玻璃采光顶计算书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流玻璃采光顶计算书.精品文档.北京XX大厦工程单坡采光顶设计计算书设计： 校对： 审核： 批准： 沈阳YY幕墙工程有限公司二八年四月二十二日目录1 计算引用的规范、标准及资料11.1 幕墙设计规范：11.2 建筑设计规范：11.3 铝材规范：21.4 金属板及石材规范：21.5 玻璃规范：31.6 钢材规范：31.7 胶类及密封材料规范：41.8 门窗及五金件规范：41.9 相关物理性能级测试方法：51.10 建筑结构静力计算手册(第二版)61.11 土建图纸：62 基本参数62.1 幕墙所在地区：62.2 地面粗糙度分类等级：63 采光顶荷载

2、计算63.1 玻璃采光顶的荷载作用说明：63.2 风荷载标准值计算：73.3 风荷载设计值计算：83.4 雪荷载标准值计算：83.5 雪荷载设计值计算：93.6 采光顶构件自重荷载设计值：93.7 采光顶坡面活荷载设计值：94 选取计算荷载组合94.1 风荷载标准为wk+情况下的荷载组合94.2 风荷载标准为wk-情况下的荷载组合104.3 极限状态的荷载确定：105 单坡采光顶杆件计算105.1 杆件荷载计算：115.2 杆件的强度计算：125.3 杆件的挠度计算：126 采光顶玻璃的计算136.1 玻璃板块荷载计算：136.2 玻璃板块荷载组合：166.3 玻璃的强度计算：176.4 玻璃

3、的挠度计算：197 附录 常用材料的力学及其它物理性能21单坡采光顶设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1 幕墙设计规范：铝合金结构设计规范 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003点支式玻璃幕墙工程技术规程 CECS127-2001点支式玻璃幕墙支承装置 JG138-2001吊挂式玻璃幕墙支承装置 JG139-2001建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2003建筑瓷板装饰工程技术规范 CECS101：98建筑幕墙 GB/T21086-2007金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-20011.2 建筑设计规范：采暖通风与空气调节设计规范 GB50019

4、-2003地震震级的规定 GB/T17740-1999钢结构防火涂料 GB14907-2002钢结构设计规范 GB50017-2003高层民用建筑钢结构技术规范 JGJ99-98高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95(2005年版)高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准 JGJ/T97-95工程网络计划技术规程 JGJ/T121-99公共建筑节能设计标准 GB50189-2005混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004混凝土结构设计规范 GB50010-2002混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004既有

5、居住建筑节能改造技术规程 JGJ129-2004建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2002建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002建筑隔声评价标准 GB/T50121-2005建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2004建筑工程预应力施工规程 CECS180：2005建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版、局部修订)建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设防分类标准 GB50223-2004建筑抗震设计规范 GB50011-2001建筑设计防火

6、规范 GB50016-2006建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000年版)冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-2002民用建筑隔声设计规范 GBJ118-88民用建筑热工设计规范 GB50176-93民用建筑设计通则 GB50352-2005膜结构技术规程 CECS158：2004夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2001夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-2003预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-2002中国地震动参数区划图 GB18306-20011.3 铝材规范：变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-1996建筑用隔热铝合金

7、型材-穿条式 JG/T175-2005建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-2000铝合金建筑型材第1部分基材 GB5237.1-2004铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2004铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2004铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB5237.4-2004铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材 GB5237.5-2004铝合金建筑型材第6部分隔热型材 GB5237.6-2004铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000一般工业用铝及铝合金板、带材 GB/T3880.13-2006铝型材截面几何参数算法及计算

8、机程序要求 YS/T437-2000有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-20031.4 金属板及石材规范：干挂饰面石材及其金属挂件 JC830.1、2-2005建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-2000建筑幕墙用瓷板 JG/T217-2007铝幕墙板、板基 YS/T429.1-2000铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000铝塑复合板 GB/T17748-1999铝塑复合板用铝带 YS/T432-2000天然板石 GB/T18600-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005天然花岗石荒料 JC/T204-2001天

9、然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001天然石材统一编号 GB/T17670-1999天然饰面石材术语 GB/T13890-921.5 玻璃规范：镀膜玻璃 第1部分：阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002镀膜玻璃 第2部分：低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002防弹玻璃 GB17840-1999浮法玻璃 GB11614-1999夹层玻璃 GB/T9962-1999建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB17841-1999普通平板玻璃 GB4871-1995

10、热弯玻璃 JC/T915-2003压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-2002着色玻璃 GB/T18701-20021.6 钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢和耐热钢冷轧钢带 GB/T4239-1991不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-1984不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2007不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢丝 GB/T4240-93建筑用不锈钢绞线 JG/T200-2007不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000擦窗机 GB19154-2003彩色涂层钢

11、板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-1995低合金高强度结构钢 GB/T1591-1994建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007高耐候结构钢 GB/T4171-2000高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997焊接结构用耐候钢 GB/T4172-2000合金结构钢 GB/T3077-1999结构用无缝钢管 JBJ102金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳钢焊条 GB/T5117-1999碳素结构钢 GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-1989

12、碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2007优质碳素结构钢 GB/T699-1999预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-20001.7 胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001丁基橡胶防水密封胶粘带 JC/T942-2004干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC887-2001工业用橡胶板 GB/T5574-1994混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-2001建筑窗用弹性密封剂 JC485-2007建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-

13、2002建筑用防霉密封胶 JC/T885-2001建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2005建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 GB/T19686-2005建筑用硬质塑料隔热条 JG/T174-2005建筑装饰用天然石材防护剂 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-2003聚硫建筑密封胶 JC/T483-2006绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-1999石材用建筑密封胶 JC/T883-2001橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T531-1999修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用

14、弹性密封胶 JC/T486-2001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-20031.8 门窗及五金件规范：封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004紧固件螺栓和螺钉 GB/T5277-1985紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2000紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3

15、098.4-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2000紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099-2004铝合金窗 GB/T8479-2003铝合金门 GB/T8478-2003螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 GB/T818-2000地弹簧 QB/T3884-1999 铝合金门插锁 QB/T3885-1999 平开铝合金窗把手 QB/T3886-1999 铝合金撑挡 QB/T3887-1999 铝合金窗不锈钢滑撑 QB/T3888-1999 铝合金门窗拉手 QB/T3889

16、-1999 铝合金窗锁 QB/T3900-1999 铝合金门锁 QB/T3901-1999 推拉铝合金门用滑轮 QB/T3902-1999 闭合器 QB/T3893-1999 外装门锁 QB/T2473-2000弹子插芯门锁 GB/T2474-2000叶片门锁 QB/T2475-2000球型门锁 QB/T2476-2000铜合金铸件 GB/T13819-1992锌合压铸件 GB/T13821-1992铝合金压铸件 GB/T15114-1994铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/T6414-1999建筑门窗五金件 插销 JG214-2007建筑门窗五金件 传动机构用执手 JG124-2007建筑门

17、窗五金件 旋压执手 JG213-2007建筑门窗五金件 合页（铰链） JG125-2007建筑门窗五金件 传动锁闭器 JG126-2007建筑门窗五金件 滑撑 JG127-2007建筑门窗五金件 滑轮 JG129-2007建筑门窗五金件 多点锁闭器 JG215-2007建筑门窗五金件 撑挡 JG128-2007建筑门窗五金件 通用要求 JG212-2007建筑门窗五金件 单点锁闭器 JG130-2007建筑门窗内平开下悬五金系统 JG168-2004钢塑共挤门窗 JG207-2007电动采光排烟窗 JG189-20061.9 相关物理性能级测试方法：玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T139-

18、2001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-2000采暖居住建筑节能检验标准 JGJ132-2001彩色涂层钢板和钢带试验方法 GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法 GB/T15227-2007建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-2001建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000建筑外窗保温性能分级及检测方法 GB/T8484-2002建筑外窗采光性能分级及检测方法 G

19、B/T11976-2002建筑外窗抗风压性能分级及检测方法 GB/T7106-2002建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法 GB/T8485-2002建筑外窗气密性能分级及检测方法 GB/T7107-2002建筑外窗水密性能分级及检测方法 GB/T7108-2002建筑装饰装修工程施工质量验收规范 GB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法 GB/T228-20021.10 建筑结构静力计算手册(第二版)1.11 土建图纸：2 基本参数2.1 幕墙所在地区： 北京地区；2.2 地面粗糙度分类等级： 按建筑结构荷载规范(GB50009-2001) A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区

20、； 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C类地形考虑。3 采光顶荷载计算3.1 玻璃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600N/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：0.0006MPa(按假

21、设)；(2)风荷载：是垂直作用于采光顶表面的荷载，按GB50009采用； 对于采光顶结构，荷载作用复杂，并且可能有时风压是正，而有时候是负，一定范围内的负压对结构是有利的！因此实际计算的时候要分别考虑并采用其参与组合后的最大值！(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； 在实际工程中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，且雪荷载与活荷载不同时考虑。分项系数按以下参数取值： 永久荷载分项系数取：g：1.2 风荷载的分项系数取：w：1.4 雪荷载的分项系数取：s：1.4 活荷载的分项系数取：h：1.4 组合

22、值系数为： 永久荷载组合值系数取：g：1.0 风荷载的组合值系数取：w：0.6 雪荷载的组合值系数取：s：0.7 活荷载的组合值系数取：h：0.73.2 风荷载标准值计算：按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算： wk=gzzs1w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006年版上式中： wk：作用在采光顶上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：80m； gz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=K(1+2f) 其中K为地面粗糙度调整系数，f为脉动系数 A类场地： gz=0.92(1+2f) 其中：f=0.387(Z/10)-0.12 B类

23、场地： gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C类场地： gz=0.85(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D类场地： gz=0.80(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地形，80m高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.85(1+2(0.734(Z/10)-0.22)=1.6397 z：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地： z=1.379(Z/10)0.24 当Z300m时，取Z=300m，当Z350m时，取Z=350m，当Z400m时，取Z=400m，当Z450m时，取Z=450m，

24、当Z30m时，取Z=30m；对于C类地形，80m高度处风压高度变化系数： z=0.616(Z/10)0.44=1.5379 s1：局部风压体型系数，根据计算点体型位置选取，并依据实际结构分别考虑其最大和最小两种情况，对本例，分别取1.325、-1.325； 按建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数s1： 一、外表面 1. 正压区 按表7.3.1采用； 2. 负压区 对墙面， 取-1.0 对墙角边， 取-1.8 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 对于采光顶屋面等复杂

25、结构由表7.3.1GB50009-2001 2006年版查出，有条件的需要由风洞实验给出。 另注：上述的局部体型系数s1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数s1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数s1(A)可按面积的对数线性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 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，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

26、积进行插值折减，而采用了s1(1)值。 w0：基本风压值(MPa)，根据现行GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，北京地区取0.00045MPa； wk+：比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值； wk-：比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值； wk+=gzzs1+w0 =1.63971.53791.3250.00045 =0.001504MPa wk-=gzzs1-w0 =1.63971.5379(-1.325)0.00045 =-0.001504MPa3.3 风荷载设计值计算： w+：比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载设计值； w-

27、：比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载设计值； wk+：比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值； wk-：比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值； w+=1.4wk+ =1.40.001504 =0.002106MPa w-=1.4wk- =1.4(-0.001504) =-0.002106MPa3.4 雪荷载标准值计算： Sk：作用在采光顶上的雪荷载标准值(MPa) S0：基本雪压，根据现行GB50009-2001取值，北京地区50年一遇最大积雪的自重：0.0004MPa. r：屋面积雪分布系数，按表6.2.1GB50009-2001，为1。 根据GB50009-2001公式6.1.

28、1屋面雪荷载标准值为： Sk=rS0 =10.0004 =0.0004MPa3.5 雪荷载设计值计算： S：雪荷载设计值(MPa)； S=1.4Sk =1.40.0004 =0.00056MPa3.6 采光顶构件自重荷载设计值： G：采光顶构件自重荷载设计值(MPa)； Gk：采光顶结构平均自重取0.0006MPa； G=1.2Gk =1.20.0006 =0.00072MPa3.7 采光顶坡面活荷载设计值： Q：采光顶坡面活荷载设计值(MPa)； Qk：采光顶坡面活荷载标准值取：0.0005MPa； Q=1.4Qk =1.40.0005 =0.0007MPa4 选取计算荷载组合 雪荷载与活荷

29、载不同时考虑，根据计算点体型位置，风载可能为正、负或0。因为负风压在某些情况下对结构反而是有利的,所以如果绝对值最大的情况是负数状态下产生的，还要计算风载为正(或零)时的情况，需要分别计算两种状态，并以其最危险状态来设计结构及选取材料。4.1 风荷载标准为wk+情况下的荷载组合 在这种取自重、风荷载和活荷载组合： 第一可变荷载为：风荷载 第二可变荷载为：活荷载所以，组合值系数依次为： 永久荷载组合值系数取：g：1.0 风荷载的组合值系数取：w：1 雪荷载的组合值系数取：s：0 活荷载的组合值系数取：h：0.7 qA1：该情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合(MPa)； q1：该情况下作用在采

30、光顶表面的荷载设计值组合(MPa)；先取自重和风荷载组合： G+w=0.00072+10.002106 =0.002826MPa转化为垂直于水平面的荷载： 0.002826/cos15=0.002926MPa再与活荷载组合，得： qA1=(0.002926+0.70.0007)cos15 =0.0033MPa4.2 风荷载标准为wk-情况下的荷载组合 在这种取自重、风荷载和活荷载组合： 第一可变荷载为：风荷载 第二可变荷载为：活荷载所以，组合值系数依次为： 永久荷载组合值系数取：g：1.0 风荷载的组合值系数取：w：1 雪荷载的组合值系数取：s：0 活荷载的组合值系数取：h：0.7 qA2：该种情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合(MPa)； q2：该种情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合(MPa)；先取自重和风荷载