采光顶计算模版

第六部分 游泳池采光顶结构分析

第一章、计算说明

此采光顶采用TP10+1.52PVB+10钢化夹胶玻璃通过结构胶将荷载传至次龙骨，次龙骨再传至主龙骨，主钢龙骨与主体结构固接，采用有限元软件SAP2000对该采光顶的整体钢结构体系建模分析，受竖直方向的风荷载、恒荷载、活荷载，大样：ZJDY-03

结构布置如图

其中：

杆件1：主梁截面形式矩形钢通 200x100x6

杆件2：次梁截面形式矩形钢通 200x100x6

龙骨布置图

第二章、荷载计算

一、风荷载计算

计算依据：Wk＝βgzμzμs1W0

计算高度：Z=12m，地面粗糙度类别：C类

Wk：作用在幕墙上的风荷载标准值 (kN/m2)

?gz

：瞬时风压阵风系数

?gz=1.68

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）。

?S1：局部风压体型系数,按建设部2006年7月25日发布《建筑结构荷载

规范》GB50009-2001局部修订，采光顶负风压取-2。

?gz

：风荷载高度变化系数:1.26

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）, C类取值

?0：深圳地区，50年一遇，基本风压 ?0 =0.75 kN/m2 风荷载标准值：

wkup=βZμZμS1w0=1.68×1.26×（-2）×0.75=-3.175kN/m2

风荷载设计值：

wup=1.4×3.175=4.45kN/m2

二、玻璃幕墙自重荷载计算

玻璃幕墙采用TP10+1.52PVB+10钢化夹胶玻璃，根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表5.3.1条规定 玻璃体密度：25.6 KN/m3 GGK：玻璃自重面荷载标准值

GGK=（10+10）×10-3×25.6=0.461KN/m2

考虑到附件取GGk=0.6KN/m2 GG：幕墙面板自重面荷载设计值 GG=rG·GGK=1.2×0.6=0.72KN/m2

rG：自重作用效应分项系数，取rG=1.2,按《玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003第5.4.2.1条规定。

三、活荷载计算

Qk?0.5KN/m2

四、荷载组合

风荷载作用效应分项系数， 取YW=1.4 风荷载作用效应组合系数， 取ψW=1.0 地震荷载作用效分项项系数，取YE=1.4 地震荷载作用效分项项系数，取ψE=0.7 自重荷载作用效应分项系数，取YE=1.2 自重荷载作用效应分项系数，取ψE=1.0 COMB1=1.4×1.0×WKUP+1.0×GK （校核强度）

COMB2=1.4×1.0×WKDOWN+1.4×0.7QK+1.2×GK （校核强度） COMB3= 1.0×WKUP+1.0×GK（校核挠度）

COMB4=1.0×WKDOWN+ 0.7QK+1.0×GK（校核挠度） 经分析比较，风压向下对结构不利：

COMB2=1.4×1.0×WKDOWN+1.4×0.7QK+1.2×GK （校核强度）

COMB4=1.0×WKDOWN+ 0.7QK+1.0×GK（校核挠度）

第三章、面板计算

一、计算说明

采光顶采用TP6＋12A+TP6+1.52PVB+TP6中空夹胶玻璃，玻璃最大分格尺寸：a?1900mm，b?2133mm 面板为四边简支 二、荷载计算

TP6+1.52PVB+TP6钢化夹胶玻璃，

其等效厚度te=(t3+t3)1/2 =7.56 mm

现把TP6＋12A+TP6+1.52PVB+TP6钢化中空夹胶玻璃看为12A+TP7.56钢化中空玻璃按

单片玻璃分配荷载

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003条目6.1.5

外片玻璃分配的风荷载标准值为

?wt3w1K1?1.1Kt331?t2

63

?1.1?1.588?63?7.563 =0.53KN/m2

内片玻璃分配的风荷载标准值为

3wK2?wt2Kt331?t2

?7.563?1.588

63?7.563 =1.058 KN/m2

TP6＋

三、面板校核 基本信息：

玻璃: TP6+12A+TP7.56mm中空玻璃 弹性模量：E=72000N/mm2 泊松比：γ=0.2 板块尺寸 短边：a=1900mm 长边：b=2133mm 支撑方式：四边简支 强度设计值：fg=84.0N/mm2

变形允许值：【U】=1900/60=31.7mm 外片玻璃强度校核

6mqa2??2t校核依据：η≤fg

外片玻璃分配的荷载标准值为

w1K?0.58KN/m2

外片玻璃参数?：

w1k??a4??E?t14

0.00058?12004?472000?8

=85.6

由a/b=0.89,查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-1得 弯矩系数m=0.0537

表6.1.2-1 四边支撑玻璃板的弯矩系数m

a/b 0.00 0.25 0.33 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 m 0.1250 0.1230 0.1180 0.1115 0.1000 0.0934 0.0868 0.0804 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.0 a/b 0.70 m

0.0742 0.0683 0.0628 0.0576 0.0528 0.0483 0.0442 由θ=85.6,查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-2得 折减系数η=0.716

表6.1.2-1折减系数η

θ η θ η 应力：

≤5.0 10.0 1.00 0.96 20.0 0.92 40.0 0.84 60.0 0.78 80.0 0.73 100.0 0.68 120.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 ≥400 0.65 0.61 0.57 0.54 0.52 0.51 0.5 ??1.4??wk1?0.5?1.3??Ek16?m?wk1?a2?1.4???2t1

6?0.0537?0.00058?19002?1.4??0.71682

=19.77N/mm2＜满足!

fg＝84.0N/mm2

中空内片玻璃的强度校核 内片玻璃分配的荷载标准值为

w2K?1.05KN/m2

外片玻璃参数?：

w1k??a4??E?t14

0.00105?19004?472000?8

=60.81

由a/b=0.89,查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-1得 弯矩系数m=0.0537

表6.1.2-1 四边支撑玻璃板的弯矩系数m

a/b 0.00 m 0.25 0.33 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 0.1250 0.1230 0.1180 0.1115 0.1000 0.0934 0.0868 0.0804 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.0 a/b 0.70 m

0.0742 0.0683 0.0628 0.0576 0.0528 0.0483 0.0442 由θ=60.81,查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-2得 折减系数η=0.788

表6.1.2-1折减系数η

θ η θ η 应力：

≤5.0 10.0 1.00 0.96 20.0 0.92 40.0 0.84 60.0 0.78 80.0 0.73 100.0 0.68 120.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 ≥400 0.65 0.61 0.57 0.54 0.52 0.51 0.5 ??1.4??wk1

6?m?wk2?a2?1.4???2t1

6?0.0537?0.00105?19002?1.4??0.77882

=24.26N/mm2＜

fg＝84.0N/mm2

满足!

中空内片玻璃的强度校核

变形计算 te:玻璃的等效厚度

3330.95t?t12 te=

333=0.95?6?7.56

=8.221mm

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003条目6.1.5-3查 玻璃的刚度

E?teD?121??2

3??72000?8.2213?12?1?0.22?

=3472973.79N.mm

wk?a4??4E?te

0.001588?19004?472000?8.221

=65.67

由θ=65.67,按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-2查 折减系数η=0.766

由a/b=0.89,查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.3得

挠度系数μ=0.00505

表6.1.3 四边支撑板的挠度系数μ

a/b 0.00 0.20 0.25 0.33 0.50 0.55 0.60 0.65 μ 0.01302 0.01297 0.01282 0.01223 0.01013 0.00940 0.00867 0.00796 a/b 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.0 μ 0.00727 0.00663 0.00603 0.00547 0.00496 0.00449 0.00406 挠度

df???wk?a4D??

0.00505?0.001588?19004??0.7663472973.8

=23.07mm≤【U】＝31.7mm 满足!

第四章、钢结构计算

一、计算说明

TP6＋12A+TP6+1.52PVB+TP6中空夹胶玻璃通过结构胶将荷载传至次龙骨，次龙骨再传至主龙骨，主钢龙骨与主体结构固接。直接给结构加面荷载。 详细计算如下：

由前面计算可，风压向下对结构不利： 结构受到的荷载如下：(标准值)

1、竖向负压产生的荷载WKup：荷载分布见下图

wkdown=1.588kN/m2 q线=1.588x1.9=3.02 kN/m

2、玻璃面板自重产生的荷载GK：荷载分布见下图 GK=0.6KN/m2 GK线=0.6x1.9=1.14KN/m 3、活荷载QK：荷载分布见下图

QK=0.5KN/m2 QK线=0.5x1.9=0.95 KN/m

Wdown

Gk

QK

分析可得最不利荷载组合如下：

COMB2=1.4×1.0×WKDOWN+1.4×0.7QK+1.2×GK （校核强度） COMB4=1.0×WKDOWN+ 0.7QK+1.0×GK（校核挠度） 二、基本信息 材料：钢材Q235B

弹性模量：Est=210000 N/mm2 弯曲抗弯强度：fst=215 N/mm2 剪切强度：fst-v=125 N/mm2 截面信息：（单位：mm）

1. 200X100X6 mm (主梁截面形式矩形钢)

三、强度计算

采用有限元软件SAP2000进行整体分析，钢结构支撑体系杆件分析如下：

弯矩MX=6114020.99N.mm 强度校核：

校核依据 ?=MX/1.05WX ≤fst =215 N/mm2

受到的最大弯曲应力：

?= MX/1.05WX

=6114020.99/1.05 X 176382 =33.01N/mm2 < fst =215 N/mm2 强度满足要求！ 四、挠度计算

对于钢结构龙骨施加相对应得荷载值，计算挠度，由有限元软件SAP2000计算结果如下：经分析，在组合荷载COMB3作用下 最大挠度：

最大挠度：df=24.91mm L: 主龙骨最小跨度 13320mm

挠度限值：df,lim=13320/250=13320/250=53.28mm。

df

钢构杆件挠度满足要求！

根据以上计算，采光顶的各项可以满足设计要求，达到要求的使用功能，可以使用。

第五章、连接计算

螺栓材料为316级不锈钢，抗拉强度设4计值ft=320N/mm2, 抗剪强度设ft=245N/mm2

采用M15不锈钢螺栓，螺栓受到水平方向剪力和竖直方向的剪力

（1）螺栓受到的水平方向的剪力 Vx=0KN

！（2）螺栓受到的竖直方向的剪力 Vy= 8.238KN

（3）螺栓受到的合剪力 V =

Vx?Vy2222＝0?8.238＝8.238KN

（4）A0：M16 不锈钢螺栓有效面积,取A0=157 mm2 nv:螺栓的抗剪面数单剪时取1，双剪时取2

bNV：每个螺栓的抗剪承载力：

bNV?nv?A0?fV=1?157?245=38.5KN>8.238KN

采用1个M12不锈钢螺栓。

第六章、埋件计算

一、计算说明

板式埋件受到剪力和弯矩的共同作用，其受力如下图所示：

二、荷载计算

支座反力由有限元软件SAP2000计算，结果如下：

支座反力示意图

支座反力局部放大图

支座受力最不利

埋件受到的剪力 V=46187 N 埋件受到的弯矩： M=46.187?0.186=8.59

KN·m

三、预埋件计算

主体结构采用混凝土强度等级为C30，锚板t=10 mm，用9根Φ12的HRB335级钢筋作为锚筋。

锚筋面积按下式计算并应大于其最大值：

AS?V?r?VfyN0.8?b·fy?N0.8?bfy?M1.3?r?bfyZ

AS??M0.4?r?b·fyy·Z

式中：

V：剪力设计值 V=46187 N M：弯矩设计值 M=8.59 KN·m αr：钢筋层数影响系数，取αr=1.0 αV：锚筋受剪承载力系数，取αV=0.66

?4.0-0.08d?αV=

fcfy=

?4.0-0.08?12?14.3300=0.66＜0.7

d：锚筋直径，取d=12 mm t：锚板厚度，取t=10 mm

αb：锚板弯曲变形折减系数，取αb=0.808 αb=

0.6?0.25t100.6?0.25?d=12=0.808

Z：外层锚筋中心线之间的距离，取Z=100 mm

AS?V?r?Vf?yN0.8?bf?yM1.3?r?bfyZ

461878.59?106??1?0.66?3001.3?1?0.808?300?100

=505.86 mm2

A

S?N0.8?b·f?yM0.4?r?b·fyy·Z

8.59?106?0.4?1?0.808?300?100

=885.9mm2

平板埋件所需锚筋最小截面积为885.9 mm2. 四、预埋件选择

预埋件锚筋（选择6φ12） 锚筋总面积为

9×π12/4=885.9mm2＞1017.36 mm2 预埋件锚筋截面积满足设计要求。

预埋件设计满足要求。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xobw.html