天津泰达工程采光顶结构计算书sap在索结构中的应用.docx

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天津泰达工程采光顶结构计算书sap在索结构中的应用

天津泰达中央广场工程

采光顶双索结构

计

算

书

2010年01月25日

第一部分计算参数

一.材料参数

1.常用参数：

1）材料的弹性模量：

（N/mm2）

材料

E

钢材

2.06×105

玻璃

0.72×105

2）材料的线膨胀系数值：

（1/℃）

材料

α

材料

α

钢材

1.20×10-5

不锈钢绞线

1.60×10-5

混凝土

1.00×10-5

不锈钢板

1.80×10-5

3）材料的泊松比：

材料

υ

材料

υ

钢绞线

计算时可取0

钢、不锈钢

0.30

玻璃

0.2

2.坚朗（KINLONG）不锈钢索参数：

见坚朗《点支式幕墙配件典型产品目录》（2009年版）P8。

第二部分　荷载计算

一自重作用计算：

1．所需参数：

a.玻璃：

12+2.28PVB+12夹胶玻璃

b.玻璃有效重力厚度t＝24mm

c.玻璃重力密度γg=25.6kN/m2

2．玻璃面板自重作用标准值：

GAK=γgt=25.6×20/1000＝0.614KN/m2

在结构计算时，考虑到其它附件重量，取GAK＝0.62kN/m2；结构重量由软件自动施加计算。

二活荷载作用计算：

1．根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2006）表4.3.1中不上人的屋面取标准值0.5kN/m2。

第三部分双索结构分析

一．基本条件：

1．幕墙设计图（客户提供）。

2.其它参数：

1）索结构跨度：

取双索结构最短跨度，L1=18400mm

2）结构许用挠度：

取L/200。

二.正常使用极限状态，荷载作用于节点上的集中力：

1．活荷载作用下，作用于节点上的竖向向下集中力：

玻璃板块节点力计算：

PLK＝LIVE×Ai

注：

Ai为各个节点所分担的受力面积

2．自重作用下，作用于节点上的竖向向下集中力：

PLK＝LIVE×Ai

注：

Ai为各个节点所分担的受力面积

下图为自重荷载标准值施加在模型节点上的载荷模型图。

（活载标准值按自重标准值的0.814倍施加，计算以及图表略）

三.荷载组合：

经分析可知，最不利荷载组合如下：

1．预拉力状态：

（式中Pre指预拉力）

COMB1：

1.0×Pre

2．正常使用极限状态：

（式中Pre指预拉力）

COMB2：

1.0×GK+1.0×Pre+1.0×LIVE

3．承载能力极限状态：

（式中Pre指预拉力）

COMB3：

1.35×GK+1.0×Pre+1.4×0.7×LIVE

4．对荷载组合的说明：

1）以上组合省略了一部分非最不利的荷载组合。

2）COMB1用预张力分析。

3）COMB2用于挠度分析。

4）COMB3用于强度分析。

四．结构分析软件说明：

该结构分析采用SAP2000软件进行。

五．计算模型及模型信息：

1．计算模型：

1）结构示意图：

支撑杆：

50x5mm

受力索直径：

Φ26mm

稳定索直径：

Φ12mm

2）模型说明：

（1）本工程中采用双索结构（如上图），索结构最大跨度为18780mm，最小跨度为18400 mm。

矢宽为2000mm，端支座宽300mm。

整个结构采光顶径向方向的索结构为主受力结构，受力索直径：

Φ26mm；圆周方向的索结构为稳定结构，稳定索直径：

Φ12mm。

采光顶中心为一直径2000mm,高2000mm的钢环，钢环具体尺寸由专业厂家设计。

（2）本工程中采光顶通过支撑杆端部杆件的高度调整实现结构的排水设计，雨水由采光顶中心向四周排水。

2．单元及节点编号图：

1）单元编号图：

2）节点编号图：

六．预拉力状态拉杆预张力：

（N）

1．φ26拉索预张力（COMB1）：

由上图可知，φ26拉索预张力为71907N。

2．φ12拉索预张力（COMB1）：

由上图可知，φ12拉索预张力为2917N。

七．正常使用极限状态挠度及校核：

1．COMB2组合下，结构最大位移（mm）：

2．挠度校核：

由上面分析可知，在正常使用极限状态,结构最大位移为μ=23mm

校核:

μ/L=23/18400＜1/200

结论:

挠度满足!

八．φ12拉索承载能力极限状态轴力及校核：

1．COMB3合下，φ12拉索最大内力（N）：

2.φ12拉索强度校核：

1）由上面分析可知,COMB3为最不利承载能力极限状态,φ26拉索最大拉力F=5678N

坚朗φ12不锈钢拉索最大破断拉力F=102.10KN，许用最大拉力设计值为:

102.10/1.8=56.7KN

校核:

5679N＜56700N

结论:

强度满足!

九．φ26拉索承载能力极限状态轴力及校核：

1．COMB3合下，φ26拉索最大内力（N）：

2.φ26拉索强度校核：

1）由上面分析可知,COMB3为最不利承载能力极限状态,φ26拉索最大拉力F=103534N

坚朗φ26不锈钢拉索最大破断拉力F=421.66KN，许用最大拉力设计值为:

421.66/1.8=234.25KN

校核:

103534N＜234250N

结论:

强度满足!

十．φ50X5支撑杆承载能力极限状态轴力及校核：

1．COMB3合下，φ50X5支撑杆最大应力比（应力比=实际应力/许用应力）：

结论:

由上表可知，50×5mm支撑杆满足此工程使用要求!