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横梁抗弯强度满足要求。
2.3.5. 横梁的挠度计算
因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的,所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值,挠度就满足要求:
实际选用的型材惯性矩为: Ix=538850mm4 Iy=1445550mm4 预选值为:
Ixmin=530046.667mm4 Iymin=938352.39mm4
横梁挠度的实际计算值如下:
df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy
=0.7×34404(25/8-5(700/2/3440)2+2(700/2/3440)4)/240/70000/1445550 =12.406mm df2=5GkB4/384EIx
=5×0.28×34404/384/70000/538850 =13.535mm df1,lim=19.111mm df2,lim=13.76mm
所以,横梁挠度满足规范要求。
2.3.6. 横梁的抗剪计算
校核依据:
τmax≤τa=75MPa (型材的抗剪强度设计值) (1)Vwk:风荷载作用下剪力标准值(N); Vwk=qwkB(1-H/2B)/2
=0.7×3440(1-700/2/3440)/2 =1081.5N
(2)Vw:风荷载作用下剪力设计值(N); Vw=1.5Vwk
=1.5×1081.5 =1622.25N
(3)VEk:地震作用下剪力标准值(N); VEk=qEkB(1-H/2B)/2
=0.056×3440(1-700/2/3440)/2 =86.52N
(4)VE:地震作用下剪力设计值(N); VE=1.3VEk =1.3×86.52 =112.476N
(5)Vx:水平总剪力(N); 采用Vw+0.5VE组合 Vx=Vw+0.5VE
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=1622.25+0.5×112.476 =1678.488N
(6)Vy:垂直总剪力(N):
Vy=1.3×0.0004×BH1/2
=1.3×0.0004×3440×700/2 =626.08N (7)横梁剪应力校核:
τx:横梁水平方向剪应力(MPa); Vx:横梁水平总剪力(N);
Sy:横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴); Iy:横梁型材截面惯性矩(mm4);
ty:横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm); τx=VxSy/Iyty ……6.2.5[JGJ102-2003] =1678.488×19227/1445550/5 =4.465MPa
4.465MPa≤75MPa
τy:横梁垂直方向剪应力(MPa); Vy:横梁垂直总剪力(N);
Sx:横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴); Ix:横梁型材截面惯性矩(mm4);
tx:横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm); τy=VySx/Ixtx ……6.2.5[JGJ102-2003] =626.08×10501/538850/5 =2.44MPa
2.44MPa≤75MPa 横梁抗剪强度能满足!
2.4. 玻璃板块的选用与校核
基本参数:
1:计算点标高:18.2m;
2:玻璃板尺寸:宽×高=B×H=3440mm×700mm;
3:玻璃配置:中空玻璃,外片钢化玻璃6mm,内片钢化玻璃6mm; 模型简图为:
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2.4.1. 玻璃板块荷载计算:
(1)外片玻璃荷载计算:
t1:外片玻璃厚度(mm); t2:内片玻璃厚度(mm);
wk:作用在板块上的风荷载标准值(MPa);
GAk1:外片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa); qEAk1:外片玻璃地震作用标准值(MPa); γg1:外片玻璃的体积密度(N/mm3);
wk1:分配到外片上的风荷载作用标准值(MPa); qk1:分配到外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa); q1:分配到外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa); GAk1=γg1t1
=0.0000256×6 =0.000154MPa qEAk1=βEαmaxGAk1
=5×0.04×0.000154 =0.000031MPa wk1=1.1wkt13/(t13+t23)
=1.1×0.001×63/(63+63) =0.00055MPa qk1=wk1+0.5qEAk1
=0.00055+0.5×0.000031 =0.000566MPa
q1=1.5wk1+0.5×1.3qEAk1
=1.5×0.00055+0.5×1.3×0.000031 =0.000845MPa (2)内片玻璃荷载计算:
t1:外片玻璃厚度(mm); t2:内片玻璃厚度(mm);
wk:作用在板块上的风荷载标准值(MPa);
GAk2:内片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)
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qEAk2:内片玻璃地震作用标准值(MPa) γg2:内片玻璃的体积密度(N/mm3);
wk2:分配到内片上的风荷载作用标准值(MPa); qk2:分配到内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa); q2:分配到内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa); GAk2=γg2t2
=0.0000256×6 =0.000154MPa qEAk2=βEαmaxGAk2
=5×0.04×0.000154 =0.000031MPa wk2=wkt23/(t13+t23) =0.001×63/(63+63) =0.0005MPa qk2=wk2+0.5qEAk2
=0.0005+0.5×0.000031 =0.000516MPa
q2=1.5wk2+0.5×1.3qEAk2
=1.5×0.0005+0.5×1.3×0.000031 =0.00077MPa
(3)玻璃板块整体荷载组合计算:
用于强度计算时,采用Sw+0.5SE设计值组合: ……5.4.1[JGJ102-2003] q=1.5wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)
=1.5×0.001+0.5×1.3×(0.000031+0.000031) =0.00154MPa
用于挠度计算时,采用Sw标准值: ……5.4.1[JGJ102-2003] wk=0.001MPa
2.4.2. 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); a:分格短边长度(mm); E:玻璃的弹性模量(MPa); t1:外片玻璃厚度(mm);
θ1=qk1a4/Et14 ……6.1.2-3[JGJ102-2003] =0.000566×7004/72000/64 =1.456
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:作用在板块外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa); a:玻璃短边边长(mm);
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b:玻璃长边边长(mm); t1:外片玻璃厚度(mm);
m1:外片玻璃弯矩系数, 按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m1=0.1234; σ1=6m1q1a2η1/t12 ……6.1.2[JGJ102-2003] =6×0.1234×0.000845×7002×1/62 =8.516MPa
8.516MPa≤fg1=84MPa(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); a:分格短边长度(mm); E:玻璃的弹性模量(MPa); t2:内片玻璃厚度(mm);
θ2=qk2a4/Et24 ……6.1.2-3[JGJ102-2003] =0.000516×7004/72000/64 =1.328
按系数θ2,查表6.1.2-2[JGJ102-2003],η2=1
σ2:内片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa); q2:作用在板块内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa); a:玻璃短边边长(mm); b:玻璃长边边长(mm); t2:内片玻璃厚度(mm);
m2:内片玻璃弯矩系数, 按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m2=0.1234; σ2=6m2q2a2η2/t22 ……6.1.2[JGJ102-2003] =6×0.1234×0.00077×7002×1/62 =7.76MPa
7.76MPa≤fg2=84MPa(钢化玻璃) 内片玻璃的强度满足要求!
2.4.3. 玻璃最大挠度校核:
校核依据:
df=ημwka4/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,按边长比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.01296; wk:风荷载标准值(MPa)
a:玻璃板块短边尺寸(mm); D:玻璃的弯曲刚度(N·mm);
df,lim:许用挠度,取短边长的1/60,为11.667mm; 其中:
D=Ete3/(12(1-υ2)) ……6.1.3-1[JGJ102-2003]
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