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AB-FS7-001结构校核计算局部大样及横竖剖面图1计算条件计算所在（图纸）位置：AB-FS7-001(玻璃)幕墙结构：隐框采光顶系统风荷载标准值为：0.55kPa(50年一遇)；地面粗糙度：B类；抗震设防烈度为：7度；玻璃面板采用：6(FT)+12A+5(FT,Low-E)+1.52PVB+5mm(FT、FRG)夹胶中空钢化玻璃,固定方式为四边支承，分格1250×2000mm；计算标高为：10m。2荷载计算2.1重力荷载标准值16mm厚玻璃：G=25.6×0.016=0.41kN/m22.2风荷载标准值按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算风荷载标准值：计算结构地面粗糙度B类，危险标高Z=10m；风荷载标准值：Wo取值为0.55kPa；计算局部风压阵风系数：针对4类地貌，阵风系数分别规定了各自的截断高度，B类为10m，阵风系数不大于1.70。局部风压体形系数：μs1取值为-2.0风压高度变化系数：针对4类地貌，风压高度变化系数分别规定了各自的截断高度，B类为10m，高度变化系数不小于1.00。负风标准值：Wk＝βgZ·μs1·μz·Wo＝1.70×(-2.0)×1.0×0.55＝-1.87KN／m2考虑正风压取：Wk＝1.0KN／m22.3雪荷载作用Sk=μrSo=1.0×0.2=0.2KN/m2式中，Sk——雪荷载标准值μ——积雪分布系数.So——基本雪压，取0.22.4活荷载采光顶顶部活荷载按Ps=0.5KN／m22.5施工和检修荷载施工荷载取Fs=1.0KN，作用于结构最不利位置。3荷载组合工况一：由负风荷载效应控制的组合（向上）面材自重+负风荷载标准值：PK=rG×GK+rW×WK=1.0×0.41+1.0×(-1.87)=-1.41KN/m2设计值：P=rG×GK+rW×WK=1.0×0.41+1.4×（-1.87）=-2.21KN/m2工况二：由自重荷载效应控制的组合（向下）面材自重+正风荷载（主控）+雪荷载+活荷载标准值：PK=rG×GKK+rW×ψW×WK+rs×ψs×SK+rs×ψs×Ps=1.0×0.41+1.0×1.0×1.12+1.0×0.7×0.4+1.0×0.7×0.5=2.16KN/m2设计值：P=rG×GK+rW×ψW×WK+rs×ψs×SK+rs×ψs×Ps=1.35×0.41+1.4×1.0×1.12+1.4×0.7×0.4+1.4×0.7×0.5=3.0KN/m2计算采光顶按工况二两种荷载组合作用下的强度与挠度。4材料参数铝合金材料特性：铝合金弹性模量Ea=0.7E5N/mm2泊松比νa=0.336063T5抗拉、抗压强度设计值fa=85.5Mpa，抗剪强度为49.6Mpa6063T6抗拉、抗压强度设计值fa=140Mpa，抗剪强度为81.2Mpa6063T5栓接局部承压强度设计值fa=120Mpa6063T6栓接局部承压强度设计值fa=161Mpa玻璃材料特性：玻璃弹性模量：Eg=0.72E5N/mm2玻璃泊松比：Vg=0.25~12mm钢化玻璃大面强度设计值：fg=84Mpa，侧面强度为58.8Mpa5~12mm半钢化玻璃大面强度设计值：fg=48Mpa，侧面强度为38Mpa钢材材料特性：钢材弹性模量：E=2.06E5N/mm2钢材泊松比：ν=0.3钢材厚度d≤16mm时强度设计值如下：Q235B钢材抗弯、抗拉强度设计值fs=215Mpa，冷弯则为205MpaA3-70不锈钢螺栓抗拉强度设计值fs=320Mpa,抗剪强度为245Mpa5结构变形限制根据幕墙结构技术规范在荷载标准组合作用下结构变形限值如下：钢框变形限值：dfmin(L/250)，其中L为两支点间间距玻璃变形限值：dfL/60,其中L为玻璃支撑点间间距6玻璃强度及刚度校核玻璃计算参数如下：材料：6(FT)+12A+5(FT,Low-E)+1.52PVB+5mm(FT、FRG)夹胶中空钢化玻璃固定方式：四边支撑计算分格：B×H=1250×2000mm计算荷载：受到风荷载及地震作用应用Ansys有限元软件对玻璃进行建模分析，模型及结果如下：分析模型(1250×2000mm)计算说明：计算中按照最不利的分格及最不利的工况条件下进行玻璃承载能力及使用能力进行校核，如果在计算中满足要求，那么在此系统其他相同配置玻璃也能满足承载能力及使用能力极限要求！6.1中空夹胶钢化玻璃强度校核直接承受荷载的外片6mm玻璃荷载设计值：P1=1.1×P×63/(63+53+53)=1.1×3.0×63/(63+53+53)=2.14kN/m^2未直接承受荷载的内片5mm玻璃荷载设计值：P2=P×53/(63+53+53)=3.0×53/(63+53+53)=1.23kN/m^2外片6mm玻璃应力计算结果如下：计算应力云图(unit:MPa)通过有限元软件对玻璃进行建模分析，在风荷载及地震作用设计组合作用下计算玻璃强度，计算玻璃产生的最大应力为σ=26.984MPa34MPa，符合钢化玻璃承载能力极限要求！6.2中空夹胶玻璃刚度校核中空夹胶玻璃等效厚度为：te=0.95×(2×53+63)1/3=7.37mm荷载组合标准值：标准值：PK=rG×GKK+rW×ψW×WK+rs×ψs×SK+rs×ψs×Ps=1.0×0.41+1.0×1.0×1.12+1.0×0.7×0.4+1.0×0.7×0.5=2.16KN/m2玻璃变形计算结果如下：计算变形云图(unit：mm)通过有限元软件对玻璃结构进行建模分析，在风荷载及地震作用标准组合作用计算玻璃挠度，计算玻璃产生的最大挠度为df=6.48mmL/60=20mm，符合玻璃使用能力极限要求！6.3检修荷载作用下玻璃强度及刚度校核计算说明：中空外面玻璃承受全部检修荷载作用，对其进行强度及刚度校核。6.3.1检修荷载作用下玻璃强度校核集中活荷载设计值：F=1.4×1.2=1.68KN玻璃重力荷载设计值：G=1.2×25.6×0.006=0.184KN/m2外片6mm玻璃应力计算结果如下：计算应力云图(unit:MPa)通过有限元软件对玻璃进行建模分析，在荷载作用设计组合作用下计算玻璃强度，计算玻璃产生的最大应力为σ=54.246MPa84MPa，符合玻璃承载能力极限要求！6.3.2检修荷载作用下玻璃刚度校核集中活荷载标准值：F=1.0×1.2=1.2KN玻璃重力荷载标准值：G=1.0×25.6×0.006=0.154KN/m2玻璃变形计算结果如下：计算变形云图(unit：mm)通过有限元软件对玻璃结构进行建模分析，在荷载作用标准组合作用计算玻璃挠度，计算玻璃产生的最大挠度为df=13.06mmL/60=20.8mm，符合玻璃使用能力极限要求！7次龙骨刚度及强度校核固定方式：两端简支于主龙骨上计算分格：L=2330mm，计算荷载：标准值：PK=rG×GKK+rs×ψs×SK+rW×ψW×WK=1.0×0.61+1.0×0.7×0.6+1.0×0.6×0.5=1.33KN/m2设计值：P=rG×GK+rs×ψs×SK+rW×ψW×WK=1.35×0.61+1.4×0.7×0.6+1.4×0.6×0.5=1.83KN/m2荷载作用宽度wide=2330mm型材X轴主惯性距:71.134cm4X轴的惯性距:71.134cm4型材Y轴主惯性距:23.006cm4Y轴的惯性距:23.006cm4型材X轴上抗弯距:17.783cm3X轴下抗弯距:17.783cm3型材Y轴左抗弯距:11.503cm3Y轴右抗弯距:11.503cm3型材X轴的面积矩:11.264cm3型材Y轴的面积矩:6.784cm3型材面积:8.960cm2钢龙骨截面参数(Q235)7.1次龙骨强度校核荷载设计值：垂直采光顶面线荷载：q=1.83×2.33=4.26KN/mAnsys计算应力图，如下计算应力图（unit：N.mm）次龙骨在设计组合作用下最大应力σ=162.560215Mpa，满足型材承载能力极限状态设计要求!NODEFXFYMZ14962.920.00004962.9TOTALVALUESVALUE0.00009925.80.00007.2次龙骨刚度校核荷载标准值：垂直采光顶面线荷载：q=1.33×2.33=3.1KN/mAnsys计算变形图，如下计算变形图（unit:mm）从计算结果中可知：次龙骨在荷载标准组合作用下最大变形df=7.964mmmin(L/250,30mm)=9.32mm，符合结构正常使用极限状态设计要求！8龙骨刚度及强度校核计算分格：L=5232mm，计算荷载：标准值：PK=rG×GKK+rs×ψs×SK+rW×ψW×WK=1.0×0.61+1.0×1.0×1.2+1.0×0.7×1.0=2.51KN/m2设计值：P=rG×GK+rs×ψs×SK+rW×ψW×WK=1.2×0.61+1.4×1.0×1.2+1.4×0.7×1.0=3.39KN/m2荷载作用宽度wide=2330mm型材X轴主惯性距:760.759cm4X轴的惯性距:760.759cm4型材Y轴主惯性距:278.403cm4Y轴的惯性距:278.403cm4型材X轴上抗弯距:101.435cm3X轴下抗弯距:101.435cm3型材Y轴左抗弯距:69.601cm3Y轴右抗弯距:69.601cm3型材X轴的面积矩:63.126cm3型材Y轴的面积矩:40.236cm3型材面积:26.160cm2钢龙骨截面参数(Q235)8.1龙骨强度校核荷载设计值：设计值：P=rG×GK+rs×ψs×SK+rW×ψW×WK=1.35×0.61+1.4×0.7×0.6+1.4×0.6×0.5=1.83KN/m2垂直采光顶面线荷载：q=1.83×2.33=4.26KN/mAnsys计算应力图，如下计算应力图（unit：N.mm）龙骨在设计组合作用下最大应力σ=143.653215Mpa，满足型材承载能力极限状态设计要求!支座反力：NODEFXFYMZ111144.20.000011144.TOTALVALUESVALUE0.000022288.0.00008.2龙骨刚度校核荷载标准值：标准值：PK=rG×GKK+rs×ψs×SK+rW×ψW×WK=1.0×0.61+1.0×0.7×0.6+1.0×0.6×0.5=1.33KN/m2垂直采光顶面线荷载：q=1.33×2.33=3.1KN/mAnsys计算变形图，如下计算变形图（unit:mm）从计算结果中可知：龙骨在荷载标准组合作用下最大变形df=18.924mmmin(L/250,30mm)=20.9mm，符合结构正常使用极限状态设计要求！7采光顶强度及刚度校核用3D3S软件建模计算7.1计算简图计算简图(数字为节点号)7.2几何信息名称截面名称面积(mm2)绕2轴惯性矩(x104mm4)绕3轴惯性矩(x104mm4)主梁矩120x60x6.01923109328次梁矩50x40x3.048111167.3荷载信息工况二：由自重荷载效应控制的组合（向下）面材自重+正风荷载（主控）+雪荷载+活荷载标准值：PK=rG×GKK+rW×ψW×WK+rs×ψs×SK+rs×ψs×Ps=1.0×0.41+1.0×1.0×1.12+1.0×0.7×0.4+1.0×0.7×0.5=2.16KN/m2设计值：P=rG×GK+rW×ψW×WK+rs×ψs×SK+rs×ψs×Ps=1.35×0.41+1.4×1.0×1.12+1.4×0.7×0.4+1.4×0.7×0.5=3.0KN/m2面荷载：生成线荷载如下：3.结构分析与计算结果(1)分析软件采用3d3s有限元软件进行计算分析。(2)计算结果计算假设1）假定模型进行包络计算；2）钢梁按刚接计算；3）支座点连接局部放大示意：表示全刚接表示铰接7.4强度校核（数值为数值为应力/设计强度的比值）强度校核：应力/设计强度最大值=0.811.0,强度满足要求。支座反力：7.5刚度校核（数值为位移值，单位为mm）刚度校核：L/W=4.7/3431=1/730