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(65/415铝镁锰合金板65/450镀铝锌压型钢板)
受力计算总则
1.设计依据
(1)甲方提出的规定:
南京龙江体育中心建设经营管理有限公司提供的“招标文献”及“招标质疑回复”
(2)有关的规范规程:
《金属屋面工程技术规范》(JGJ102-96)
《冷弯薄壁钢结构技术规程》(GBJ18-87)
《压型金属板设计与施工规程》(YBJ216-88)
《模压金属板设计和建造规范》(YBJ216)
《铝材和铝合金模压板》(GB6891-86)
《低合金高强度结构钢》(GB1597)
《铝合金建筑型材》(GB/T5237-2023)
《铝及铝合金轧制板材》(GB/T3880-97)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2023)
《钢结构设计规范》(GB50017-2023)
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2023)
《钢结构施工及验收规范》(GB50205-2023)
《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)(2023版);
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(2023版)
2.设计荷载:
(1)恒载标准值:
屋面板(含避雷系统)自重:
(2)活载标准值:
(3)雪荷载标准值:
(4)风荷载:
基本风压:
高度变化系数: μz=(h≈17m) μz=(h≈13m)
风载体型系数,计算点统一取: -
风压标准值: -
3.设计原则:
(1)结构规定:
一方面满足建筑、结构使用功能规定。
(2)功能规定:
考虑结构经济、合理,安全可靠。
(3)结构设计理论:
按承载力极限状态和正常使用极限状态设计截面。
(4)结构计算模型:
考虑屋面板承受竖向荷载、水平荷载,强度和挠度按受弯构件计算;并考虑温度和地震效应的影响。强度和挠度按弹性五跨连续梁模型计算内力,按薄壁构件验算截面。
4.设计所采用计算方法及公式:
(1)荷载组合:
a. 当活荷载≥雪荷载时: 恒荷载+活荷载
b. 当活荷载<雪荷载时: 恒荷载+活荷载
c. 考虑风荷载最不利组合: 恒荷载+风荷载
d. 考虑检修荷载组合: 恒荷载+检修荷载
(2)内力分析:
支座支承点
屋面板计算简图
按弹性理论分析,在活荷载作用下考虑活荷载的最不利布置,在雪荷载作用下考虑满跨布置,并考虑积雪效应,检修荷考虑作用在跨中,并沿板纵向(板铺方向)换算成一个波峰宽方向的线荷载后,再按集中荷载计算。
A
A
er
支座支承点
A
B
C
C
B
1
1
2
2
3
3
2
2
1
1
计算单元
计算单元
1
1
2
2
3
3
B
C
C
F
集中力作用下计算简图
2
2
1
1
B
A
q
计算单元及计算简图:
取一板宽作为计算单元,见上图:
均布荷载下的内力计算:
集中荷载下的内力计算:
(3)压型钢板上集中荷载按下式换算成线荷载:
式中:bp1——压型钢板的波距,对此板取bp1=b
F—— 集中荷载
qre——折算线荷载
η——折算线荷载系数,取η=
(4)截面验算:
按下式验算弯曲强度:
按下式验算板件宽厚比:
对翼缘板按两边支承板件验算有效宽厚比;对腹板按一边支承一边卷边板件验算宽厚比。
按下式验算挠度:
均布荷载作用:
集中荷载作用:
5.截面参数:
选用铝镁锰合金板屋面,其截面参数如下:
截面高: h=65 mm 截面宽: B=415 mm
板厚: t= mm
理论重量:
(65/415铝镁锰屋面板截面)
Ix = 295586mm4 ix = mm4
Iy = 12783342 mm4 iy = mm4
A=555mmm2
截面惯性矩:Ix = ×106 mm4
ix = mm
y0 = 15mm
截面抵抗矩:Wx1 = ×104 mm3
Wx2 = ×104 mm3
钢材钢号:铝
f=180. N/mm2 fu=230~280 N/mm2
E=69×103 N/mm2
屋面板受力分析与计算
1.荷载取值:
风荷载考虑风力参与组合为最不利组合,风荷载按满跨布置。
恒载标准值:
屋面板+避雷系统自重: kN/m2
风荷载标准值: - kN/m2
雪荷载标准值: kN/m2
检修荷载标准值: kN/m
2.内力计算:
(1)恒载+雪荷载组合:
q=×G×B+×Q×B
=××+××
= kN/m
最大正弯矩:
最大负弯矩:
(2)恒载+风(压力)载组合:
q=×G×B+×Q×B
=××+××
=
最大正弯矩:
最大负弯矩:
(3)恒载+风(吸力)载组合:
q=×G×B+×Q×B
=××+×(-)×
=-
最大正弯矩:
最大负弯矩:
(4)恒载+检修荷载组合
检修荷载设计值:××= kN
恒荷载设计值: ××= kN/m
最大正弯矩:
M=Mmax1+Mmax2=+=·m
最大负弯矩:
M=Mmax1+Mmax2==-·m
3.截面验算:
(1)强度验算:
先按全截面有效初步验算,由上内力分析知,风荷载参与组合时截面1、B处应力最大,对检修荷载参与组合单独列出:
1处最大应力:(拉应力为正)
① 恒载+雪载组合
② 恒载+风(吸力)载组合
③ 恒载+检修荷载组合
B处最大应力:(拉应力为正)
① 恒载+雪载组合
② 恒载+风(吸力)载组合
③ 恒载+检修荷载组合
(2)按下式验算受压板件宽厚比:(压应力为正)
腹板验算宽厚比:
1处:
(σmax在卷边处)
ξ=38 N/mm2
B处: