī)范： 3 1.7 五金件規(guī)范： 3 1.8 相關(guān)物理性能等級測試方法： 4 1.9 《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》(第二版) 4 1.10 土建圖紙： 4 2 基本參數(shù) 4 2.1 采光頂所在地區(qū) 4 2.2 地面粗糙度分類等級 4 3 采光頂荷載計算 4 3.1 玻璃采光頂?shù)暮奢d作用說明 4 3.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 5 3.3 風(fēng)荷載設(shè)計值計算 7 3.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 7 3.5 雪荷載設(shè)計值計算 7 3.6 采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計值 7 3.7 采光頂坡面活荷載設(shè)計值 7 4 選取計算荷載組合 8 4.1 采光頂計算中的荷載組合方法 8 4.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk+情況下的荷載組合 8 4.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk-情況下的荷載組合 9 4.4 極限狀態(tài)的荷載確定 9 5 幕墻承受荷載計算 10 5.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算方法 10 5.2 計算支撐結(jié)構(gòu)時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 11 5.3 計算面板材料時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 12 5.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 12 5.5 平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 12 5.6 作用效應(yīng)組合 12 6 雙坡采光頂主龍骨計算 13 6.1 龍骨荷載計算 14 6.2 主龍骨的強度計算 17 6.3 主龍骨的剛度計算 18 7 采光頂玻璃的計算 19 7.1 玻璃板塊荷載計算 19 7.2 玻璃板塊荷載組合 21 7.3 玻璃的強度計算 22 7.4 玻璃的撓度計算 23 8 點式幕墻大面玻璃的計算 24 8.1 玻璃板塊荷載計算 25 8.2 玻璃的強度計算 26 8.3 玻璃最大撓度校核 26 9 幕墻埋件計算(后錨固結(jié)構(gòu)-定型化學(xué)錨栓) 27 9.1 埋件受力基本參數(shù) 28 9.2 錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計算 29 9.3 群錨受剪內(nèi)力計算 30 9.4 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算 30 9.5 錨栓鋼材受剪破壞承載力計算 30 10 附錄 常用材料的力學(xué)及其它物理性能 32 汽車坡道設(shè)計計算書 汽車坡道設(shè)計計算書 1 計算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 1.1 幕墻及采光頂設(shè)計規(guī)范： 《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50429-2007 《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ102-2003 《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 JGJ113-2009 《建筑玻璃采光頂》 JG/T231-2007 《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 1.2 建筑設(shè)計規(guī)范： 《地震震級的規(guī)定》 GB/T17740-1999 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50017-2003 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 JGJ3-2010 《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》 GB50045-95(2005年版) 《高處作業(yè)吊藍》 GB19155-2003 《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)計規(guī)范》 GB50367-2013 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50010-2010 《混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓》 JG160-2004 《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 《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》 JGJ81-2002 《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)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 GB50068-2001 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB50011-2010 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 GB50016-2006 《建筑物防雷設(shè)計規(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)計通則》 GB50352-2005 1.3 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 《建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層》 JG/T133-2000 《鋁合金建筑型材第1部分基材》 GB5237.1-2008 《鋁合金建筑型材第2部分陽極氧化、著色型材》 GB5237.2-2008 《鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材》 GB5237.3-2008 《鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材》 GB5237.4-2008 《鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材》 GB5237.5-2008 《鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材》 GB5237.6-2012 《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)算法及計算機程序要求》 YS/T437-2009 《有色電泳涂漆鋁合金建筑型材》 YS/T459-2003 1.4 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 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 1.5 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 《不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶》 GB/T3280-2007 《不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶》 GB/T4237-2007 《不銹鋼絲》 GB/T4240-2009 《建筑用不銹鋼絞線》 JG/T200-2007 《不銹鋼小直徑無縫鋼管》 GB/T3090-2000 《擦窗機》 GB19154-2003 《彩色涂層鋼板和鋼帶》 GB/T12754-2006 《低合金鋼焊條》 GB/T5118-2012 《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T1591-2008 《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—1997 《合金結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T3077-1999 《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求》 GB/T13912-2002 《冷拔異形鋼管》 GB/T3094-2012 《碳鋼焊條》 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)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T912-2008 《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T3274-2007 《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T699-1999 1.6 膠類及密封材料規(guī)范： 《丙烯酸酯建筑密封膏》 JC484-2006 《幕墻玻璃接縫用密封膠》 JC/T882-2001 《彩色涂層鋼板用建筑密封膠》 JC/T884-2001 《丁基橡膠防水密封膠粘帶》 JC/T942-2004 《工業(yè)用橡膠板》 GB/T5574-2008 《混凝土建筑接縫用密封膠》 JC/T881-2001 《建筑窗用彈性密封劑》 JC485-2007 《建筑密封材料試驗方法》 GB/T13477.1～20-2002 《建筑用防霉密封膠》 JC/T885-2001 《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》 GB16776-2005 《建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品》 GB/T19686-2005 《建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條》 JG/T174-2005 《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、礦棉及其制品》 GB/T11835-2007 《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定》 GB/T529-2008 《橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法》 GB/T531-1999 《修補用天然橡膠膠粘劑》 HG/T3318-2002 《中空玻璃用彈性密封膠》 JC/T486-2001 《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》 JC/T914-2003 《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》 GB14907-2002 《建筑表面用有機硅防水劑》 JC/T902-2002 1.7 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 《緊固件螺栓和螺釘》 GB/T5277-1985 《緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母》 GB/T3103.1-2002 《緊固件機械性能不銹鋼螺母》 GB/T3098.15-2000 《緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》 GB/T3098.6-2000 《緊固件機械性能抽芯鉚釘》 GB/T3098.19-2004 《緊固件機械性能螺母、粗牙螺紋》 GB/T3098.2-2000 《緊固件機械性能螺母、細牙螺紋》 GB/T3098.4-2000 《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》 GB/T3098.1-2010 《緊固件機械性能自攻螺釘》 GB/T3098.5-2000 《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/T818-2000 《地彈簧》 QB/T2697-2005 《電動采光排煙窗》 JG189-2006 1.8 相關(guān)物理性能等級測試方法： 《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》 JGJ/T139-2001 《玻璃幕墻光學(xué)性能》 GB/T18091-2000 《彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法》 GB/T13448-2006 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50205-2001 《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50204-2002(2011版) 《建筑防水材料老化試驗方法》 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臺試驗方法》 GB/T18575-2001 《建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法》 GB/T18250-2000 《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50210-2001 《金屬材料室溫拉伸試驗方法》 GB/T228-2002 1.9 《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》(第二版) 1.10 土建圖紙： 2 基本參數(shù) 2.1 采光頂所在地區(qū) 南昌地區(qū)； 2.2 地面粗糙度分類等級 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)和城市郊區(qū)； 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。 3 采光頂荷載計算 3.1 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： 取400N/m2； 當(dāng)采用中空及夾層玻璃時： 取500N/m2； 當(dāng)采用中空夾層玻璃時： 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候，由人工計算給定； 本例計算?。?.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； 對于采光頂結(jié)構(gòu)，荷載作用復(fù)雜，并且可能有時風(fēng)壓是正，而有時候是負，一定范圍內(nèi)的負壓對結(jié)構(gòu)是有利的！因此實際計算的時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； 在實際工程中，對上面的幾種荷載，考慮最不利組合，且雪荷載與活荷載不同時考慮。分項系數(shù)按以下參數(shù)取值： 永久荷載分項系數(shù)γg?。? 1.2 ……風(fēng)荷載向下、自重不起控制作用時； 1.35 ……風(fēng)荷載向下、自重起控制作用時； 1.0 ……風(fēng)荷載向上時； 風(fēng)荷載的分項系數(shù)?。害脀：1.4 雪荷載的分項系數(shù)?。害胹：1.4 活荷載的分項系數(shù)取：γh：1.4 3.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)計算： 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：計算點標(biāo)高：2.85m； 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四類地貌類別截斷高度分別為：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A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m； 對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m； 對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m； 對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m； g：峰值因子，取2.5； I10：10m高名義湍流度，對應(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； 對于C類地形，2.85m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為： βgz=1+2×2.5×0.23×(15/10)-0.22=2.0519 μz：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提供的公式計算： A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24 B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30 C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44 D類場地：μzD=0.262×(z/10)0.60 公式中的截斷高度和梯度高度與計算陣風(fēng)系數(shù)時相同，也就是： 對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m； 對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m； 對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m； 對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m； 對于C類地形，2.85m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：計算圍護結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時，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：計算非直接承受風(fēng)荷載的圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，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，折減系數(shù)取1.0； 2 當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時，對墻面折減系數(shù)取0.8，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其它屋面區(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，墻面和絕對值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(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)，很難每個工程都做風(fēng)洞實驗來準(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，所以在計算中沒有按從屬面積進行插值折減，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：計算圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時，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，取0.4μs1； —當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時，取0.6μs1； —當(dāng)開洞率大于0.30時，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)洞口對應(yīng)位置的值； 按如上說明，根據(jù)計算點體型位置，并依據(jù)實際結(jié)構(gòu)分別考慮其最大和最小兩種情況按規(guī)范選取，對本例，分別取0.2、-1.8； 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，南昌地區(qū)取0.00045MPa； 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 =2.0519×0.6502×0.2×0.00045 =0.00012MPa wk-=βgzμzμs1-w0 =2.0519×0.6502×(-1.8)×0.00045 =-0.001081MPa 3.3 風(fēng)荷載設(shè)計值計算 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+=1.4×wk+ =1.4×0.00012 =0.000168MPa w-=1.4×wk- =1.4×(-0.001081) =-0.001513MPa 3.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 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：0.00045MPa. μr：屋面積雪分布系數(shù)，按表7.2.1[GB50009-2012]，為1。 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 =1×0.00045 =0.00045MPa 3.5 雪荷載設(shè)計值計算 S：雪荷載設(shè)計值(MPa)； S=1.4×Sk =1.4×0.00045 =0.00063MPa 3.6 采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計值 G：采光頂構(gòu)件自重荷載設(shè)計值(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： G=1.2×Gk =1.2×0.0005 =0.0006MPa 當(dāng)永久荷載起控制作用時： G=1.35×Gk =1.35×0.0005 =0.000675MPa 3.7 采光頂坡面活荷載設(shè)計值 Q：采光頂坡面活荷載設(shè)計值(MPa)； Qk：采光頂坡面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取：0.0005MPa； Q=1.4×Qk =1.4×0.0005 =0.0007MPa 4 選取計算荷載組合 4.1 采光頂計算中的荷載組合方法 在實際工程的采光頂結(jié)構(gòu)計算中，對上面的幾種荷載，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： a.當(dāng)永久荷載起控制作用的時候，按下面公式進行荷載組合： S=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk) b.當(dāng)永久荷載不起控制作用的時候，按下面公式進行荷載組合： S=1.2Gk+1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk) (風(fēng)荷載為第一可變荷載時)； S=1.2Gk+1.4Sk(或Qk)+0.6×1.4wk (風(fēng)荷載非第一可變荷載時)； 2：考慮負風(fēng)壓時： 按下面公式進行荷載組合： S=1.0Gk+1.4wk 特殊說明 ： 1：雪荷載與活荷載不同時考慮，根據(jù)計算點體型位置，風(fēng)載可能為正、負或0。因為負風(fēng)壓在某些情況下對結(jié)構(gòu)反而是有利的，所以如果絕對值最大的情況是負數(shù)狀態(tài)下產(chǎn)生的，還要計算風(fēng)載為正(或零)時的情況，需要分別計算兩種狀態(tài)，并以其最危險狀態(tài)來設(shè)計結(jié)構(gòu)及選取材料。 2：對于采光頂?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，因為涉及到哪個荷載是第一可變荷載，所以也要分別計算； b.體型系數(shù)一正一負，這種情況下無法簡單判定哪種最為危險，要分別計算之后才能確定； c.體型系數(shù)為雙負，這種情況下需要考慮絕對值最大的情況下的荷載組合，還要考慮一種零風(fēng)壓的時候的荷載組合； d.體型系數(shù)只有負向，則同時要考慮零風(fēng)壓的情況的荷載組合； 3：后面計算部分的wk+與wk-只是表示兩種極限情況，不表示正負關(guān)系，在實際工程中，有如下幾種可能： a.當(dāng)兩種工況都為正壓的時候，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)兩種工況一正一負的時候，wk+表示正風(fēng)壓，wk-表示為負風(fēng)壓； c.當(dāng)兩種工況都為負的時候，wk+按零風(fēng)壓取值，wk-表示為絕對值最大的負風(fēng)壓； 4.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk+情況下的荷載組合 取自重、風(fēng)荷載和活荷載組合： 第一可變荷載為：風(fēng)荷載 第二可變荷載為：活荷載 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：0.7 qA1：該情況下作用在采光頂表面的荷載設(shè)計值組合(MPa)； qA1k：該情況下作用在采光頂表面的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； 先取自重和風(fēng)荷載組合： G+w=0.000675+0.6×0.000168 =0.000776MPa 轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： 0.000776/cos1.7°=0.000776MPa 再與活荷載組合，得： qA1=0.000776+0.7×0.0007 =0.001266Mpa 先取自重和風(fēng)荷載組合： Gk+wk=0.0005+0.6×0.00012 =0.000572MPa 轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： 0.000572/cos1.7°=0.000572MPa 再與活荷載組合，得： qA1k=0.000572+0.7×0.0005 =0.000922 Mpa 4.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)為wk-情況下的荷載組合 取自重、風(fēng)荷載和活荷載(因為風(fēng)壓為負，所以實際計算中其不參與組合)組合： 第一可變荷載為：風(fēng)荷載 第二可變荷載為：活荷載(因為風(fēng)壓為負，所以實際計算中其不參與組合) 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)取：ψs：0 活荷載的組合值系數(shù)?。害議：0 qA2：該種情況下作用在采光頂表面的荷載設(shè)計值組合(MPa)； 先取自重和風(fēng)荷載組合： G+w=0.0005+1×(-0.001513) =-0.001013MPa 轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： -0.001013/cos1.7°=-0.001013MPa 再與活荷載組合，得： qA2=-0.001013+0×0.0007 =0.001013MPa 4.4 極限狀態(tài)的荷載確定 對比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)計算應(yīng)該以此進行。 5 幕墻承受荷載計算 5.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算方法 幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)計算： wk=βgzμs1μzw0 ……8.1.1-2[GB50009-2012] 上式中： wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； z：計算點標(biāo)高：2.85m； 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四類地貌類別截斷高度分別為：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A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m； 對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m； 對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m； 對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m； g：峰值因子，取2.5； I10：10m高名義湍流度，對應(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； 對于C類地形，2.85m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為： βgz=1+2×2.5×0.23×(15/10)-0.22=2.0519 μz：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提供的公式計算： A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24 B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30 C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44 D類場地：μzD=0.262×(z/10)0.60 公式中的截斷高度和梯度高度與計算陣風(fēng)系數(shù)時相同，也就是： 對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m； 對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m； 對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m； 對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m； 對于C類地形，2.85m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： μz=0.544×(15/10)0.44=0.6502 μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)； 按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計算圍護結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時，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。 本計算點為體型系數(shù)人工給定：0.8，按如上說明，查表得： μs1(1)=0.8 按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.4條：計算非直接承受風(fēng)荷載的圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，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，折減系數(shù)取1.0； 2 當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時，對墻面折減系數(shù)取0.8，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其它屋面區(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，墻面和絕對值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(shù)： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4 ……8.3.4[GB50009-2012] 其中： μs1(25)=0.8μs1(1) =0.8×0.8 =0.64 計算支撐結(jié)構(gòu)時的構(gòu)件從屬面積： A=1.6633×2.2 =3.65926m2 當(dāng)A>25時取a=25，當(dāng)A小于1時取A=1； LogA=0.563 則： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4 =0.8+[0.64-0.8]×0.563/1.4 =0.736 按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.5條：計算圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時，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，取0.4μs1； -當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時，取0.6μs1； -當(dāng)開洞率大于0.30時，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)洞口對應(yīng)位置的值； 本計算中建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)為0.2(封閉式建筑內(nèi)表面)； 因此，計算非直接承受風(fēng)荷載的支撐結(jié)構(gòu)時的局部風(fēng)壓體型系數(shù)為： μs1=0.736+0.2 =0.936 而對直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來說，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為： μs1=0.8+0.2 =1 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中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，南昌地區(qū)取0.00045MPa； 5.2 計算支撐結(jié)構(gòu)時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 wk=βgzμzμs1w0 =2.0519×0.6502×0.936×0.00045 =0.000562MPa 因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。 5.3 計算面板材料時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 wk=βgzμzμs1w0 =2.0519×0.6502×1×0.00045 =0.0006MPa 因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。 5.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 qEk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] qEk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； βE：動力放大系數(shù),取5.0； αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)； A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)； 5.5 平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 PEk=βEαmaxGk ……5.3.5[JGJ102-2003] PEk：平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N)； βE：動力放大系數(shù),取5.0； αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)； 按照JGJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說明部分的規(guī)定，對于豎向幕墻和與水平面夾角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墻，可不考慮豎向地震作用效應(yīng)的計算和組合。 5.6 作用效應(yīng)組合 荷載和作用效應(yīng)按下式進行組合： S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk ……5.4.1[JGJ102-2003] 上式中： S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計值； SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； Swk、SEk：分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； γG、γw、γE：各效應(yīng)的分項系數(shù)； ψw、ψE：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。 上面的γG、γw、γE為分項系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]規(guī)定如下： 進行幕墻構(gòu)件強度、連接件和預(yù)埋件承載力計算時： 重力荷載：γG：1.2； 風(fēng) 荷 載：γw：1.4； 地震作用：γE：1.3； 進行撓度計算時； 重力荷載：γG：1.0； 風(fēng) 荷 載：γw：1.0； 地震作用：可不做組合考慮； 上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)ψw為1.0； 地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5； 6 雙坡采光頂主龍骨計算 基本參數(shù)： 1：L=9050mm； 2：α=1.7°； 雙坡采光頂?shù)闹鼾埞窃O(shè)計計算，用SAP2000有限元建模計算，計算模型如下： 6.1 龍骨荷載計算 （1）頂部荷載計算 計算取自重、風(fēng)荷載和活荷載設(shè)計值組合。 qA：作用在采光頂表面的荷載設(shè)計值組合(MPa)； F：作用在采光頂表面的集中荷載設(shè)計值組合(N)； Fk：作用在采光頂表面的集中荷載設(shè)計值組合(N)； 先取自重和風(fēng)荷載組合： G+w=0.000675+0.6×0.000168 =0.000776MPa 轉(zhuǎn)化為垂直于水平面的荷載： 0.000776/cos1.7°=0.000776MPa 再與活荷載組合，得： qA=0.000776+0.7×0.0007 =0.001266MPa F=qA×A =0.001266×2508864.9 =3176.223 N Fk=qAk×A =0.000922×2508864.9 =2313.174 N （2）側(cè)面荷載計算 從安全角度出發(fā)此處 按照下圖體型系數(shù)取用： （3）荷載指定 6.2 主龍骨的強度計算 應(yīng)力比 0.544≤0.95(OK) 所以，材料的強度滿足設(shè)計要求！ 6.3 主龍骨的剛度計算 df=25.575mm≤df,lim=l/250=8100/250=32.4mm 所以，材料的剛度滿足設(shè)計要求！ 7 采光頂玻璃的計算 基本參數(shù)： 1：計算點標(biāo)高：2.85m； 2：板面尺寸：寬×高=B×H=1508.3mm×1663.3mm； 3：玻璃配置：夾層玻璃：8 +8 mm； 4：玻璃形式：四點駁接； 5：a：板寬度方向支撐點間距，為：1258.3mm； b：板高度方向支撐點間距，為：1413.3mm； 模型簡圖為： 7.1 玻璃板塊荷載計算 (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)計值： GA1：外片玻璃自重設(shè)計值(僅指玻璃)(MPa)； GAk1：外片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； GA1=1.35×GAk1 =1.35×0.000205 =0.000277MPa (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)計值： GA2：內(nèi)片玻璃自重設(shè)計值(僅指玻璃)(MPa)； GAk2：內(nèi)片玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)； GA2=1.35×GAk2 =1.35×0.000205 =0.000277MPa (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) =0.00006MPa wk2=wk×t23/(t13+t23) =0.00006MPa (6)分配到內(nèi)、外片玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計值： w1：分配到外片玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計值(MPa)； w2：分配到內(nèi)片玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計值(MPa)； w：風(fēng)荷載設(shè)計值(MPa)； t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)； w1=w×t13/(t13+t23) =0.000084MPa w2=w×t23/(t13+t23) =0.000084MPa (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) =0.000225MPa Sk2=Sk×t23/(t13+t23) =0.000225MPa (8)分配到內(nèi)、外片玻璃上的雪荷載設(shè)計值： S1：分配到外片玻璃上的雪荷載設(shè)計值(MPa)； S2：分配到內(nèi)片玻璃上的雪荷載設(shè)計值(MPa)； S：雪荷載設(shè)計值(MPa)； t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)； S1=S×t13/(t13+t23) =0.000315MPa S2=S×t23/(t13+t23) =0.000315MPa (9)分配到內(nèi)、外片玻璃