抛物线采光顶设计计算书

会务培训中心一期-教学楼雨棚一(玻璃部分)

设计计算书设计：校对：审核：批准：

目录TOC\f\h\z\t"标题2,1,标题3,2"1计算引用的规范、标准及资料 抛物线采光顶设计计算书计算引用的规范、标准及资料幕墙及采光顶设计规范：《铝合金结构设计规范》GB50429-2007《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《人造板材幕墙工程技术规范》JGJ336-2016《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015《建筑玻璃采光顶技术要求》JG/T231-2018《坡屋面工程技术规范》GB50693-2011《建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012建筑设计规范：《地震震级的规定》GB17740-2017《中国地震动参数区划图》GB18306-2015《钢结构设计标准》GB50017-2017《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《高处作业吊篮》GB/T19155-2017《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2011《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)《混凝土用机械锚栓》JG/T160-2017《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154-2003《钢结构焊接规范》GB50661-2011《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002《民用建筑设计通则》GB50352-2005铝材规范：《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008《建筑用隔热铝合金型材》JG175-2011《铝合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2017《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB5237.2-2017《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》GB5237.3-2017《铝合金建筑型材第4部分喷粉型材》GB5237.4-2017《铝合金建筑型材第5部分喷漆型材》GB5237.5-2017《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》GB5237.6-2017《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2009《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2009玻璃规范：《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2013《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2013《防弹玻璃》GB17840-1999《平板玻璃》GB11614-2009《建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃》GB15763.3-2009《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》GB15763.1-2009《半钢化玻璃》GB/T17841-2008《热弯玻璃》JC/T915-2003《压花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-2012钢材规范：《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《不锈钢棒》GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280-2015《不锈钢热轧钢板和钢带》GB/T4237-2015《不锈钢丝》GB/T4240-2009《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000《擦窗机》GB/T19154-2017《彩色涂层钢板及钢带》GB/T12754-2006《热强钢焊条》GB/T5118-2012《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2018《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007《耐候结构钢》GB/T4171-2008《高碳铬不锈钢丝》YB/T096-2015《合金结构钢》GB/T3077-2015《冷拔异形钢管》GB/T3094-2012《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T5117-2012《碳素结构钢》GB/T700-2006《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板及钢带》GB/T3274-2017《优质碳素结构钢》GB/T699-2015《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T251-2011《钢结构防腐蚀涂装技术规程》CECS343-2013《建筑用钢结构防腐涂料》JG/T224-2007胶类及密封材料规范：《丙烯酸酯建筑密封胶》JC/T484-2006《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001《金属板用建筑密封胶》JC/T884-2016《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004《工业用橡胶板》GB/T5574-2008《混凝土接缝用建筑密封胶》JC/T881-2017《建筑窗用弹性密封胶》JC/T485-2007《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2016《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005《建筑用岩棉绝热制品》GB/T19686-2015《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-2014《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T11835-2016《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-2008《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002《中空玻璃用弹性密封胶》GB/T29755-2013《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2014《钢结构防火涂料》GB14907-2002《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002五金件规范：《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》GB/T3098.15-2014《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.6-2014《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/T3098.2-2015《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2016《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099.2-2004《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2016《地弹簧》QB/T2697-2013《电动采光排烟天窗》JG/T189-2006相关物理性能等级测试方法：《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《玻璃幕墙光热性能》GB/T18091-2015《彩色涂层钢板及钢带试验方法》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》GB50204-2015《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2017《建筑幕墙层间变形性能分级及检测方法》GB/T18250-2015《建筑装饰装修工程质量验收标准》GB50210-2018《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》GB/T228.1-2010《建筑结构静力计算手册》(第二版)土建图纸：基本参数采光顶所在地区重庆地区；地面粗糙度分类等级按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)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；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类地形考虑。采光顶荷载计算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650N/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：0.0005MPa(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；对于采光顶结构，荷载作用复杂，并且可能有时风压是正，而有时候是负，一定范围内的负压对结构是有利的！因此实际计算的时候要分别考虑并采用其参与组合后的最大值！(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γg取：1.3……风荷载向下、自重不起控制作用时；1.35……风荷载向下、自重起控制作用时；1.0……风荷载向上时；风荷载的分项系数取：γw：1.5雪荷载的分项系数取：γs：1.5活荷载的分项系数取：γh：1.5风荷载标准值计算按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)计算：wk=βgzμzμs1w0……8.1.1-2[GB50009-2012]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：5m；βgz：高度z处的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……条文说明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m；也就是：对A类场地：当z>300m时，取z=300m，当z<5m时，取z=5m；对B类场地：当z>350m时，取z=350m，当z<10m时，取z=10m；对C类场地：当z>450m时，取z=450m，当z<15m时，取z=15m；对D类场地：当z>550m时，取z=550m，当z<30m时，取z=30m；g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5；I10：10m高名义湍流度，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39；α：地面粗糙度指数，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.15、0.22和0.30；对于C类地形，5m高度处的阵风系数为：βgz=1+2×2.5×0.23×(15/10)-0.22=2.0519μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按《建筑结构荷载规范》条文说明部分8.2.1提供的公式计算：A类场地：μzA=1.284×(z/10)0.24B类场地：μzB=1.000×(z/10)0.30C类场地：μzC=0.544×(z/10)0.44D类场地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同，也就是：对A类场地：当z>300m时，取z=300m，当z<5m时，取z=5m；对B类场地：当z>350m时，取z=350m，当z<10m时，取z=10m；对C类场地：当z>450m时，取z=450m，当z<15m时，取z=15m；对D类场地：当z>550m时，取z=550m，当z<30m时，取z=30m；对于C类地形，5m高度处风压高度变化系数：μz=0.544×(15/10)0.44=0.6502按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数μs1：1封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用；2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0；3其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.4条：计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用：1当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0；2当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0；3当从属面积大于1m2且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]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来准确决定荷载，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。按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用：1封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2；2仅一面墙有主导洞口的建筑物：—当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4μs1；—当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6μs1；—当开洞率大于0.30时，取0.8μs1；3其它情况，应按开放式建筑物的μs1取值；注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比；2：μs1应取主导洞口对应位置的值；按如上说明，根据计算点体型位置，并依据实际结构分别考虑其最大和最小两种情况按规范选取，对本例，分别取0.4、-0.7；w0：基本风压值(MPa)，根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5，按重现期50年，重庆地区取0.0004MPa；wk+：比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；wk-：比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；wk+=βgzμzμs1+w0=2.0519×0.6502×0.4×0.0004=0.000213MPawk-=βgzμzμs1-w0=2.0519×0.6502×(-0.7)×0.0004=-0.000374MPa风荷载设计值计算w+：比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载设计值；w-：比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载设计值；wk+：比较大的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；wk-：比较小的风荷载体型系数情况下的风荷载标准值；w+=1.5×wk+=1.5×0.000213=0.00032MPaw-=1.5×wk-=1.5×(-0.000374)=-0.000561MPa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《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取值：0MPa.μr：屋面积雪分布系数，按表7.2.1[GB50009-2012]，为1.4658。根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012公式7.1.1屋面雪荷载标准值为：Sk=μr×S0=1.4658×0=0MPa雪荷载设计值计算S：雪荷载设计值(MPa)；S=1.5×Sk=1.5×0=0MPa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0.0005MPa；当永久荷载不起控制作用时：G=1.3×Gk=1.3×0.0005=0.00065MPa当永久荷载起控制作用时：G=1.35×Gk=1.35×0.0005=0.000675MPa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=1.5×Qk=1.5×0.0005=0.00075MPa选取计算荷载组合采光顶计算中的荷载组合方法在实际工程的采光顶结构计算中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其最大值：1：考虑正风压时：a.当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：S=1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)式①b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：S=1.3Gk+1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)(风荷载为第一可变荷载时)；式②S=1.3Gk+1.5Sk(或Qk)+0.6×1.5wk(风荷载非第一可变荷载时)；式③正压情况下，需要判断永久荷载是否起控制作用，以此确定荷载组合，在如上三个公式中，当S①≥S②且S①≥S③时，永久荷载起控制作用，否则永久荷载不起控制作用，对此可进行简化推导：因为S①≥S②，即：1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)≥1.3Gk+1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)简化后为：Gk≥12wk再因为S①≥S③，即：1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)≥1.3Gk+1.5Sk(或Qk)+0.6×1.5wk简化后为：Gk≥9Sk(或Qk)因此：当Gk≥12wk且Gk≥9Sk(或Qk)同时满足时，永久荷载起控制作用，否则永久荷载不起控制作用。2：考虑负风压时：按下面公式进行荷载组合：S=1.0Gk+1.5wk特殊说明：1：雪荷载与活荷载不同时考虑，根据计算点体型位置，风载可能为正、负或0。因为负风压在某些情况下对结构反而是有利的，所以如果绝对值最大的情况是负数状态下产生的，还要计算风载为正(或零)时的情况，需要分别计算两种状态，并以其最危险状态来设计结构及选取材料。2：对于采光顶的风荷载，具体地说，有如下几种工况可能：a.体型系数都为正，在这种情况下，因为涉及到哪个荷载是第一可变荷载，所以也要分别计算；b.体型系数一正一负，这种情况下无法简单判定哪种最为危险，要分别计算之后才能确定；c.体型系数为双负，这种情况下需要考虑绝对值最大的情况下的荷载组合，还要考虑一种零风压的时候的荷载组合；d.体型系数只有负向，则同时要考虑零风压的情况的荷载组合；3：后面计算部分的wk+与wk-只是表示两种极限情况，不表示正负关系，在实际工程中，有如下几种可能：a.当两种工况都为正压的时候，wk+表示风荷载体型系数较大一种情况，wk-则表示较小一种；b.当两种工况一正一负的时候，wk+表示正风压，wk-表示为负风压；c.当两种工况都为负的时候，wk+按零风压取值，wk-表示为绝对值最大的负风压；相关参数计算：α：计算截面处杆件与水平面的夹角：L：采光顶跨度(mm)；h：采光顶拱高(mm)；tanα=4h/Lα=26.854°Ls：抛物线的弧长；Ls=(L2+3×h2)0.5=8087.645mm风荷载标准为wk+情况下的荷载组合按上面介绍的正、负压组合及永久荷载是否起控制作用的判断方法，带入相关参数，可发现：风荷载标准为wk+情况下，永久荷载不起控制作用，风荷载非第一可变荷载；因此：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：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活荷载的组合值系数取：ψh：1qA1：该情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合(MPa)；Ls：抛物线的弧长；取自重和风荷载与活荷载组合，得：qA1=0.00065×8087.645/7900+0.6×0.00032×8087.645/7900+0×0+1×0.00075=0.001612MPa风荷载标准为wk-情况下的荷载组合按上面介绍的正、负压组合及永久荷载是否起控制作用的判断方法，带入相关参数，可发现：风荷载标准为wk-情况下，风荷载为负压，按公式④计算荷载组合；因此：取自重、风荷载和活荷载(因为风压为负，所以实际计算中其不参与组合)组合：第一可变荷载为：风荷载第二可变荷载为：活荷载(因为风压为负，所以实际计算中其不参与组合)所以，组合值系数依次为：永久荷载组合值系数取：ψg：1.0风荷载的组合值系数取：ψw：1雪荷载的组合值系数取：ψs：0活荷载的组合值系数取：ψh：0qA2：该种情况下作用在采光顶表面的荷载设计值组合(MPa)；Ls：抛物线的弧长；取自重和风荷载与活荷载组合，得：qA2=0.0005×8087.645/7900+1×(-0.000561)×8087.645/7900+0×0+0×0.00075=0.000062MPa极限状态的荷载确定对比qA1和qA2，可以看到wk+情况下是结构的最不利情况，结构计算应该以此进行。抛物线形采光顶杆件计算基本参数：1：采光顶跨度：L=7900mm；2：采光顶拱高：h=1000mm；3：采光顶分格宽度：B=1611mm；4：型材选择：材料名称：钢管150×100×6，Q235；截面面积A：2794.195mm2；抗弯矩W：113566mm3；抛物线形采光顶的杆件设计计算，应采用双铰拱分析内力（可近似采用三铰拱分析），并按压弯构件验算截面强度。计算模型如下：杆件荷载计算(1)参数计算：α：计算截面处杆件与水平面的夹角：L：采光顶跨度(mm)；h：采光顶拱高(mm)；tanα=4h/Lα=26.854°Ls：抛物线的弧长；Ls=(L2+3×h2)0.5=8087.645mm(2)荷载计算：计算取自重、活荷载和风荷载设计值组合。qA：作用在采光顶表面的荷载设计值组合(MPa)；q：作用在采光顶杆件上的线荷载设计值组合(N/mm)；qA=0.00065×8087.645/7900+0.6×0.00032×8087.645/7900+0×0+1×0.00075=0.001612MPaq=qA×B=0.001612×1611=2.597N/mm杆件的强度计算校核依据：σ=N/A+M/λW≤f验算截面处的受力分析：Mc0：跨中弯矩(N·mm)；H：推力(N)；Mc0=qL2/8=2.597×79002/8=20259846.25N·mmH=Mc0/h=20259846.25/1000=20259.846NV0：验算截面的代梁剪力(N)；V0=qL/2=2.597×7900/2=10258.15NN0：验算截面轴力(N)；N0=-V0sinα-Hcosα=-10258.15×0.452-20259.846×0.892=-22708.466N验算截面处的强度计算：σ：计算截面的强度计算值(MPa)；f：选择的龙骨材料的强度设计值(MPa)；A：选取材料的截面面积(mm2)；W：选取材料的截面抗弯矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；σ=N0/A+Mc0/γW=22708.466/2794.195+20259846.25/1.05/113566=178.029MPa≤f=215MPa(Q235)所以，材料的强度满足设计要求！采光顶玻璃的计算基本参数：1：计算点标高：5m；2：板面尺寸：宽×高=B×H=1611mm×1250mm；3：玻璃配置：夹层玻璃：8+8mm；4：玻璃形式：四边简支；模型简图为：玻璃板块荷载计算(1)外片玻璃自重荷载标准值：GAk1：外片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；γg：玻璃的体积密度(N/mm3)；GAk1=γg×t1=0.0000256×8=0.000205MPa(2)外片玻璃自重荷载设计值：GA1：外片玻璃自重设计值(仅指玻璃)(MPa)；GAk1：外片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；GA1=1.3×GAk1=1.3×0.000205=0.000266MPa(3)内片玻璃自重荷载标准值：GAk2：内片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；t2：内片玻璃厚度(mm)；γg：玻璃的体积密度(N/mm3)；GAk2=γg×t2=0.0000256×8=0.000205MPa(4)内片玻璃自重荷载设计值：GA2：内片玻璃自重设计值(仅指玻璃)(MPa)；GAk2：内片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；GA2=1.3×GAk2=1.3×0.000205=0.000266MPa(5)分配到内、外片玻璃上的风荷载标准值：wk1：分配到外片玻璃上的风荷载标准值(MPa)；wk2：分配到内片玻璃上的风荷载标准值(MPa)；wk：风荷载标准值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk1=wk×t13/(t13+t23)=0.000106MPawk2=wk×t23/(t13+t23)=0.000106MPa(6)分配到内、外片玻璃上的风荷载设计值：w1：分配到外片玻璃上的风荷载设计值(MPa)；w2：分配到内片玻璃上的风荷载设计值(MPa)；w：风荷载设计值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；w1=w×t13/(t13+t23)=0.00016MPaw2=w×t23/(t13+t23)=0.00016MPa(7)分配到内、外片玻璃上的雪荷载标准值：Sk1：分配到外片玻璃上的雪荷载标准值(MPa)；Sk2：分配到内片玻璃上的雪荷载标准值(MPa)；Sk：雪荷载标准值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；Sk1=Sk×t13/(t13+t23)=0MPaSk2=Sk×t23/(t13+t23)=0MPa(8)分配到内、外片玻璃上的雪荷载设计值：S1：分配到外片玻璃上的雪荷载设计值(MPa)；S2：分配到内片玻璃上的雪荷载设计值(MPa)；S：雪荷载设计值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；S1=S×t13/(t13+t23)=0MPaS2=S×t23/(t13+t23)=0MPa(9)分配到内、外片玻璃上的活荷载标准值：Qk1：分配到外片玻璃上的活荷载标准值(MPa)；Qk2：分配到内片玻璃上的活荷载标准值(MPa)；Qk：活荷载标准值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；Qk1=Qk×t13/(t13+t23)=0.00025MPaQk2=Qk×t23/(t13+t23)=0.00025MPa(10)分配到内、外片玻璃上的活荷载设计值：Q1：分配到外片玻璃上的活荷载设计值(MPa)；Q2：分配到内片玻璃上的活荷载设计值(MPa)；Q：活荷载设计值(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；Q1=Q×t13/(t13+t23)=0.000375MPaQ2=Q×t23/(t13+t23)=0.000375MPa玻璃板块荷载组合玻璃板块的受力组合采用自重、风荷载和活荷载组合。(1)外片玻璃荷载标准值组合：qk1：分配到外片上的荷载标准值组合(MPa)；wk1：分配到外片上的风荷载标准值(MPa)；GAk1：外片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；先取自重和风荷载组合：wk1+GAk1=0.6×0.000106+0.000205=0.000269MPa再与活荷载组合，得：qk1=0.000269+1×0.00025=0.000519MPa(2)外片玻璃荷载设计值组合：q1：分配到外片上的荷载设计值组合(MPa)；w1：分配到外片上的风荷载设计值(MPa)；GA1：外片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；先取自重和风荷载组合：w1+GA1=0.6×0.00016+0.000266=0.000362MPa再与活荷载组合，得：q1=0.000362+1×0.000375=0.000737MPa(3)内片玻璃荷载标准值组合：qk2：分配到内片上的荷载标准值组合(MPa)；wk2：分配到内片上的风荷载标准值(MPa)；GAk2：内片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；先取自重和风荷载组合：wk2+GAk2=0.6×0.000106+0.000205=0.000269MPa再与活荷载组合，得：qk2=0.000269+1×0.00025=0.000519MPa(4)内片玻璃荷载设计值组合：q2：分配到内片上的荷载设计值组合(MPa)；w2：分配到内片上的风荷载设计值(MPa)；GA2：内片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；先取自重和风荷载组合：w2+GA2=0.6×0.00016+0.000266=0.000362MPa再与活荷载组合，得：q2=0.000362+1×0.000375=0.000737MPa玻璃的强度计算校核依据：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的计算参数；η1：外片玻璃的折减系数；qk1：作用在外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；b：玻璃板块短边边长(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1b4/Et14……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000519×12504/72000/84=4.2965按系数θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η1=1；σ1：外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q1：作用在采光顶外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；b：玻璃板块短边边长(mm)；t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃弯矩系数,取m1=0.0654；σ1=6m1q1b2η1/t12……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0654×0.000737×12502×1/82=7.061MPa7.061MPa≤fg1=42MPa(钢化玻璃)外片玻璃的强度满足要求!(2)内片校核：θ2：内片玻璃的计算参数；η2：内片玻璃的折减系数；qk2：作用在内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；b：玻璃板块短边边长(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t2：内片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2b4/Et24……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000519×12504/72000/84=4.2965按系数θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η2=1σ2：内片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q2：作用在采光顶内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；b：玻璃板块短边边长(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；m2：内片玻璃弯矩系数,取m2=0.0654；σ2=6m2q2b2η2/t22……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0654×0.000737×12502×1/82=7.061MPa7.061MPa≤fg2=42MPa(钢化玻璃)内片玻璃的强度满足要求!玻璃的挠度计算(1)玻璃板块整体荷载标准值组合：玻璃板块的受力组合采用自重、风荷载和活荷载组合。qk：荷载标准值组合(MPa)；wk：风荷载标准值(MPa)；GAk1：外片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；GAk2：内片玻璃自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；先取自重和风荷载组合：wk+GAk1+GAk2=0.6×0.000213+0.000205+0.000205=0.000538MPa再与活荷载组合，得：qk=0.000538+1×0.0005=0.001038MPa(2)玻璃最大挠度校核：校核依据：df=ημqkb4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板挠度计算值(mm)；η：玻璃挠度的折减系数；μ：玻璃挠度系数，查表得μ=0.00632；qk：玻璃板块荷载标准值组合(MPa)b：玻璃板块短边边长(mm)；D：玻璃的弯曲刚度(N·mm)；df,lim：许用挠度，取玻璃板块短边边长的1/60，为20.833mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的弹性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，为0.2；te=(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=(83+83)1/3=10.079mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72000×10.0793/(12×(1-0.22))=6399298.269N·mmθ：玻璃板块的计算参数；θ=qkb4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001038×12504/72000/10.0794=3.411按参数θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=1df=ημqkb4/D=1×0.00632×0.001038×12504/6399298.269=2.503mm2.503mm≤df,lim=20.833mm(夹层玻璃)玻璃挠度能满足要求!

附录常用材料的力学及其它物理性能短期荷载作用下玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1种类厚度(mm)大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃5～1228.019.515～1924.017.0≥2020.014.0钢化玻璃5～1284.058.815～1972.050.4≥2059.041.3长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ113-2015表4.1.10种类厚度(mm)大面侧面平板玻璃4～129615～1975≥2064半钢化玻璃4～12282015～192417≥202014钢化玻璃4～12423015～193626≥203021铝合金型材的强度设计值(MPa)GB50429-2007表4.3.4铝合金牌号状态厚度强度设计值(mm)抗拉、抗压抗剪6061T4不区分9055T6不区分2001156063T5不区分9055T6不区分150856063AT5≤1013575T6≤1016090钢材的强度设计值(1-热轧钢材)fs(MPa)GB50017-2017表4.4.1钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d≤16215125320Q355(GB/T1591-2018)d≤16315180400钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢)fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235205120310Q355(GB/T1591-2018)310180400不锈钢板材的强度设计值f(MPa)JGJ336-2016表5.2.4-2统一数字代号牌号规定非比例延伸强度RP0.2b抗拉强度ƒl抗剪强度ƒv端面承压强度ƒcsS3040806Cr19Ni10（0Cr18Ni9）205180100250S3160806Cr17Ni12Mo2（0Cr17Ni12Mo2）205180100250S3170806Cr19Ni13Mo3（0Cr19Ni13Mo3）205180100250材料的弹性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9、JGJ336-2016表5.2.10材料E材料E玻璃0.72×105不锈钢绞线1.2×105～1.5×105铝合金、单层铝板0.70×105高强钢绞线1.95×105钢、不锈钢2.06×105钢丝绳0.8×105～1.0×105消除应力的高强钢丝2.05×105花岗石板0.8×105蜂窝铝板10mm0.35×105铝塑复合板4mm0.2×105蜂窝铝板15mm0.27×105铝塑复合板6mm0.3×105蜂窝铝板20mm0.21×105瓷板0.6×105陶板0.20×105砂岩石板0.55×105微晶玻璃0.81×105石灰石板0.46×105木纤维板0.09×105纤维水泥板0.14×105玻璃纤维板0.23～0.29×105材料的泊松比υJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10GB50429-2007表4.3.7、JGJ336-2016表5.2.11材料υ材料υ玻璃0.2钢、不锈钢0.3铝合金0.3(按GB50429)高强钢丝、钢绞线0.3铝塑复合板0.25蜂窝铝板0.25花岗岩0.125瓷板0.25微晶玻璃板0.20陶板0.13木纤维板0.30纤维水泥板0.25玻璃纤维板0.30石材蜂窝板0.30材料的膨胀系数α(1/℃)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料α材料α玻璃0.8×10-5～1.0×10-5不锈钢板1.80×10-5铝合金、单层铝板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5钢材1.20×10-5砖砌体0.50×10-5铝塑复合板≤4.0×10-5蜂窝铝板2.4×10-5花岗岩0.8×10-5材料的重力密度γg(KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料γg材料γg普通玻璃、夹层玻璃钢化、半钢化玻璃25．6矿棉1.2～1.5玻璃棉0.5～1.0钢材78．5岩棉0.