铝板面板计算.docx

铝板面板计算.docx

《铝板面板计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铝板面板计算.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

铝板面板计算

广告牌设计计算书

1.0设计依据:

1.1相关国家标准:

1.1.1金属与石材幕墙工程技术规范（JGJ133-2001）

1.1.2玻璃幕墙工程技术规范（JGJ102-2003）

1.1.3建筑结构荷载规范（GB50009-2001）

1.1.4混凝土结构设计规范（GB50010-2002）

1.1.5钢结构设计规范（GB50017-2003）

1.1.6冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）

1.2业主提供的相关资料:

1.2.1招标书

1.2.2建筑及结构施工图

1.2.3其它有关资料

2.0幕墙材料选择:

2.1板材选择:

2.1.1板材种类:

镀锌钢板

2.1.2选用板材尺寸:

板材厚度:

t=1.2（mm）

板材高度:

h=1.2（m）

板材宽度:

b=1.2（m）

板材短边长度:

a=1.2（m）

板材长边长度:

b=1.2（m）

2.1.3板材与水平面的夹角:

α=90°

3.0幕墙荷载:

3.1荷载标准值:

3.1.1永久荷载标准值:

3.1.1.1面板计算用自重荷载标准值:

与面板面平行的自重荷载标准值:

qgk0y=0.055（kPa）

横梁自重线荷载34.86N/m

3.1.2风荷载标准值:

3.1.2.1基本风压:

w0=0.4（kPa）

3.1.2.2重要性系数:

γ=1

3.1.2.3阵风系数:

βgz=2.164

3.1.2.4风载体形系数:

μs=-2

3.1.2.5风载高度系数:

μz=0.74

地面粗糙度类别:

C类

建筑物高度:

8.4（m）

3.1.2.6风载标准值:

wk=γβgzμzμsw0=-1.28（kPa）

3.1.3地震荷载标准值:

3.1.3.1抗震设防烈度:

7度

3.1.3.2地震影响系数最大值:

αmax=0.08

3.1.3.3地震动力放大系数:

βe=5

3.1.3.4对面板的地震作用标准值:

对面板的与面板面垂直的地震作用标准值:

qek0x=βeαmaxqgk0y=-0.022（kPa）

负号表示地震作用方向与风吸力方向相同

对面板的与面板面平行的地震作用设计时不考虑

4.0横梁计算:

4.1幕墙横梁截面型号及截面特性参数:

横梁截面型号:

B口40×3

截面惯性矩:

Ix=101972（mm4）Iy=101972（mm4）

截面抵抗矩:

Wx=5098.6（mm3）Wy=5098.6（mm3）

截面面积:

A=444（mm2）

中和轴以上及以左截面面积矩:

Sx=3087（mm3）Sy=3087（mm3）

截面腹板总厚度:

tx=3+3（mm）ty=3+3（mm）

4.2幕墙横梁计算简图:

横梁在风荷载及地震作用下的计算简图

横梁的跨度:

l=1200（mm）

横梁的上铝板高度:

h上=1180（mm）

横梁的下铝板高度:

h下=1180（mm）

4.3在荷载标准值作用下,横梁的应力:

4.3.1在风荷载标准值作用下,横梁的应力、挠度:

线载集度:

qwkx上=wkh上/2=-0.76（N/mm）

qwkx下=wkh下/2=-0.76（N/mm）

跨中最大弯矩:

Mwky上=qwkx上l2（3-4α2）/24=-92707（N·mm）

Mwky下=qwkx下l2（3-4α2）/24=-92707（N·mm）

其中,α=hk/2/l

支座反力:

Vwkx上=qwkx上l（1-α）/2=-231.8（N）

Vwkx下=qwkx下ll（1-α）/2=-231.8（N）

Vwkx=Vwkx上+Vwkx下=-463.6（N）

最大弯曲应力:

σwk=（Mwky上+Mwky下）/γ/Wy=-34.63（N/mm2）

最大剪应力:

τwkx=（Vwkx上+Vwkx下）Sy/Iy/ty=-2.34（N/mm2）

跨中最大挠度:

dwkx上=qwkx上l4（25/8-5α2+2α4）/（240EIy）=-0.64（mm）

dwkx下=qwkx下l4（25/8-5α2+2α4）/（240EIy）=-0.64（mm）

其中:

塑性发展系数γ=1.05

4.3.2在地震作用标准值作用下,横梁的应力:

线载集度:

qEkx上=qEkhk上/2=-0.013（N/mm）

qEkx下=qEkhk下/2=-0.013（N/mm）

跨中最大弯矩:

MEky上=qEkx上l2（3-4α2）/24=-1590.9（N·mm）

MEky下=qEkx下l2（3-4α2）/24=-1590.9（N·mm）

支座反力:

VEkx上=qEkx上l（1-α）/2=-3.98（N）

VEkx下=qEkx下l（1-α）/2=-3.98（N）

VEkx=VEkx上+VEkx下=-7.96（N）

最大弯曲应力:

σEk=（MEky上+MEky下）/γ/Wy=-0.60（N/mm2）

最大剪应力:

τEkx=（VEkx上+VEkx下）Sy/Iy/ty=-0.041（N/mm2）

其中:

塑性发展系数γ=1.05

4.3.3在自重荷载标准值作用下,横梁的应力、挠度:

面板线载集度:

qGky1=0.065（N/mm）

横梁自重线载集度:

qGky2=0.035（N/mm）

总线载集度:

qGky=qGky1+qGky2=0.1（N/mm）

跨中最大弯矩:

MGkx=qGkyl2/8=18000（N·mm）

支座反力:

VGky=qGkyl/2=60N

最大弯曲应力:

σGk=MGkx/γ/Wx=3.36（N/mm2）

最大剪应力:

τGkx=VGkySx/Ix/tx=0.31（N/mm2）

dGkx=5qGkyl4/（384EI）=0.13mm

其中:

塑性发展系数γ=1.05

4.4横梁的组合应力、挠度:

4.4.1跨中弯曲应力:

4.4.1.1无地震作用效应组合，以应力表达式写出:

σ=γ0（|γwψwσwk|+γGyσGky）

=52.52N/mm2）≤f=235（N/mm2）（满足）

其中:

γ0:

结构构件重要性系数=1.0

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

4.4.1.2有地震作用效应组合，以应力表达式写出:

σ=|γEψEσEk+γwψwσwk|+γGyσGky

=52.98（N/mm2）≤f/γRE=235（N/mm2）（满足）

其中:

γRE:

结构构件承载力抗震调整系数＝1.0

γE:

地震作用分项系数=1.3

ψE:

地震作用组合系数=0.6

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

4.4.2最大剪应力:

4.4.2.1无地震作用效应组合，以应力表达式写出:

τx=γ0（|γwψwτwkx|）

=3.28（N/mm2）≤fv=125（N/mm2）（满足）

τy=γ0γGyτGky

=0.38（N/mm2）≤fv=125（N/mm2）（满足）

其中:

γ0:

结构构件重要性系数=1.0

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

4.4.2.2有地震作用效应组合，以应力表达式写出:

3

τx=|γEψEτEkx+γwψwτwkx|

=3.31（N/mm2）≤fv/γRE=125（N/mm2）（满足）

τy=γGyτGky

=0.38（N/mm2）≤fv/γRE=125（N/mm2）（满足）

其中:

γRE:

结构构件承载力抗震调整系数＝1.0

γE:

地震作用分项系数=1.3

ψE:

地震作用组合系数=0.6

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

4.4.3跨中挠度:

4.4.3.1风荷载作用下的最大挠度:

dwk=|dwkx上+dwkx下|=1.28（mm）

≤df,lim=l/250=4.8（mm）（满足）

4.4.3.2自重荷载作用下的最大挠度:

dGk=dGky=0.13（mm）

≤df,lim=l/250=4.8（mm）（满足）

5.0桁架立柱计算:

5.1桁架弦杆截面型号及截面特性参数:

弦杆型号:

B口60×3

截面惯性矩:

Ix=371412（mm4）Iy=371412（mm4）

截面面积:

A=648（mm2）

截面回转半径:

ix=iy=（Ix/A）1/2=23.3mm

截面腹板总宽度:

tx=3（mm）ty=3（mm）

5.2桁架计算简图:

横梁在风荷载及地震作用下的计算简图

立柱跨度:

l=3800（mm）

立柱分担荷载宽度:

B=1200（mm）

5.3在荷载标准值作用下,立柱的应力:

5.3.1在风荷载标准值作用下,立柱弦杆的应力

线载集度:

qwkx=wkB=-1.54（N/mm）

跨中最大弯矩:

Mwky=qwkxl2/8=2.78×106（N·mm）

5.3.2在地震作用标准值作用下,立柱弦杆的应力:

线载集度:

qEkx=qEkB=-0.0264（N/mm）

跨中最大弯矩:

Mwky=qwkxl2/8=47652（N·mm）

5.4桁架弦杆的组合弯矩

5.4.1无地震作用效应组合，以弯矩表达式写出:

M=γ0（|γwψwMwk|+γGyMGky）

=3.9×106（N/mm2）

其中:

γ0:

结构构件重要性系数=1.0

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

5.4.2有地震作用效应组合，以弯矩表达式写出:

M=|γEψEMEk+γwψwMwk|+γGyMGky=3.93×106（N·m）

其中:

γRE:

结构构件承载力抗震调整系数＝1.0

γE:

地震作用分项系数=1.3

ψE:

地震作用组合系数=0.6

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

跨中弦杆轴压力:

N=M/f=-4570Nf=860mm

<[λ]

查表得求出Φ=0.818

（满足）

6.0悬臂梁计算:

6.1幕墙横梁截面型号及截面特性参数:

横梁截面型号:

16a工字钢

截面惯性矩:

Ix=1127×104（mm4）Iy=93×104（mm4）

截面抵抗矩:

Wx=141×103（mm3）Wy=21.1×103（mm3）

截面面积:

A=2610（mm2）

6.2悬臂梁计算简图:

横梁在风荷载及地震作用下的计算简图

悬臂梁的跨度:

l=830（mm）

6.3在荷载标准值作用下,悬臂梁的应力:

6.3.1在风荷载标准值作用下,悬臂梁的应力、挠度:

6.3.1.1正面风载作用下:

悬臂梁端部轴力

Fwkz=HBqwkz/2=3.8×1.2×1.28×1000/2=2918.4N

悬臂梁截面应力

6.3.1.2底面风载作用下

线载集度:

端部弯矩

Mw1=1/2qwkyl2=-0.5×1.58×8302=-5.45×105（N·mm）

最大弯曲应力:

端部剪应力:

V=-1.2×1.7×1.28×1000/2=-1305.6N

端部产生的挠度

dwkl=qwkyl4/（8EIX）=-0.041mm

6.3.2在地震作用标准值作用下,悬臂梁应力

悬臂梁端部轴力

FEkz=HBqEkz/2=3.8×1.2×0.022×1000/2=50.16N

悬臂梁截面应力

6.3.3在恒载标准值作用下,悬臂梁的应力、挠度:

端部所受桁架传来集中荷载:

P桁ky=808.1N

端部最大弯矩:

M桁kx=P桁kyl=6.71×105（N·mm）

支座反力:

V桁ky=P桁ky=808.1（N）

最大弯曲应力:

σ桁ky=M桁kx/γ/Wx=4.53（N/mm2）

最大剪应力:

τGky=1.5V桁ky/A=0.47（N/mm2）

端部最大挠度:

d桁ky=P桁kyl3/（3EIx）=0.07（mm）

其中:

塑性发展系数γ=1.05

底面铝板和钢梁的线载集度:

qGky=1700×1200×4×28×103/（109×830）+20.5×9.8/1000=0.35N/mm

端部的所受弯矩:

MGkx=1/2qGkyl2=1.21×105（N·mm）

端部截面的正应力:

端部所受剪应力:

VGky=qGkyl=290.5N

τGky=1.5VGky/A=0.17（N/mm2）

端部所产生的挠度:

dGky=qGkyl4/（8EIX）=0.01mm

6.4悬臂梁的组合应力、挠度:

6.4.1端部正应力:

6.4.1.1无地震作用效应组合，以应力表达式写出:

σ=γ0（|γwψwσwk|+γGyσGky）

=2.84（N/mm2）≤f=235（N/mm2）（满足）

其中:

γ0:

结构构件重要性系数=1.0

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

6.4.1.2有地震作用效应组合，以应力表达式写出:

σ=|γEψEσEk+γwψwσwk|+γGyσGky

=2.85（N/mm2）≤f/γRE=235（N/mm2）（满足）

其中:

γRE:

结构构件承载力抗震调整系数＝1.0

γE:

地震作用分项系数=1.3

ψE:

地震作用组合系数=0.6

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

6.4.2最大剪应力:

无地震作用效应组合，以应力表达式写出:

τy=γ0γGyτGky+γ0（|γwψwτwky|）

=-0.28（N/mm2）≤fv=-125（N/mm2）（满足）

其中:

γ0:

结构构件重要性系数=1.0

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

6.4.3支座反力:

无地震作用效应组合:

Vy=γ0（γGyVGky+γwψwσwk）=-509.52（N）

其中:

γ0:

结构构件重要性系数=1.0

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

6.4.4端部挠度:

荷载作用下的最大挠度:

1.0dGky+1.0dwky=0.039≤df,lim=l/250=3.32（mm）（满足）

6.4.5端部弯矩

My=γ0（γGyMGky+γwψwMwky）=1.88×105（N·mm）

其中:

γ0:

结构构件重要性系数=1.0

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

6.4.6悬臂梁轴力

N=|γEψENEk+γwψwNwk|+γGyNGky=4124.9N

其中:

γRE:

结构构件承载力抗震调整系数＝1.0

γE:

地震作用分项系数=1.3

ψE:

地震作用组合系数=0.6

γw:

风荷载分项系数=1.4

ψw:

风荷载组合系数=1.0

γGy:

平行玻璃表面的自重荷载分项系数=1.2

7.0悬臂梁与结构连接的螺栓计算:

连接螺栓的计算简图如图所示,螺栓选用直径为12mm的螺栓

一个连接螺栓的设计承载力:

埋件承受的剪力:

-509.52N

埋件承受的轴力:

4124.9N

埋件承受的弯矩:

1.88×105N·mm

Nv=V/n=10.53N

（满足）