玻璃及荷载计算书

框支承采光顶玻璃设计计算书工程所在地:，地区类型：C，采光顶标高=5.0mI.设计依据：建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001建筑结构荷载规GB 50009-2012建筑抗震设计规GB 50011-2010混凝土结构设计规GB 50010-2002钢结构设计规GB 50017-2003铝合金建筑型材第1部分：基材GB/T 5237.1-2008铝合金建筑型材第2部分：阳极氧化型材GB 5237.2-2008平板玻璃GB 11614-2009半钢化玻璃GB/T 17841-2008建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃GB 15763.2-2005镀膜玻璃 第1部分 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紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.1-2000紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GB 3098.2-2000紧固件机械性能自攻螺钉GB 3098.5-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.6-2000紧固件机械性能不锈钢螺母GB 3098.15-2000建筑结构静力计算手册（第二版）现代建筑装饰-铝合金玻璃幕墙与玻璃采光顶H.设计方法和指标：本工程设计采用概率极限状态设计法,根据建筑结构荷载规GB50009-2012规定各种载荷的分项系数如下：1. 永久载荷分项系数rg :1）当其效应对结构不利时 对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2； 对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35 ；2）当其效应对结构有利时 一般情况下应取1.0 ； 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。2. 可变荷载的分项系数： 一般情况下应取1.4 ； 对标准值大于4kN/m 2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3。对于某些特殊情况，可按建筑结构有关设计规的规定确定。在设计中采用可变荷载效应控制的组合，各项的分项系数取值如下永久载荷分项系数rg为：1.2风载荷分项系数rw为：1.4雪载荷分项系数rs为：1.4活载荷分项系数rq为：1.3在设计中采用永久荷载效应控制的组合，各项的分项系数取值如下永久载荷分项系数rg为：1.35风载荷分项系数rw为：1.4雪载荷分项系数rs为：1.4活载荷分项系数rq为：1.33 .采光顶顶标高Z :A类地区，在5米以下按5米计算，300以上按300算；B类地区，在10米以下按10米计算，350以上按350算；C类地区，在15米以下按15米计算，450以上按450算；D类地区，在30米以下按30米计算，550以上按550算；一、采光顶承受荷载计算1. 风荷载标准值计算：Wk:作用在采光顶上的风荷载标准值(kN/m2)W0 : 50年一遇的风压基本值:0.300kN/m2根据现行建筑结构荷载规GB50009-2012取值P gz：瞬时风压的阵风系数，根据校核处标高取定。P gz： 5.0m高处阵风系数(按C类区计算)：(GB50009-2012)P gz=1 + 1.15x(Z/10)-0.22=2.050 (15 米以下按 15 米计算)M z： 5.0m高处风压高度变化系数(按C类区计算)：(GB50009-2012)M z=0.544x(Z/10)0.44(C类区，在15米以下按15米计算)=0.544x(15.0/10)0.44=0.650M s：风荷载体型系数:1.600Wk邛 gZxMzxMsXWo(5.2.2)=2.050x0.650x1.600x0.300=0.640 kN/m2因为 Wk = 1.0kN/m2,取 Wk=1.000 kN/m22. 风荷载设计值：W:风荷载设计值(kN/m2)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4按铝门窗幕墙技术资料汇编(一)表3-1各种荷载分顶系数采用W=rwxWk=1.4x1.000=1.400kN/m23. 雪载荷标准值计算：Sk:作用在采光顶上的雪荷载标准值(kN/m2)S0:基本雪压,50年一遇最大积雪的自重:0.150kN/m2根据现行建筑结构荷载规GB50009-2012取值M r:屋面积雪分布系数为1.000根据建筑结构荷载规GB50009-2012公式7.1.1屋面雪载荷按下式计算Sk=M rxS0=1.000x0.150=0.150kN/m24. 雪载荷设计值计算:S:雪载荷设计值(kN/m2)rs:雪载荷分项系数为1.4按铝门窗幕墙技术资料汇编(一)表3-1各种荷载分顶系数采用S = rsxSk= 1.4x0.150=0.210kN/m25. 采光顶玻璃自重荷载设计值计算G1S G2:采光顶玻璃自重荷载设计值(kN/m2)Gk:采光顶玻璃自重标准值为0.461kN/m2rg:恒载荷分项系数，在可变载荷效应控制的组合中，取1.2 ;在永久载荷效应控制的 组合中，取1.35。按铝门窗幕墙技术资料汇编(一)表3-1各种荷载分顶系数采用(1) 由可变载荷效应起控制作用时：G1 = rgxGk= 1.2x0.461=0.553kN/m2(2) 由永久载荷效应起控制作用时：G2 = rgxGk= 1.35x0.461=0.622kN/m26. 采光顶坡面活荷载设计值计算Q：采光顶坡面活载荷设计值(kN/m2)rq：活载荷分项系数为1.3Qk：采光顶坡面活载荷标准值为0.500kN/m2QnrqxQknl.3xo.5ooHp650kN、m27米普溥罩零哥富蝉柬郭部iA 人膺薜富 imv VGB5000912012 幕耳 M 8 #)4蝉鲁司m蝉 司尚 S-B-、ffl*_t4l咨s人Q、殊甬蝉司尚3-&-#诵蝉司、蜩蝉司或#。(1)压回蝉司研莒曲迷昏尚3l)tma爵+习爵+诵毒散N.习蝉司瘁4面1.400kN、m2G米膏牒喜皿M瘁蓄苛p553kN、m2QM毒瘁蓄苛 0.650kN、m2Q -米普落旻我黑35.。zk毒柬N(kN、m2)zkli(Gl+WX17COSQ +P7XQXCOSQP553+1.400)XCOS350000+P7XP652XCOS35.。H2.326kN、m22)tma爵击毒+习毒散N.习蝉司瘁4面1.400kN、m2G1:采光顶结构平均自重设计值为0.553kN/m2Q：活载荷设计值为0.650kN/m2a：采光顶坡面水平夹角为35.000Zk2:载荷组合之二(kN/m2)Zk2=(G1+Q)x 1/cosa +0.6xWxcosa= (0.553+0.650)x1/cas35.000+0.6x1.400xcQs35.000= 1.891kN/m2由永久载荷效应控制的组合：计算恒载荷+风载荷+活载荷组合：计算荷载为恒载荷+风载荷+活载荷组合：W:风载荷设计值1.400kN/m2G2：采光顶结构平均自重设计值为0.622kN/m2Q：活载荷设计值为0.650kN/m2a ：采光顶坡面水平夹角为35.000Zk3:载荷组合之三(kN/m2)Zk3=(G2+0.6xW) x 1/cosa +0.7xQxcosa=(0.622+0.6x1.400)x1/cos35.000+0.7x0.650xcos35.000= 1.835kN/m2(3) 设计荷载取上述组合中的最大者，即：由可变载荷效应起控制作用时，恒载荷+风载荷+活载荷为最大载荷组合(载荷组合之一)Z1=MAX(Zk1，Zk2，Zk3)二MAX(2.326,1.891,1.835)=2.326kN/m2二、玻璃的选用与校核1. 本处采用:夹层中空玻璃玻璃种类为：片外层：钢化玻璃，片层：钢化玻璃，外片：钢化玻璃玻璃的重力密度为：25.6(kN/m3)Btli:夹层中空玻璃片层玻璃厚度为:6.000(mm)Btlo:夹层中空玻璃片外层玻璃厚度为:6.000(mm)Bt_w:夹层中空玻璃外片玻璃厚度为:6.000(mm)外片玻璃自重标准值:Gak1=25.6xBt_w/1000=25.6x6.000/1000=0.154kN/m2片玻璃自重标准值:GaK2=25.6x(Bt_li+Bt_lo)/1000=25.6x(6.000+6.000)/1000=0.307kN/m22. 玻璃验算荷载组合：Wk:风载荷标准值1.000kN/m2W:风载荷设计值1.400kN/m2Gbk:玻璃平均自重标准值为0.461kN/m2Gb1:玻璃平均自重设计值为0.553kN/m2Qk:活载荷标准值为0.500kN/m2Q:活载荷设计值为0.650kN/m2a:采光顶坡面水平夹角为35.000计算由可变载荷效应起控制作用时，恒载荷+风载荷+活载荷为最大载荷组合1) 载荷标准值组合：Zbk=(Gbk+Wk)x 1/cosa +0.7xQk x cosa=(0.461+1.000)x1/cos35.000+0.7x0.500xcos35.000= 1.748kN/m22) 载荷设计值组合：Zb=(Gb1+W) x 1/cosa +0.7xQxcosa=(0.553+1.400)x1/cos35.000+0.7x0.650xcos35.000=2.326kN/m23. 玻璃的强度计算：Zbk :作用于玻璃平面的荷载标准值(kN/m2)。:荷载作用下玻璃截面的最大应力设计值(N/mm2)9 :参数n :折减系数，可由参数9按JGJ102-2003表6.1.2-2采用表 6.1.2-2折减系数n9 400.0n0.650.610.570.540.520.510.50a:玻璃纵向边边长:600.000mmb:玻璃横向边边长:600.000mm四边简支玻璃简图：m:玻璃板的弯矩系数查 JGJ102-2003 表 6.1.2-1,按边长比 b/a = 600.000/600.000=1.00，采用:0.0422表6.1.2-1四边支承玻璃板的弯矩系数ma/ b0.000.250.330.400.500.550.600.65m0.125 00.123 00.118 00.11150.10000.09340.08680.0804a/ b0.700.750.800.850.900.951.00m0.07420.06830.06280.05760.05280.04830.0442玻璃片夹层玻璃的等效厚度te2=(BT_LI3+BT_LO3)人(1/3)二(6.0003 + 6.0003)人(1/3)=7.560 mmZbk1:分配到外侧玻璃的荷载标准值(kN/m2)Zbk2:分配到侧玻璃的荷载标准值(kN/m2)Zbk1=(GAK1+1.1 x Wk x BTW3/(BTW3+te23) x 1/cos a +0.7 x 1.1 x Qk xBTW3/(BTW3 + te23)xCOSa= (0.154+1.1x 1.000 x 6.0003/(6.0003 + 7.5603)x 1/cos35.000+0.7x1.1x0.500 x 6.0003/(6.0003 + 7.5 603)xcos35.000=0.625 (kN/m2)Zbk2 = (GAK2+Wkx te23/(BTW3+te23) x 1/cosa +0.7xQkxte23/(BTW3+te23)xcosa=(0.307+1.000 x 7.5 603/(6.0003 + 7.5 603)x1/cos35.000+0.7x0.500x7.5603/(6.0003+7.5603)xcos35.000= 1.165 (kN/m2)Zb1:分配到外侧玻璃的荷载设计值(kN/m2)Zb2:分配到侧玻璃的荷载设计值(kN/m2)Zb1=(1.2 x GAK1+1.1 x W x BTW3/(BTW3+te23) x 1/cos a +0.7 x 1.1 x Q xBTW3/(BTW3 + te23)xCOSa= (1.2 x 0.154+1.1x1.400 x 6.0003/(6.0003 + 7.5603)x1/cos35.000+0.7x1.1x0.650 x 6.0003/(6.0003 + 7.5 603)xcos35.000=0.834 (kN/m2)Zb2=(1.2x GAK2+Wx te23/(BTW3+te23) x 1/cosa +0.7xQxte23/(BTW3+te23)xcosa= (1.2 x 0.307+1.400 x 7.5603/(6.0003 + 7.5603)x1/cos35.000+0.7x0.650x7.5603/(6.0003+7.5603)xcos35.000= 1.550 (kN/m2)折减计算系数8 =Zbk1xb4/(Ext4)=0.625x10人(-3)x600.0004/(0.72x105x6.0004)二0.9n :折减系数，按8 =0.9查 6.1.2-2 表得:n =1.00荷载作用下外片玻璃最大应力设计值。=6xmxZb1xb2xn /t2= 6x0.0422x0.834x10人(-3)x600.0002x1.00/6.0002=2.112N/mm2Zbk21:分配到片外层玻璃上的荷载组合标准值(kN/m2)Zbk21=Zbk2 X BT_LO3/(BT_LI3 + BT_LO3)= 1.165 x 6.0003/(6.0003 + 6.0003)=0.583 (kN/m2)折减计算系数e =Zbk21xb4/(Ext4)=0.583x10人(-3)x600.0004/(0.72x105x6.0004)=0.8n:折减系数，按e =0.8查 6.1.2-2 表得:n =1.00Zbk22:分配到片层玻璃上的荷载组合标准值(kN/m2)Zbk22=Zbk2 x BT_LI3/(BT_LI3 + BT_LO3)= 1.165 x 6.0003/(6.0003 + 6.0003)=0.583 (kN/m2)折减计算系数e =Zbk22xb4/(Ext4)=0.583x10人(-3)x600.0004/(0.72x105x6.0004)=0.8n:折减系数，按e =0.8查 6.1.2-2 表得:n =1.00Zb21:分配到片外层玻璃上的荷载组合设计值(kN/m2)Zb21=Zb2 x BT_LO3/(BT_LI3 + BT_LO3)= 1.550 x 6.0003/(6.0003 + 6.0003)Zb22:分配到片层玻璃上的荷载组合设计值(kN/m2)Zb22 = Zb2 X BT_LI3/(BT_LI3 + BT_LO3)= 1.550x 6.0003/(6.0003 + 6.OOO3)=0.775 (kN/m2)荷载作用下片外层玻璃最大应力设计值。=6xmxZb21xb2xq &= 6x0.0422x0.775x10人(-3)x600.0002x1.00/6.0002= 1.963N/mm2荷载作用下片层玻璃最大应力设计值。=6xmxZb22xb2xq &= 6x0.0422x0.775x10人(-3)x600.0002x1.00/6.0002=1.963N/mm2外片玻璃最大应力设计值。=2.112N/mm2 f g=84.000N/mm2 (短期作用)片外层玻璃最大应力设计值。=1.963N/mm2 f g=84.000N/mm2 (短期作用)片层玻璃最大应力设计值。=1.963N/mm2 f g=84.000N/mm2 (短期作用) 玻璃强度满足要求！4. 玻璃的挠度计算：df:在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm)D:玻璃的刚度(N.mm)玻璃片夹层玻璃的等效厚度te2=(BT_LI3+BT_LO3)人(1/3)二(6.0003 + 6.0003)人(1/3)=7.560 mmte：夹层中空玻璃等效厚度te=0.95x(te23 + BT_W3)人(1/3)=8.221mmv :泊松比，按JGJ102-2003 5.2.9条采用，取值为0.20表5.2.9材料的泊松比。材料U材料U玻璃0.20钢、不锈钢0.30铝合金0.33高强钢丝、钢绞线0.30p :挠度系数:查 JGJ102-2003 表 6.1.3 ,按边长比 b/a=600.000/600.000=1.00，采用 p =0.00406表6.1.3四边支承板的挠度系数口a/b0.000.200.250.330.50P0.013020.012970.012820.012230.01013a/b0.550.600.650.700.75P0.009400.008670.007960.007270.00663a/b0.800.850.900.951.00P0.006030.005470.004960.004490.004069 =Zbkxb4/(Exte4)= 1.748 x10A(-3)x 600.0004/(0.72 x 105 x 8.2214)二0.7n:折减系数，按9 =0.7查 JGJ102-2003 表 6.1.2-2 得:n =1.00D=(Exte3)/(12x(1-v 2)= 3472368.81 (N.mm)df=p xZbkxb4xq /D=0.00406x1.748x10人(-3)x600.0004x1.00/3472368.81=0.265 (mm)df/b 1/60【玻璃的挠度满足!】钢结构计算书中荷载工况及分项、组合系数恒荷载0.5 kN/m2荷载工况。分项系数1.2组合系数1.0活荷载0.5 kN/m2荷载工况1分项系数1.3组合系数1.0风荷载1.0 kN/m2荷载工况2分项系数1.4组合系数1.0