室内铝扣板吊顶板设计计算书1.doc

1室内铝扣板吊顶板设计计算书 基本参数: 天津地区 抗震 7 度设防 Ⅰ.设计依据: 《建筑结构荷载规范》 GBJ9-87《钢结构设计规范》 GBJ17-88《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-96《建筑幕墙》 JG3035-96《建筑结构静力计算手册》 （第二版）《建筑幕墙物理性能分级》 GB/T15225-94《优质碳素结构钢技术条件》 GB699-88《低合金高强度结构钢》 GB1579《不锈钢棒》 GB1220《不锈钢冷加工钢棒》 GB4226《聚硫建筑密封胶》 JC483-92《铝及铝合金板材》 GB3380-97《不锈钢冷轧钢板》 GB3280-92《不锈钢热轧钢板》 GB4237-92《建筑幕墙窗用弹性密封剂》 JC485-92Ⅱ.基本计算公式: 风荷载设计值: 室外风荷载设计值 W1=550 kN/m^2室内风荷载设计值 W=0.25W1=0.138 kN/m^2一、扣板龙骨计算:扣板龙骨计算: (第 1 处)扣板龙骨按多跨铰接静定梁进行设计计算：1. 荷载计算:(1)风荷载线分布最大荷载集度标准值(矩形分布)q(#2wk): 风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)W(#1k): 风荷载标准值: 0.099kN/m^2B: 幕墙分格宽: 1.200mq(#2wk)=W(#1k)×B=0.099×1.200=0.119kN/m(2)地震荷载线分布最大荷载集度设计值q(#2Ek): 水平地震荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)G(#2Ak): 幕墙构件(包括板和框)的平均自重: 50N/m^2垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用:q(#3EAk): 垂直于吊顶平面的地震作用 (kN/m^2)q(#3EAk)=3×α(#3max)×G(#2Ak) (JGJ102-96 5.2.4)2=3×0.080×50.000/1000=0.047kN/m^2q(#2Ek)=q(#3EAk)×B=0.047×1.200=0.0564kN/m(3)组合荷载组合荷载线分布最大荷载集度标准值:q(#1k)=q(#2wk)+0.6×q(#2Ek)=0.119+0.6×0.0564=0.153kN/m组合荷载线分布最大荷载集度设计值:q(#1l)=1.4×q(#2wk)+0.6×1.3×q(#2Ek)=1.4×0.119+0.6×1.3×0.0564=0.211kN/m2. 选用扣板龙骨的截面特性:强度设计值: 215.000N/mm^2弹性模量: E=2.1×10^5N/mm^2X 轴惯性矩: I(#1x)=0.699cm^4Y 轴惯性矩: I(#1y)=0.618cm^4X 轴抵抗矩: W(#2x1)=0.504cm^3X 轴抵抗矩: W(#2x2)=0.330cm^3截面积: A=0.537cm^2计算校核处壁厚: t=0.600mm截面面积矩: S(#1s)=0.301cm^3发展系数: γ=1.053. 逐跨内力分析：扣板龙骨按多跨铰接连续静定梁进行设计计算：第 1 跨内力：R(#2B1)=0.211×990×[1-(100/990)^2]/2-0×(100/990)=103.5NP(#12)=103.5NM(#11)=0.211×990^2×[1-(100/990)^2]^2/8-0×100×[1-(1+100/990)^2/2+100/990]=25304.4N·mm第 2 跨内力：R(#2B2)=.=0.211×990×[1-(100/990)^2]/2-230×(100/990)=80.2NP(#13)=80.2NM(#2A2)=-(230×100+0.0.211×100^2/2)=-24055N·mmM(#12)=0.21×990^2×[1-(100/990)^2]^2/8-230×100×[1-(1+100/990)^2/2+100/990]=20192.4N·mm第 3 跨内力：R(#2B3)=0.21×990×[1-(100/990)^2]/2-206×(100/990)=280.2NP(#14)=80.2NM(#2A3)=-(206×100+0.211×100^2/2)=-21655N·mmM(#13)=0.21×990^2×[1-(100/990)^2]^2/8-206×100×[1-(1+100/990)^2/2+100/990]=15O10.4N·mm3第 4 跨内力：R(#2B4)=0.211×990×[1-(100/990)^2]/2-209×(100/990)=80.2NP(#15)=80.2NM(#2A4)=-(209×100+0.211×100^2/2)=-21955N·mmM(#14)=0.21×990^2×[1-(100/990)^2]^2/8-209×100×[1-(1+100/990)^2/2+100/990]=20656.8N·mm第 5 跨内力：R(#2B5)=0.211×990×[1-(100/990)^2]/2-208×(100/990)=80.2NP(#16)=80.2NM(#2A5)=-(208×100+0.211×100^2/2)=-21954N·mmM(#15)=0.21×990^2×[1-(100/990)^2]^2/8-208×100×[1-(1+100/990)^2/2+100/990]=2066N·mm第 6 跨内力：R(#2B6)=0.211×990×[1-(100/990)^2]/2-208×(100/990)=80.2NP(#17)=80.2NM(#2A6)=-(208×100+0.211×100^2/2)=-23191N·mmM(#16)=0.21×990^2×[1-(100/990)^2]^2/8-208×100×[1-(1+100/990)^2/2+100/990]=20656.8N·mm4. 扣板龙骨的强度验算：强度计算校核依据：N/A+M/γ/w≤[σ]=215.0N/mm^2(拉弯构件) (JGJ102-96 5.5.3)抗剪计算校核依据：τ(#3max)≤[τ]=125.0N/mm^2(1).第 1 跨扣板龙骨跨中强度验算：N(#11)=1.2×50.000×1.800×(100+990)/1000=117.7Nσ(#11)=26304/(0.330×1.05×1000)+117.7/(0.537×100)=89.340N/mm^2σ(#11)≤[σ]=215.0N/mm^2第 1 跨扣板龙骨抗压强度满足设计要求！V(#2B1)=R(#2B1)=80.20Nτ(#11)=80.2×0.301/(0.699×0.600×10)=5.73N/mm^2τ(#11)≤[τ]=125.0N/mm^2第 1 跨扣板龙骨抗剪强度满足设计要求！(2).支座弯矩最大处的强度验算：从以上分析可以看到，支座弯矩最大值为：24055N·mm,M(#2A2)为一控制截面N(#12)=1.2×50.000×1.800×(100+990)/1000=117.7Nσ(#2A2)=-24055/(0.330×1.05×1000)+1530/(0.537×100)=-42.35N/mm^2σ(#2A2)≤[σ]=215.0N/mm^2V(#3AZ2)=-(230+0.211×100×(2+100/990)/2)=-252NV(#3AY2)=230×100/990+0.211×990/2=127.7Nτ(#2A2)=127.7×0.301/(0.699×0.600×10)=9.2N/mm^2τ(#2A2)≤[τ]=125.0N/mm^2此处扣板龙骨抗剪强度满足设计要求！σ(#3ZS2)=((-42.35)^2+3×9.2^2)^0.5=45.3N/mm^2σ(#3ZS2)≤1.1[σ]=236.5N/mm^24此处扣板龙骨抗压强度满足设计要求！(3).第 2 跨后跨中弯矩最大处的强度验算：从以上分析可以看到，第 2 跨后跨中弯矩最大值为：1501.40N·mm,M(#13)为一控制截面N(#13)=1.2×50.000×1.800×(100+990)/1000=117.7Nσ(#13)=15010.4/(0.330×1.05×1000)+117.7/(0.537×100)=45.51N/mm^2σ(#13)≤[σ]=215.0N/mm^2V(#13)=80.2×100/990=6.5Nτ(#13)=6.5×0.301/(0.699×0.600×10)=0.46N/mm^2τ(#13)≤[τ]=125.0N/mm^2此处扣板龙骨抗剪强度满足设计要求！σ(#3zs3)=(45.51^2+3×0.46^2)^0.5=45.52N/mm^2σ(#3zs3)≤1.1[σ]=236.5N/mm^2此处扣板龙骨抗压强度满足设计要求！5. 扣板龙骨的刚度计算：刚度计算校核依据：U(#3max)≤[U]=15mm 且 U(#3max)≤L/300(1).第 1 跨扣板龙骨跨中刚度验算：U(#11)=5×qk×L(#11)^4×[1-2.4×(a(#11)/L(#11))^2]/(384×E×I(#1x)×10^9)=2.9mmU(#2B2)=qk×a(#12)×L(#12)^3×[-1+4×(a(#12)/L(#12))^2+3×(a(#12)/L(#12))^3]/(24×E×I(#1x)×10^9)+P(#12)×a(#12)^2×L(#12)×(1+a(#12)/L(#12))/(3=-0.3mmU=U(#11)+U(#2B2)/2=2.9+(-0.3)/2=2.7mmU/(a(#11)+L(#11))=0.002第 1 跨扣板龙骨挠度可以满足要求！(2).第 2 跨后跨中弯矩最大处的刚度验算：从以上分析可以看到，第 3 跨跨中弯矩最大,因此,第 3 跨跨中为刚度控制截面U(#13)=5×qk×L(#13)^4/(384×E×I(#1x)×10^9)-qk×a(#13)^2×L(#13)^2/32/LTE/Ix/10^9-P(#13)×a(#13)×L(#13)^2/16/LTE/Ix/10^9=2.0mmU=2.0mm第 3 跨扣板龙骨挠度可以满足要求！二、扣板龙骨与主结构钢龙骨连接 扣板龙骨与主结构钢龙骨连接: (第 1 处)D(#12): 连接螺栓直径: 6.000mmD(#10): 连接螺栓有效直径: 5.060mm采用 S(#1G)+S(#1W)+0.6S(#1E)组合N(#31wk): 连接处风荷载总值(N):N(#31wk)=W(#1k)×B×H(#4sjcg)×1000=0.099×1.200×6.000×1000=712.800N连接处风荷载设计值(N) :N(#21w)=1.4×N(#31wk)5=1.4×712.8=997.920NN(#31Ek): 连接处地震作用(N):N(#31Ek)=q(#3EAk)×B×H(#4sjcg)×1000=0.047×1.200×6.000×1000=338.400NN(#21E): 连接处地震作用设计值(N):N(#21E)=1.3×N(#31Ek)=1.3×338.400=349.92NN(#11): 连接处垂直合力(N):N(#11)=N(#21w)+0.6×N(#21E)=997.960+0.6×349.920=1207.912NN(#12): 连接处自重总值设计值(N):N(#22k)= 50×B×H(#4sjcg)=50×1.200×6.000=360.000NN(#12): 连接处自重总值设计值(N):N(#12)=1.2×N(#22k)=1.2×360.000=432.000NN: 连接处总合力(N):N=(N(#11)^2+N(#12)^2)^0.5=(1207.912^2+432.000^2)^0.5=1281.6N每一连接处选 1 个螺栓N(#2vb): 螺栓的承载能力:N(#2vb)=2×3。