基本参数: 上海地区,地处北纬40°以北
采光顶顶标高=23.000m
抗震7度设防
一、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<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001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
①对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；
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
①一般情况下应取1.0；
②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：
①一般情况下应取1.4；
②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范的规定确定。
在设计中采用可变荷载效应控制的组合，各相的分相系数取值如下
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
地震载荷分项系数re为： 1.3
温度载荷分项系数rt为： 1.3
二、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/m^2)
W0 : 上海50年一遇的风压基本值: 0.550kN/m^2
根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001取值
βgz: 瞬时风压的阵风系数，根据校核处标高取定。
βgz: 23.000m高处阵风系数(按C类区计算):
μf=0.734×(Z/10)^(-0.22)＝0.611
βgz=0.85×(1+2μf)=1.889
μz: 23.000m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001)
μz=0.616×(Z/10)^0.44=0.889
μs: 风荷载体型系数: 1.200
Wk=βgz×μz×μs×W0 (5.2.2)
=1.889×0.889×1.2×0.550
=1.108 kN/m^2
2. 风荷载设计值:
Ｗ: 风荷载设计值: kN/m^2
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=rw×Wk=1.4×1.108=1.551kN/m^2
3. 雪载荷标准值计算
Sk: 作用在采光顶上的雪荷载标准值(kN/m^2)
S0: 基本雪压,上海50年一遇最大积雪的自重: 0.200kN/m^2
根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001取值
μr: 屋面积雪分布系数为 1.000
根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001公式6.1.1屋面雪载荷按下式计算
Sk=μr×S0
=1.000×0.200
=0.200kN/m^2
4. 雪载荷设计值计算
S: 雪载荷设计值(KN/m^2)
rs: 雪载荷分项系数为 1.40
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=rs×Sk
=1.40×0.200
=0.280kN/m^2
5.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(KN/m^2)
Gk: 采光顶结构平均自重[KN/m^2]为 0.40 KN/m^2
rg: 恒载荷分项系数为 1.20
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
G=rg×Gk
=1.20×0.500
=0.600kN/m^2
6. 采光顶坡面活荷载设计值
Q: 采光顶坡面活载荷设计值(KN/m^2)
rq: 活载荷分项系数为1.30
Qk: 采光顶坡面活载荷标准值为0.300kN/m^2
Q=rq×Qk
=1.3×0.300
=0.390kN/m^2
7. 采光顶设计中各种荷载组合:
计算采光顶杆件和结构应力时的载荷组合(沿坡面分布)
本地区位于北纬40°以北,是雪压高值区,且积雪又在大风频发期。
根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001规定和<<建筑幕墙与采光顶技术>>5.2.1中
载荷组合要求:
设计荷载取恒载、雪荷载、风荷载组合,组合系数取0.9。
计算荷载为恒载荷+风载荷+雪载荷组合:
Lj: 斜杆间距为1.440m
q1: 载荷组合(KN/m)
q1=[(G+0.9×W)×1/cosα+0.9×S]×Lj×cosα
=3.236kN/m
二、玻璃的选用:
本工程选用玻璃种类为: 钢化夹胶玻璃(5+5)
1. 玻璃面积:
H: 采光顶分格高: 1.440m
B: 采光顶分格宽: 1.000m
A: 玻璃板块面积:
A=B×H
=1.000×1.440
=1.440m^2
2. 玻璃厚度选取:
Wk: 风荷载标准值: 1.108kN/m^2
A: 玻璃板块面积: 1.440m^2
K3: 玻璃种类调整系数: 1.500
试算:
C=Wk×A×10/3/K3
=1.108×1.440×10/3/1.500
=3.545
T=2×(1+C)^0.5-2
=2×(1+3.545)^0.5-2
=2.264mm
玻璃选取厚度为: 5.0mm
其大面强度设计值为:84.000N/mm^2
其边缘强度设计值为:58.800N/mm^2
三、玻璃的校核:
1. 玻璃板块自重:
GAk: 玻璃板块平均自重:
t: 玻璃板块厚度: 5.0mm
25.6: 玻璃的体积密度, 单位是kN/m^3 按5.2.1采用
GAk=25.6×t/1000
=25.6×5.0/1000
=0.128kN/m^2
2. 验算荷载
计算荷载为恒载荷+风载荷+雪载荷组合:
qb: 载荷组合(KN/m^2)
qb=[(1.2GAk+0.9×W)×1/cosα+0.9×S]×cosα
=1.801kN/m^2
3. 玻璃的强度计算:
校核依据: σ≤ｆg=84.000
q: 玻璃所受组合荷载: