玻璃采光顶计算书Word下载.docx
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11
5采光顶玻璃的计算11
5.1玻璃板块荷载计算：
12
5.2玻璃板块荷载组合：
5.3玻璃的强度计算：
13
5.4玻璃最大挠度校核：
6附录常用材料的力学及其它物理性能15
单坡采光顶设计计算书
11计算引用的规范、标准及资料
11.1幕墙设计规范：
《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》JC139-2001
《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JC138-2001
《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》JG3035-2003
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
《全玻璃幕墙工程技术规程》DBJ/CT014-2001
11.2建筑设计规范：
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《地震震级的规定》GB/T17740-1999
《防静电工程技术规范》DGJ08-83-2000
《钢结构防火涂料》GB14907-2002
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
《高层民用钢结构技术规程》JGJ99-98
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2001
《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
《既有居住建筑节能改造技术规程》JGJ129-2000
《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》GB50009-20012006年版
《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
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000
《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》GB18306-2001
《中国地震烈度表》GB/T17742-1999
11.3铝材规范：
《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-1996
《建筑用隔热铝型材-穿条式》JG/T175-2005
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JC133-2000
《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
《铝合金建筑型材》GB/T5237-2004
《铝及铝合金彩色喷涂层》YS/T431-2000
《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2000
《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-1997
《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2000
《有色电泳涂漆泳铝合金建筑型材》YS/T459-2003
11.4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
《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
《铝幕墙板》YS/T429-2001
《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/T13890-92
11.5玻璃规范：
《镀膜玻璃第二部分低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002
《镀膜玻璃第一部分阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2002
《防弹玻璃》GB17840-1999
《防火玻璃》GB15763-1995
《浮法玻璃》GB11614-1999
《钢化玻璃》GB/T9963-1998
《夹层玻璃》GB9962-1999
《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
《热反射玻璃》JC693-1998
《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/T18701-2002
11.6钢材规范：
《不锈钢棒》GB/T1220-1992
《不锈钢和耐热钢冷扎带钢》GB/T4239-1991
《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-1984
《不锈钢冷扎钢板》GB/T3280-1992
《不锈钢热扎钢板》GB/T4237-1992
《不锈钢热扎钢带》GB/T5090-1985
《不锈钢丝》GB/T4240-93
《不锈钢丝绳》GB9944-88
《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000
《擦窗机》GB19154-2003
《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994
《钢丝绳铝合金压制接头》GB6946-1993
《高耐候结构钢》GB/T4171-2000
《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997
《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/T13912-1992
《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000
《碳钢焊条》GB/T5117-1995
《碳素结构钢》GB/T700-1988
《碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-1989
《碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-1988
《优质碳素结构钢》GB/T699-1999
《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000
11.7胶类及密封材料规范：
《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-1992
《玻璃幕墙接缝用密封胶》JC/T882-2001
《彩色钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001
《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
《硅酮建筑密封膏》GB/T14683-2003
《硅酮建筑密封胶》GB/14683-2003
《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001
《建筑窗用弹性密封剂》JC485-1992
《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1～20-2002
《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》JC483-1992
《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-98
《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-1999
《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001
《石材幕墙接缝用密封胶》JC/T883-2001
《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/T530-1999
《修补用天然橡胶胶粘剂》HGT3318-2002
《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003
11.8门窗及五金件规范：
《闭门器》GB/T9305-1988
《抽芯锚钉技术条件》GB12619-90
《地弹簧》GB/T9296-1988
《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》GB3098.15-2000
《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/T3098.4-2000
《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
《紧固件机械性能》GB/T3098.1～20-2000
《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099-2004
《铝合金窗》GB/T8479-2003
《铝合金窗不锈钢滑撑》GB/T9300-1988
《铝合金窗撑挡》GB/T9299-1988
《铝合金窗锁》GB/T9302-1988
《铝合金门》GB/T8478-2003
《铝合金门插销》GB/T9297-1988
《铝合金门窗工程设计、施工及验收规范》DBJ15-30-2002
《铝合金门窗拉手》GB/T9301-1988
《铝合金门窗型材粉末静电喷涂层技术条件》JG/T30451-1998
《铝合金门锁》GB/T9303-1988
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997
《平开铝合金窗执手》GB/T9298-1988
《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000
《推拉铝合金门窗用滑轮》GB/T9304-1988
11.9相关物理性能级测试方法：
《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001
《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
《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001
《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-94
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000
《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94
《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-94
《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》GB/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/T228-2002
11.10《建筑结构静力计算手册》（第二版）
11.11土建图纸：
12基本参数
12.1幕墙所在地区：
北京地区；
12.2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；
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类地区考虑。
13采光顶荷载计算
13.1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：
0.0004N/m2（按假设）；
（2）风荷载：
是垂直作用于采光顶表面的荷载，按GB50009采用；
（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：
γg：
1.2
风荷载的分项系数取：
γw：
1.4
雪荷载的分项系数取：
γs：
活荷载的分项系数取：
γh：
组合值系数为：
永久荷载组合值系数取：
ψg：
1.0
风荷载的组合值系数取：
ψw：
0.6
雪荷载的组合值系数取：
ψs：
0.7
活荷载的组合值系数取：
ψh：
13.2风荷载标准值计算：
按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）计算：
wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006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：
88m；
βgz：
瞬时风压的阵风系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算：
βgz=K（1+2μf）
其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数
A类场地：
βgz=0.92×
（1+2μf）其中：
μf=0.387×
（Z/10）-0.12
B类场地：
βgz=0.89×
μf=0.5（Z/10）-0.16
C类场地：
βgz=0.85×
μf=0.734（Z/10）-0.22
D类场地：
βgz=0.80×
μf=1.2248（Z/10）-0.3
对于C类地区，88m高度处瞬时风压的阵风系数：
（1+2×
（0.734（Z/10）-0.22））=1.6233
μz：
风压高度变化系数；
μz=1.379×
（Z/10）0.24
当Z>
300m时，取Z=300m，当Z<
5m时，取Z=5m；
μz=（Z/10）0.32
350m时，取Z=350m，当Z<
10m时，取Z=10m；
μz=0.616×
（Z/10）0.44
400m时，取Z=400m，当Z<
15m时，取Z=15m；
μz=0.318×
（Z/10）0.60
450m时，取Z=450m，当Z<
30m时，取Z=30m；
对于C类地区，88m高度处风压高度变化系数：
（Z/10）0.44=1.6038
μs1：
局部风压体型系数，根据计算点体型位置取0.053；
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μs1：
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结构由表7.3.1[GB50009-20012006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μs1
（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μs1（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μs1（A）可按面积的对数线性插值，即：
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（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积进行插值折减，而采用了μs1
（1）值。
w0：
基本风压值（MPa），根据现行<
<
建筑结构荷载规范>
>
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=βgzμzμs1w0
=1.6233×
1.6038×
（0.053）×
0.00045
=0.000062MPa
13.3风荷载设计值计算：
w：
作用在采光顶上的风荷载设计值（MPa）；
w=1.4×
wk
=1.4×
（0.000062）
=0.000087MPa
13.4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.
μr：
屋面积雪分布系数，按表6.2.1[GB50009-2001]，为0.72。
根据<
GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷载标准值为：
Sk=μr×
S0
=0.72×
0.0004
=0.000288MPa
13.5雪荷载设计值计算：
S：
雪荷载设计值（MPa）；
S=1.4×
Sk
0.000288
=0.000403MPa
13.6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0.0004MPa；
G=1.2×
Gk
=1.2×
=0.00048MPa
13.7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=1.4×
Qk
0.0005
=0.0007MPa
13.8选取计算荷载组合：
雪荷载与活荷载不同时考虑，按上面的计算结果，在本工程中取自重、活荷载和风荷载组合：
第一可变荷载为：
活荷载
第二可变荷载为：
风荷载
所以，组合值系数依次为：
1
14单坡采光顶杆件计算
基本参数：
1：
L=3000mm；
2：
α=32°
；
3：
分格宽度：
B=1500mm；
单坡采光顶的杆件设计计算，受力单元的杆件用斜梁计算简图分析内力，并按压弯构件验算截面强度。
计算模型如下：
14.1杆件荷载计算：
（1）荷载标准值组合：
取自重、活荷载和风荷载设计值组合。
qkA：
作用在采光顶表面的荷载标准值组合（MPa）；
qk：
作用在采光顶表面的线荷载标准值组合（N/mm）；
B：
分格宽度（mm）；
先取自重和风荷载组合：
Gk+wk=0.0004+0.6×
0.000062
=0.000437MPa
转化为垂直于水平面的荷载：
0.000437/cos32°
=0.000515MPa
再与活荷载组合，得：
qkA=（0.000515+1×
0.0005）×
cos32°
=0.000861MPa
qk=qkA×
B
=0.000861×
1500
=1.292N/mm
（2）荷载设计值组合：
取自重、活荷载和风荷载设计值
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