京广客专明港东站工程下层板计算书
中铁建工集团有限公司
二〇一一年八月
目录
1 计算引用的规范、标准及资料 ....................................................................................................................... 1
1.1 幕墙及采光顶相关设计规范： ............................................................................................................ 1 1.2 建筑设计规范： . ................................................................................................................................... 1 1.3 玻璃规范： . ........................................................................................................................................... 1 1.4 钢材规范： . ........................................................................................................................................... 2 1.5 胶类及密封材料规范： ........................................................................................................................ 2 1.6 相关物理性能等级测试方法： ............................................................................................................ 3 1.7 《建筑结构静力计算手册》(第二版) ................................................................................................. 3 1.8 土建图纸： . ........................................................................................................................................... 3 2 基本参数 . .......................................................................................................................................................... 3
2.1 吊顶所在地区 . ....................................................................................................................................... 3 2.2 地面粗糙度分类等级 ............................................................................................................................ 3 3 吊顶结构荷载计算 . .......................................................................................................................................... 4
3.1 荷载作用说明 . ....................................................................................................................................... 4 3.2 风荷载标准值计算 ................................................................................................................................ 4 3.3 风荷载设计值计算 ................................................................................................................................ 5 3.4 吊顶构件自重荷载设计值 .................................................................................................................... 5 4 选取计算荷载组合 . .......................................................................................................................................... 5
4.1 吊顶构件在不考虑风荷载作用情况下的荷载组合 ............................................................................ 5 4.2 吊顶构件在考虑风荷载作用情况下的荷载组合 ................................................................................ 5 4.3 吊顶构件计算选用的荷载组合 ............................................................................................................ 6 5 吊顶主龙骨的计算 . .......................................................................................................................................... 6
5.1 主龙骨的强度计算 ................................................................................................................................ 6 5.2 主龙骨的挠度计算 ................................................................................................................................ 7 6 吊顶副龙骨的计算 . ........................................................................................................ 错误！未定义书签。
6.1 副龙骨的强度计算 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 6.2 副龙骨的挠度计算 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 7 铝单板的选用与校核 . ...................................................................................................................................... 7
7.1 板块自重荷载 . ....................................................................................................................................... 8 7.2 板块荷载组合 . ....................................................................................................................................... 8 7.3 A板的强度、挠度校核 ......................................................................................................................... 8 8 附录 常用材料的力学及其它物理性能 ....................................................................................................... 10
金属板吊顶结构设计计算书
1 计算引用的规范、标准及资料 1.1 幕墙及采光顶相关设计规范：
GB50429-2007 JGJ102-2003 JGJ113-2009 GB/T21086-2007 JG/T231-2007
1.2 建筑设计规范：
GB/T17740-1999 GB50017-2003 JGJ3-2002 GB19155-2003 JGJ/T97-2010 JGJ145-2004 GB50010-2010 JG160-2004 JC/T902-2002 CECS154 JGJ81-2002 GB/T50121-2005 GB50223-2008 CECS180 GB50009-2001(2006 GB50068-2001 GB50011-2010 GB50016-2006 GB50057-2010 GB50018-2002
1.3 玻璃规范：
第1部分：阳光控制镀膜玻璃》 GB/T18915.1-2002 第2部分：低辐射镀膜玻璃》 GB/T18915.2-2002 GB17840-1999 GB11614-2009 第3部分：夹层玻璃》 GB15763.3-2009 第2部分：钢化玻璃》 GB15763.2-2005
：2003 ：2005
年版、局部修订) 《铝合金结构设计规范》《玻璃幕墙工程技术规范》《建筑玻璃应用技术规程》《建筑幕墙》《建筑玻璃采光顶》《地震震级的规定》《钢结构设计规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》《高处作业吊蓝》《工程抗震术语标准》《混凝土结构后锚固技术规程》《混凝土结构设计规范》《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》《建筑表面用有机硅防水剂》《建筑防火封堵应用技术规程》《建筑钢结构焊接技术规程》《建筑隔声评价标准》《建筑工程抗震设防分类标准》《建筑工程预应力施工规程》《建筑结构荷载规范》《建筑结构可靠度设计统一标准》《建筑抗震设计规范》《建筑设计防火规范》《建筑物防雷设计规范》《冷弯薄壁型钢结构技术规范》《镀膜玻璃《镀膜玻璃《防弹玻璃》《平板玻璃》《建筑用安全玻璃《建筑用安全玻璃
《建筑用安全玻璃 防火玻璃》 GB15763.1-2009 《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB17841-2008 《热弯玻璃》 JC/T915-2003 《压花玻璃》 JC/T511-2002 《中空玻璃》 GB/T11944-2002
1.4 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 《不锈钢冷轧钢板及钢带》 GB/T3280-2007 《不锈钢热轧钢板及钢带》 GB/T4237-2007 《不锈钢丝》 GB/T4240-2009 《建筑用不锈钢绞线》 JG/T200-2007 《不锈钢小直径无缝钢管》 GB/T3090-2000 《彩色涂层钢板和钢带》 GB/T12754-2006 《低合金钢焊条》 GB/T5118-1995 《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-2008 《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—1997 《合金结构钢》 GB/T3077-1999 《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/T13912-2002 《冷拔异形钢管》 GB/T3094-2000 《碳钢焊条》 GB/T5117-1999 《碳素结构钢》 GB/T700-2006 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007 《优质碳素结构钢》 GB/T699-1999
1.5 胶类及密封材料规范：
《丙烯酸酯建筑密封膏》 JC484-2006 《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001 《彩色涂层钢板用建筑密封胶》 JC/T884-2001 《丁基橡胶防水密封胶粘带》 JC/T942-2004 《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC887-2001 《工业用橡胶板》 GB/T5574-1994 《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC/T881-2001 《建筑窗用弹性密封剂》 JC485-2007
《建筑密封材料试验方法》 GB/T13477.1～20-2002 《建筑用防霉密封胶》 JC/T885-2001 《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2005 《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》 GB/T19686-2005 《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T174-2005 《建筑装饰用天然石材防护剂》 JC/T973-2005
《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、矿棉及其制品》 GB/T11835-2007 《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》 GB/T529-1999 《石材用建筑密封胶》 JC/T883-2001 《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》 GB/T531-1999 《修补用天然橡胶胶粘剂》 HG/T3318-2002 《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T486-2001 《中空玻璃用丁基热熔密封胶》 JC/T914-2003
1.6 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 《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000 《彩色涂层钢板和钢带试验方法》 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》 GB50204-2002 《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/T18575-2001 《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T18250-2000 《建筑装饰装修工程质量验收规范》 GB50210-2001 《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T228-2002
1.7《建筑结构静力计算手册》 (第二版) 1.8 土建图纸：
2 基本参数 2.1 吊顶所在地区
信阳地区；
2.2 地面粗糙度分类等级
按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
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和城市郊区； 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，本计算项目按B 类地形考虑。
3 吊顶结构荷载计算 3.1 荷载作用说明
金属板吊顶承受的荷载包括：自重、风荷载。
(1)自重：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重： 对于金属板吊顶结构，单位自重可近似取400N/m2
(2)风荷载：是垂直作用于吊顶表面的荷载，按GB50009采用；
对于吊顶结构，按《建筑结构荷载规范》风荷载体型系数取-1.5，因为一定范围内的负压对结构是有利的！因此实际计算的时候还要考虑零风压的情况；
3.2 风荷载标准值计算
按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算：
wk =βgz μz μs1w 0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中：
wk ：作用在吊顶上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：8m ；
βgz ：瞬时风压的阵风系数；
根据不同场地类型, 按以下公式计算(高度不足5m 按5m 计算) ： βgz =K(1+2μf )
其中K 为地面粗糙度调整系数，μf 为脉动系数
A类场地： βgz =0.92×(1+2μf ) 其中：μf =0.387×(Z/10)-0.12 B类场地： βgz =0.89×(1+2μf ) 其中：μf =0.5(Z/10)-0.16
-0.22
C类场地： βgz =0.85×(1+2μf ) 其中：μf =0.734(Z/10) D类场地： βgz =0.80×(1+2μf ) 其中：μf =1.2248(Z/10)-0.3 对于B 类地形，12m 高度处瞬时风压的阵风系数： βgz =0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7544 μz ：风压高度变化系数；
根据不同场地类型, 按以下公式计算： A类场地： μz =1.379×(Z/10)0.24
当Z>300m时，取Z=300m，当Z
当Z>350m时，取Z=350m，当Z
当Z>400m时，取Z=400m，当Z
当Z>450m时，取Z=450m，当Z
μs1：局部风压体型系数，根据计算点体型位置选取-1.5；
另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A 小于或等于1m 2的情况，当围护构件的从属面积A 大于或等于10m 2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m 2而大于1m 2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：
μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA 在上式中：
当A ≥10m 2时，取A=10m2； 当A ≤1m 2时，取A=1m2； μs1(10)=0.8μs1(1)
考虑到吊顶的特殊性质，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。 w0：基本风压值(MPa)，根据现行>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图) 中数值采用，按重现期50年，信阳地区取0.00035MPa ； wk-：负风压情况下的风荷载标准值； wk-=βgz μz μs1w 0
=1.8123×0.9311×(-1.5)×0.00035 =-0.000885886MPa
3.3 风荷载设计值计算
w-：负风压情况下的风荷载设计值； wk-：负风压情况下的风荷载标准值； w-=1.4×w k-
=1.4×(-0.000885886) =-0.00124024MPa
3.4 吊顶构件自重荷载设计值
G+：吊顶构件在不考虑风荷载作用情况下的自重荷载设计值(MPa)； Gk ：吊顶结构平均自重取0.0004MPa ； G+=1.35×G k
=1.35×0.0004 =0.00054MPa
G-：吊顶构件在考虑风荷载作用情况下的自重荷载设计值(MPa)； Gk ：吊顶结构平均自重取0.0004MPa ； G-=1.0×G k =0.00054MPa
4 选取计算荷载组合
4.1 吊顶构件在不考虑风荷载作用情况下的荷载组合
qA1k ：不考虑风荷载作用情况的荷载标准值(MPa)； qA1：不考虑风荷载作用情况的荷载设计值(MPa)； 在这种情况下仅取自重荷载，此外无其它荷载，因此： qA1k =0.0004MPa qA1=0.00054MPa
4.2 吊顶构件在考虑风荷载作用情况下的荷载组合
qA2k ：考虑风荷载作用情况的荷载标准值(MPa)； qA2：考虑风荷载作用情况的荷载设计值(MPa)； 在这种情况下取自重荷载及风荷载组合，因此：
qA2k =1.0×G k +1.0×w k- =0.0004-0.000885886 =-0.000485886MPa qA2=1.0×G k +1.0×w - =0.0004-0.00124024 =-0.00084024MPa
4.3 吊顶构件计算选用的荷载组合
对比q A1和q A2，可以看到有风荷载作用状态是结构的最不利情况，结构计算应该以此进行。
5 吊顶主龙骨的计算
基本参数：
1：主龙骨跨度：L=1830mm； 2：分格宽度：B=1614mm；
3：材料名称：40×40×2.5钢方管，Q235； 截面惯性矩：88409mm 4； 截面抗弯矩：4420.5mm 3；
吊顶的主龙骨采用简支梁模型分析内力，并按拉弯构件验算截面强度。 计算模型如下：
5.1 主龙骨的强度计算
校核依据：
σ=M/γW ≤f
f：选择的主龙骨材料的强度设计值(MPa)； W：材料的截面抗弯矩(mm3)
M：主龙骨弯矩设计值(N·mm) ； 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》GB 50018-2002，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》GB 50429-2007，取1.00； q：作用在吊顶表面的线荷载设计值组合(N/mm)； qA ：最不利状态的荷载设计值组合(MPa)； B：分格宽度(mm)； q=qA ×B
=0.00084024×1614 =1.35614736N/mm
M：主龙骨弯矩设计值(N·mm) ； L：龙骨跨度长度(mm)； M=qL2/8
=1.35614736×18302/8 =567700.2367N·mm σ=M/γW
=567700.2367/1.05/4420.5 =122.309MPa≤f=215MPa(Q235) 所以，主龙骨的抗弯强度满足设计要求！
5.2 主龙骨的挠度计算
校核依据：
df =5qk L 4/384EI≤d f,lim
df ：主龙骨的挠度计算值(mm)
df,lim ：材料的挠度限值，对钢材取跨度的1/250，对铝材取跨度的1/180； E：材料的弹性模量(Mpa)； I：材料的惯性矩(mm4) ； L：主龙骨跨度(mm)；
qk ：作用在吊顶表面的线荷载标准值组合(N/mm)； qAk ：最不利状态的荷载标准值组合； B：分格宽度(mm)； qk =qAk ×B
=0.000485886×1614 =0.78422004N/mm df,lim =L/250=7.32mm df =5qk L 4/384EI
=5×0.78422004×18304/384/206000/88409 =6.2881m
6.2881mm≤7.32mm
所以，主龙骨挠度满足要求！
6 铝单板的选用与校核
基本参数：
1：板块短边尺寸a ：363mm ； 2：板块长边尺寸b ：1614mm ；
3：度铝锌彩钢板厚度t ： 0.65mm；
模型简图为：
6.1 板块自重荷载
Gk ：板块单位面积自重(MPa)； Gk =0.00007028MPa
6.2 板块荷载组合
根据龙骨部分计算得知结构中最危险的情况是：有风荷载作用状态，该状态下金属板所受总荷载为：
qk ：金属板所受荷载标准值(MPa)； q：金属板所受荷载设计值(MPa)； qk =1.0×G k +1.0×w k- =0.000485886MPa q=1.0×G k +1.0×w - =0.00084024MPa
6.3 A 板的强度、挠度校核
Lx =1614mm，L y =363mm (1)强度校核： 校核依据：
σ=6mqa2η/t2≤f ……5.4.3[JGJ133-2001] 上式中：
σ：板块在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)； m：弯矩系数，按边长比a/b查表，得m=0.125； q：作用在板面上的荷载组合设计值(MPa)； a：板分格的短边边长(mm)； b：板分格的长边边长(mm)； η：板块的折减系数； t：板的厚度(mm)；
f：镀铝锌彩钢板抗弯强度(MPa)； 首先按下面公式计算θ值：
θ=qk a 4/Et4 ……6.1.2-3[JGJ102-2003]
其中：
θ：计算参数；
qk ：作用在板块上的荷载组合标准值(MPa)； a：分格短边长度(mm)；
E：铝单板的弹性模量(MPa)； t：铝单板的厚度(mm)； θ=qk a 4/Et4
=0.000485886×3634/206000/0.654 =229.4247
按系数θ，查表5.4.3[JGJ133-2001]，η=0.48；
σ=6mqa2η/t2 ……5.4.3[JGJ133-2001] =6×0.125×0.00084024×3632×0.48/0.652 =94.339MPa
94.339MPa≤f=125MPa(钢板) 金属板的强度满足要求! (2)挠度校核： 校核依据：
df =ημq k a 4/D≤d f,lim ……6.1.3-2[JGJ102-2003] 上面公式中：
df ：镀铝锌彩钢板挠度计算值(mm)；
η：镀铝锌彩钢板挠度的折减系数，按θ=qk a 4/Et4查表，为0.48； μ：镀铝锌彩钢板挠度系数，按边长比a/b查表，得μ=0.01318； qk ：荷载标准值组合(MPa) a：短边尺寸(mm)； D：弯曲刚度(N·mm) ；
df,lim ：许用挠度，取长边长的1/100，为16.14mm ； 其中：
D=Et3/(12(1-υ2)) ……6.1.3-1[JGJ102-2003] 上式中：
E：彩钢板的弹性模量(MPa)； t：彩钢板的厚度(mm)；
υ：彩钢板材料泊松比，为0.3； D=Et3/(12(1-υ2))
=206000×0.653/(12×(1-0.32)) =5180.65N·mm
4
df =ημq k a /D
=0.48×0.01318×0.000485886×3634/5180.65 =10.3023mm
10.3023mm≤d f,lim =16.14mm(彩钢板) 金属板的挠度满足要求!
9
7 附录 常用材料的力学及其它物理性能
一、 玻璃的强度设计值 fg(MPa) JGJ102-2003表5.2.1
二、 长期荷载作用下玻璃的强度设计值 fg(MPa)
三、 铝合金型材的强度设计值
(MPa )
四、 钢材的强度设计值(1-热轧钢材) fs(MPa) JGJ102-2003表5.2.3 10
五、 钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢) fs(MPa)
六、 材料的弹性模量E(MPa)
JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
七、 材料的泊松比υ
JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7
八、 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
九、 材料的重力密度γg (KN/m3)
JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7
十、 板材单位面积重力标准值（MPa ） 11
十一、 螺栓连接的强度设计值一(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-1
十二、 螺栓连接的强度设计值二(MPa)
12
十三、 焊缝的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-3
十四、 不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.3 十五、 楼层弹性层间位移角限值 13
十六、 部分单层铝合板强度设计值（MPa ） JGJ133-2001表5.3.2
十七、 铝塑复合板强度设计值（MPa ）
十八、 蜂窝铝板强度设计值（MPa ） JGJ133-2001表5.3.4
十九、 不锈钢板强度设计值（MPa ） JGJ133-2001表5.3.5
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1 计算引用的规范、标准及资料 ....................................................................................................................... 1
1.1 幕墙及采光顶相关设计规范： ............................................................................................................ 1 1.2 建筑设计规范： . ................................................................................................................................... 1 1.3 玻璃规范： . ........................................................................................................................................... 1 1.4 钢材规范： . ........................................................................................................................................... 2 1.5 胶类及密封材料规范： ........................................................................................................................ 2 1.6 相关物理性能等级测试方法： ............................................................................................................ 3 1.7 《建筑结构静力计算手册》(第二版) ................................................................................................. 3 1.8 土建图纸： . ........................................................................................................................................... 3 2 基本参数 . .......................................................................................................................................................... 3
2.1 吊顶所在地区 . ....................................................................................................................................... 3 2.2 地面粗糙度分类等级 ............................................................................................................................ 3 3 吊顶结构荷载计算 . .......................................................................................................................................... 4
3.1 荷载作用说明 . ....................................................................................................................................... 4 3.2 风荷载标准值计算 ................................................................................................................................ 4 3.3 风荷载设计值计算 ................................................................................................................................ 5 3.4 吊顶构件自重荷载设计值 .................................................................................................................... 5 4 选取计算荷载组合 . .......................................................................................................................................... 5
4.1 吊顶构件在不考虑风荷载作用情况下的荷载组合 ............................................................................ 5 4.2 吊顶构件在考虑风荷载作用情况下的荷载组合 ................................................................................ 5 4.3 吊顶构件计算选用的荷载组合 ............................................................................................................ 6 5 吊顶主龙骨的计算 . .......................................................................................................................................... 6
5.1 主龙骨的强度计算 ................................................................................................................................ 6 5.2 主龙骨的挠度计算 ................................................................................................................................ 7 6 吊顶副龙骨的计算 . ........................................................................................................ 错误！未定义书签。
6.1 副龙骨的强度计算 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 6.2 副龙骨的挠度计算 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 7 铝单板的选用与校核 . ...................................................................................................................................... 7
7.1 板块自重荷载 . ....................................................................................................................................... 8 7.2 板块荷载组合 . ....................................................................................................................................... 8 7.3 A板的强度、挠度校核 ......................................................................................................................... 8 8 附录 常用材料的力学及其它物理性能 ....................................................................................................... 10
金属板吊顶结构设计计算书
1 计算引用的规范、标准及资料 1.1 幕墙及采光顶相关设计规范：
GB50429-2007 JGJ102-2003 JGJ113-2009 GB/T21086-2007 JG/T231-2007
1.2 建筑设计规范：
GB/T17740-1999 GB50017-2003 JGJ3-2002 GB19155-2003 JGJ/T97-2010 JGJ145-2004 GB50010-2010 JG160-2004 JC/T902-2002 CECS154 JGJ81-2002 GB/T50121-2005 GB50223-2008 CECS180 GB50009-2001(2006 GB50068-2001 GB50011-2010 GB50016-2006 GB50057-2010 GB50018-2002
1.3 玻璃规范：
第1部分：阳光控制镀膜玻璃》 GB/T18915.1-2002 第2部分：低辐射镀膜玻璃》 GB/T18915.2-2002 GB17840-1999 GB11614-2009 第3部分：夹层玻璃》 GB15763.3-2009 第2部分：钢化玻璃》 GB15763.2-2005
：2003 ：2005
年版、局部修订) 《铝合金结构设计规范》《玻璃幕墙工程技术规范》《建筑玻璃应用技术规程》《建筑幕墙》《建筑玻璃采光顶》《地震震级的规定》《钢结构设计规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》《高处作业吊蓝》《工程抗震术语标准》《混凝土结构后锚固技术规程》《混凝土结构设计规范》《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》《建筑表面用有机硅防水剂》《建筑防火封堵应用技术规程》《建筑钢结构焊接技术规程》《建筑隔声评价标准》《建筑工程抗震设防分类标准》《建筑工程预应力施工规程》《建筑结构荷载规范》《建筑结构可靠度设计统一标准》《建筑抗震设计规范》《建筑设计防火规范》《建筑物防雷设计规范》《冷弯薄壁型钢结构技术规范》《镀膜玻璃《镀膜玻璃《防弹玻璃》《平板玻璃》《建筑用安全玻璃《建筑用安全玻璃
《建筑用安全玻璃 防火玻璃》 GB15763.1-2009 《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB17841-2008 《热弯玻璃》 JC/T915-2003 《压花玻璃》 JC/T511-2002 《中空玻璃》 GB/T11944-2002
1.4 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 《不锈钢冷轧钢板及钢带》 GB/T3280-2007 《不锈钢热轧钢板及钢带》 GB/T4237-2007 《不锈钢丝》 GB/T4240-2009 《建筑用不锈钢绞线》 JG/T200-2007 《不锈钢小直径无缝钢管》 GB/T3090-2000 《彩色涂层钢板和钢带》 GB/T12754-2006 《低合金钢焊条》 GB/T5118-1995 《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-2008 《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—1997 《合金结构钢》 GB/T3077-1999 《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/T13912-2002 《冷拔异形钢管》 GB/T3094-2000 《碳钢焊条》 GB/T5117-1999 《碳素结构钢》 GB/T700-2006 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007 《优质碳素结构钢》 GB/T699-1999
1.5 胶类及密封材料规范：
《丙烯酸酯建筑密封膏》 JC484-2006 《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001 《彩色涂层钢板用建筑密封胶》 JC/T884-2001 《丁基橡胶防水密封胶粘带》 JC/T942-2004 《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC887-2001 《工业用橡胶板》 GB/T5574-1994 《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC/T881-2001 《建筑窗用弹性密封剂》 JC485-2007
《建筑密封材料试验方法》 GB/T13477.1～20-2002 《建筑用防霉密封胶》 JC/T885-2001 《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2005 《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》 GB/T19686-2005 《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T174-2005 《建筑装饰用天然石材防护剂》 JC/T973-2005
《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、矿棉及其制品》 GB/T11835-2007 《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》 GB/T529-1999 《石材用建筑密封胶》 JC/T883-2001 《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》 GB/T531-1999 《修补用天然橡胶胶粘剂》 HG/T3318-2002 《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T486-2001 《中空玻璃用丁基热熔密封胶》 JC/T914-2003
1.6 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 《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000 《彩色涂层钢板和钢带试验方法》 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》 GB50204-2002 《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/T18575-2001 《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T18250-2000 《建筑装饰装修工程质量验收规范》 GB50210-2001 《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T228-2002
1.7《建筑结构静力计算手册》 (第二版) 1.8 土建图纸：
2 基本参数 2.1 吊顶所在地区
信阳地区；
2.2 地面粗糙度分类等级
按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
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和城市郊区； 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，本计算项目按B 类地形考虑。
3 吊顶结构荷载计算 3.1 荷载作用说明
金属板吊顶承受的荷载包括：自重、风荷载。
(1)自重：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重： 对于金属板吊顶结构，单位自重可近似取400N/m2
(2)风荷载：是垂直作用于吊顶表面的荷载，按GB50009采用；
对于吊顶结构，按《建筑结构荷载规范》风荷载体型系数取-1.5，因为一定范围内的负压对结构是有利的！因此实际计算的时候还要考虑零风压的情况；
3.2 风荷载标准值计算
按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算：
wk =βgz μz μs1w 0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中：
wk ：作用在吊顶上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：8m ；
βgz ：瞬时风压的阵风系数；
根据不同场地类型, 按以下公式计算(高度不足5m 按5m 计算) ： βgz =K(1+2μf )
其中K 为地面粗糙度调整系数，μf 为脉动系数
A类场地： βgz =0.92×(1+2μf ) 其中：μf =0.387×(Z/10)-0.12 B类场地： βgz =0.89×(1+2μf ) 其中：μf =0.5(Z/10)-0.16
-0.22
C类场地： βgz =0.85×(1+2μf ) 其中：μf =0.734(Z/10) D类场地： βgz =0.80×(1+2μf ) 其中：μf =1.2248(Z/10)-0.3 对于B 类地形，12m 高度处瞬时风压的阵风系数： βgz =0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7544 μz ：风压高度变化系数；
根据不同场地类型, 按以下公式计算： A类场地： μz =1.379×(Z/10)0.24
当Z>300m时，取Z=300m，当Z
当Z>350m时，取Z=350m，当Z
当Z>400m时，取Z=400m，当Z
当Z>450m时，取Z=450m，当Z
μs1：局部风压体型系数，根据计算点体型位置选取-1.5；
另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A 小于或等于1m 2的情况，当围护构件的从属面积A 大于或等于10m 2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m 2而大于1m 2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：
μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA 在上式中：
当A ≥10m 2时，取A=10m2； 当A ≤1m 2时，取A=1m2； μs1(10)=0.8μs1(1)
考虑到吊顶的特殊性质，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。 w0：基本风压值(MPa)，根据现行>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图) 中数值采用，按重现期50年，信阳地区取0.00035MPa ； wk-：负风压情况下的风荷载标准值； wk-=βgz μz μs1w 0
=1.8123×0.9311×(-1.5)×0.00035 =-0.000885886MPa
3.3 风荷载设计值计算
w-：负风压情况下的风荷载设计值； wk-：负风压情况下的风荷载标准值； w-=1.4×w k-
=1.4×(-0.000885886) =-0.00124024MPa
3.4 吊顶构件自重荷载设计值
G+：吊顶构件在不考虑风荷载作用情况下的自重荷载设计值(MPa)； Gk ：吊顶结构平均自重取0.0004MPa ； G+=1.35×G k
=1.35×0.0004 =0.00054MPa
G-：吊顶构件在考虑风荷载作用情况下的自重荷载设计值(MPa)； Gk ：吊顶结构平均自重取0.0004MPa ； G-=1.0×G k =0.00054MPa
4 选取计算荷载组合
4.1 吊顶构件在不考虑风荷载作用情况下的荷载组合
qA1k ：不考虑风荷载作用情况的荷载标准值(MPa)； qA1：不考虑风荷载作用情况的荷载设计值(MPa)； 在这种情况下仅取自重荷载，此外无其它荷载，因此： qA1k =0.0004MPa qA1=0.00054MPa
4.2 吊顶构件在考虑风荷载作用情况下的荷载组合
qA2k ：考虑风荷载作用情况的荷载标准值(MPa)； qA2：考虑风荷载作用情况的荷载设计值(MPa)； 在这种情况下取自重荷载及风荷载组合，因此：
qA2k =1.0×G k +1.0×w k- =0.0004-0.000885886 =-0.000485886MPa qA2=1.0×G k +1.0×w - =0.0004-0.00124024 =-0.00084024MPa
4.3 吊顶构件计算选用的荷载组合
对比q A1和q A2，可以看到有风荷载作用状态是结构的最不利情况，结构计算应该以此进行。
5 吊顶主龙骨的计算
基本参数：
1：主龙骨跨度：L=1830mm； 2：分格宽度：B=1614mm；
3：材料名称：40×40×2.5钢方管，Q235； 截面惯性矩：88409mm 4； 截面抗弯矩：4420.5mm 3；
吊顶的主龙骨采用简支梁模型分析内力，并按拉弯构件验算截面强度。 计算模型如下：
5.1 主龙骨的强度计算
校核依据：
σ=M/γW ≤f
f：选择的主龙骨材料的强度设计值(MPa)； W：材料的截面抗弯矩(mm3)
M：主龙骨弯矩设计值(N·mm) ； 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》GB 50018-2002，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》GB 50429-2007，取1.00； q：作用在吊顶表面的线荷载设计值组合(N/mm)； qA ：最不利状态的荷载设计值组合(MPa)； B：分格宽度(mm)； q=qA ×B
=0.00084024×1614 =1.35614736N/mm
M：主龙骨弯矩设计值(N·mm) ； L：龙骨跨度长度(mm)； M=qL2/8
=1.35614736×18302/8 =567700.2367N·mm σ=M/γW
=567700.2367/1.05/4420.5 =122.309MPa≤f=215MPa(Q235) 所以，主龙骨的抗弯强度满足设计要求！
5.2 主龙骨的挠度计算
校核依据：
df =5qk L 4/384EI≤d f,lim
df ：主龙骨的挠度计算值(mm)
df,lim ：材料的挠度限值，对钢材取跨度的1/250，对铝材取跨度的1/180； E：材料的弹性模量(Mpa)； I：材料的惯性矩(mm4) ； L：主龙骨跨度(mm)；
qk ：作用在吊顶表面的线荷载标准值组合(N/mm)； qAk ：最不利状态的荷载标准值组合； B：分格宽度(mm)； qk =qAk ×B
=0.000485886×1614 =0.78422004N/mm df,lim =L/250=7.32mm df =5qk L 4/384EI
=5×0.78422004×18304/384/206000/88409 =6.2881m
6.2881mm≤7.32mm
所以，主龙骨挠度满足要求！
6 铝单板的选用与校核
基本参数：
1：板块短边尺寸a ：363mm ； 2：板块长边尺寸b ：1614mm ；
3：度铝锌彩钢板厚度t ： 0.65mm；
模型简图为：
6.1 板块自重荷载
Gk ：板块单位面积自重(MPa)； Gk =0.00007028MPa
6.2 板块荷载组合
根据龙骨部分计算得知结构中最危险的情况是：有风荷载作用状态，该状态下金属板所受总荷载为：
qk ：金属板所受荷载标准值(MPa)； q：金属板所受荷载设计值(MPa)； qk =1.0×G k +1.0×w k- =0.000485886MPa q=1.0×G k +1.0×w - =0.00084024MPa
6.3 A 板的强度、挠度校核
Lx =1614mm，L y =363mm (1)强度校核： 校核依据：
σ=6mqa2η/t2≤f ……5.4.3[JGJ133-2001] 上式中：
σ：板块在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)； m：弯矩系数，按边长比a/b查表，得m=0.125； q：作用在板面上的荷载组合设计值(MPa)； a：板分格的短边边长(mm)； b：板分格的长边边长(mm)； η：板块的折减系数； t：板的厚度(mm)；
f：镀铝锌彩钢板抗弯强度(MPa)； 首先按下面公式计算θ值：
θ=qk a 4/Et4 ……6.1.2-3[JGJ102-2003]
其中：
θ：计算参数；
qk ：作用在板块上的荷载组合标准值(MPa)； a：分格短边长度(mm)；
E：铝单板的弹性模量(MPa)； t：铝单板的厚度(mm)； θ=qk a 4/Et4
=0.000485886×3634/206000/0.654 =229.4247
按系数θ，查表5.4.3[JGJ133-2001]，η=0.48；
σ=6mqa2η/t2 ……5.4.3[JGJ133-2001] =6×0.125×0.00084024×3632×0.48/0.652 =94.339MPa
94.339MPa≤f=125MPa(钢板) 金属板的强度满足要求! (2)挠度校核： 校核依据：
df =ημq k a 4/D≤d f,lim ……6.1.3-2[JGJ102-2003] 上面公式中：
df ：镀铝锌彩钢板挠度计算值(mm)；
η：镀铝锌彩钢板挠度的折减系数，按θ=qk a 4/Et4查表，为0.48； μ：镀铝锌彩钢板挠度系数，按边长比a/b查表，得μ=0.01318； qk ：荷载标准值组合(MPa) a：短边尺寸(mm)； D：弯曲刚度(N·mm) ；
df,lim ：许用挠度，取长边长的1/100，为16.14mm ； 其中：
D=Et3/(12(1-υ2)) ……6.1.3-1[JGJ102-2003] 上式中：
E：彩钢板的弹性模量(MPa)； t：彩钢板的厚度(mm)；
υ：彩钢板材料泊松比，为0.3； D=Et3/(12(1-υ2))
=206000×0.653/(12×(1-0.32)) =5180.65N·mm
4
df =ημq k a /D
=0.48×0.01318×0.000485886×3634/5180.65 =10.3023mm
10.3023mm≤d f,lim =16.14mm(彩钢板) 金属板的挠度满足要求!
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7 附录 常用材料的力学及其它物理性能
一、 玻璃的强度设计值 fg(MPa) JGJ102-2003表5.2.1
二、 长期荷载作用下玻璃的强度设计值 fg(MPa)
三、 铝合金型材的强度设计值
(MPa )
四、 钢材的强度设计值(1-热轧钢材) fs(MPa) JGJ102-2003表5.2.3 10
五、 钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢) fs(MPa)
六、 材料的弹性模量E(MPa)
JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
七、 材料的泊松比υ
JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7
八、 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
九、 材料的重力密度γg (KN/m3)
JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7
十、 板材单位面积重力标准值（MPa ） 11
十一、 螺栓连接的强度设计值一(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-1
十二、 螺栓连接的强度设计值二(MPa)
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十三、 焊缝的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-3
十四、 不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.3 十五、 楼层弹性层间位移角限值 13
十六、 部分单层铝合板强度设计值（MPa ） JGJ133-2001表5.3.2
十七、 铝塑复合板强度设计值（MPa ）
十八、 蜂窝铝板强度设计值（MPa ） JGJ133-2001表5.3.4
十九、 不锈钢板强度设计值（MPa ） JGJ133-2001表5.3.5
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