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1、钢结构采光顶计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1 幕墙相关设计规范：GB50429-2007JGJ102-2003JGJ113-2009GB/T21086-2007JG/T231-2007JG/T342-2012DGJ08-56-2012铝合金结构设计规范玻璃幕墙工程技术规范 建筑玻璃应用技术规程 建筑幕墙 建筑玻璃采光顶 建筑用玻璃与金属护栏 建筑幕墙工程技术规范1.2 建筑设计规范：GB/T17740-1999GB50017-2003GB50010-2010GB50009-2012GB50068-2001GB50011-2010GB50018-2002地震震级的规定 钢结构设计规范
2、混凝土结构设计规范 建筑结构荷载规范 建筑结构可靠度设计统一标准 建筑抗震设计规范 冷弯薄壁型钢结构技术规范1.3建筑结构静力计算手册(第二版)1.4 土建图纸：2 基本参数2.1 采光顶所在地区番禺地区；2.2 地面粗糙度分类等级按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。3 采光顶荷载计算3.1 采光顶的荷载作用说明玻璃采光顶承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及
3、活荷载。(1) 自重：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照以下值估算：当采用单层玻璃时：取400N/m2；当采用中空及夹层玻璃时：取500N/m2；当采用中空夹层玻璃时：取650N/m2；当由于玻璃较厚或龙骨较重，按上面估算不适合的时候，由人工计算给定；本例计算取：0.0004MPa(按假设)；(2) 风荷载：是垂直作用于采光顶表面的荷载，按GB50009采用；(3) 雪荷载：是指采光顶水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用；(4) 活荷载：是指采光顶水平投影面上的活荷载，按GB50009采用；在实际工程的采光顶结构计算中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其
4、 最大值：a. 当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：S =1.35G +0.7X1.4S (或 Q)A+ k k kb. 当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：S =1.2G+1.4S (或 Q)A+ k k k 考虑负风压时：c. 按下面公式进行荷载组合： S=1.0G+1.4wA- k k3.2 风荷载标准值计算按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算：w =B u u w& l.l-2GB50009-2012k+gz z s1+ 0w =B u u wk-gz z s1- 0上式中：wk：正风压下作用在采光顶上的风荷载标准值(MPa)；k+w :
5、负风压下作用在采光顶上的风荷载标准值(MPa)；k-Z：计算点标高：28m；B :高度z处的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算：B =1+2gI (z/10)-a条文说明部分 8. 6.1GB50009-2012gz10其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m； 也就是：对A类场地：当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z30m时，取z=30m；g：峰值因子，取2.5；I10：
6、10m高名义湍流度，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39； a：地面粗糙度指数，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.15、0.22和0.30； 对于B类地形，28m高度处的阵风系数为：B =1+2X2.5X0.14X(Z/10)-0.15=1.5998gzu :风压高度变化系数；z根据不同场地类型,按建筑结构荷载规范条文说明部分8.2. 1提供的公式计算：A 类场地：ua=1.284X(z/1O)0.24zB 类场地：u b=1.OOOX(z/1O)0.3ozC 类场地：卩 c=0.544X (z/1O)o.44zD 类场地：卩 d=0.
7、262X (z/10)o.6oz 公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同，也就是：对A类场地：当z300m时，取z=300m，当z5m时，取z=5m；对B类场地：当z350m时，取z=350m，当z10m时，取z=10m；对C类场地：当z450m时，取z=450m，当z15m时，取z=15m；对D类场地：当z550m时，取z=550m，当z30m时，取z=30m； 对于B类地形，28m高度处风压高度变化系数：u=1.000X(Z/10)0.30=1.3619z卩：局部风压体型系数；s1按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下 列规
8、定采用局部体型系数卩:s11封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8. 3.3-1的规定采用； 2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0； 3其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。按建筑结构荷载规范 GB50009-2012 第 8.3.4 条：计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载 时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用：1当从属面积不大于lm2时，折减系数取1.0；2当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8,对局部体型系数绝对值大于1. 0的屋 面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0；3当从属
9、面积大于lm2且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插 值，即按下式计算局部体型系数：卩(A) = u (1) + 5 (25)-u (l)logA/1.4& 3.4GB50009-2012s1 s1 s1 s1 考虑到采光顶的特殊性质：该处的建筑结构比较复杂，作为屋面结构又与人们的生命安全密切相 关，很难每个工程都做风洞实验来准确决定荷载，而常规采光结构的风载本身就不大，所以在计算中没 有按从属面积进行插值折减，而采用了卩(1)值。s1按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的 局部体型系数可按下列规定采用：
10、1封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2； 2仅一面墙有主导洞口的建筑物：当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4卩；s1当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6卩；s1当开洞率大于0.30时，取0.8卩；s13其它情况，应按开放式建筑物的卩取值；s1 注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比；2：u 应取主导洞口对应位置的值；s1 按如上说明，根据计算点体型位置对本例，分别取-0.6；u =-0.6-0.2=-0.8s1w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012附表E.5中数值采用，按重 现期50
11、年，番禺地区取0.00055MPa；风荷载标准值：w =B 卩卩 wkA- gz z sA1- 0 =1.5998X1.3619X0.8X0.00055=0.000958MPa3.3 雪荷载标准值计算Sk：作用在采光顶上的雪荷载标准值(MPa)；kS0：基本雪压，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012取值：0MPa；卩:屋面积雪分布系数，按表7.2.1GB50009-2012,为2.0；r根据建筑结构荷载规范GB50009-2012公式7.1.1屋面雪荷载标准值为:S = u XSk r 0=2.0X0=0MPa3.4面活荷载标准值Q：面活荷载标准值取：500N/m2k因为SkWQk
12、，所以计算时活荷载参与正压组合！k k3.5选取计算荷载组合w 负风压风荷载标准值kA-：Q :活荷载标准值kGk：面板自重荷载标准值kC0MBl=1.4w +1.0G （强度校核）kA-kCOMB2=1.4Q +1.2G （强度校核）kkC0MB3=1.4X0.7 Q +1.35G （强度校核）kkCOMB4=1.0w +1.0G （挠度校核）kA-kCOMB5=1.0Q +1.0G （挠度校核）kk4杆件布置图图4-1结构简图如下:341 巴 MD* BP* W*7TTT1-TrdEi.1娅1 m.II m.图4-2计算模图如下:型材截面：杆件1： 600*300*16*16箱型梁杆件2：
13、 400*250*16*16箱型梁4.1杆件计算对面板施加荷载，通过面导载形式将荷载导到框架截面上，施加荷载大小分别为:w 0.958KN/m2kA-二Q =0.5 KN/m2kG =0.4 KN/m2k 图4.1-1应力比显示图最大应力比0.468 V1图4.1-2杆件弯矩表TABLE:Elcmcn-tf orccs 一 FramesFrajueStat i onOutputCas已CaseTypepV2V3T12 3TEXtrranTextTestNNNNmoriN-nimNirmhJl.dll.4-CombinntLon(i-107859. 33I7.797E 09Ol 4386552661220001.2dfl. 41CambinalLonri1O7B59. 33” 71 和- 9n-43S655266-工71. 2d+l. 41CombinatLon(i-107947. IEE40-433156319山川1.2d+l. 41ConbinntLonuf. Il6T6542.84U-438L5691911. z，li1.4：Combinat innri-二二:-”F； -4n-4331569191.2d4-l. 41CombinatLona107947. 13:-6T6542. 340-438156319J1.35d+0. 931ConbinatLonu-105232
