建筑幕墙防雷专家讲座上海第四课-张芹 - 图文

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Y2=180-86.5=93.5mm I=2.53×70/12+2.5×70×92.252+2.53×15/12+2.5×15×89.752+2.53×70/12+2.5×70×85.252+1753×2.2/12×2 +175×2.2×2×3.52+2.5×403/12×2+×2.5×40×36.52×2=5329938 mm4 T=2.5（2.2）90mm

W1=5329938/86.5=61618 mm3 W2=5329938/93.5=57005mm3

等效中间加劲肋高度 c1= [（2.53×15/12 ）/（2.5/12）]1/3=4.5mm 等效中间加劲肋高度 c2= [（2.53×40/12 ）/（2.5/12）]1/3=6.3mm

2) 强度验算

自重标准值 GK=B GAK=1.5×400=600N/m 重力标准值 NK= LGK=600×3.6=2160N 重力设计值 N=1.2 NK= 1.2×2160=2592N

采用第一跨790+2810=3600，其它跨530+3070=3600的多跨铰接连续梁(多跨静定梁)。第一跨跨中弯矩 M1=qL12/8×[1-(a1/L1)2]2=5.727×28102/8×[1-(790/2810)2]2=4794378N·mm

第一跨B支座反力 R1B= qL1/2×[1-(a1/L1)]=5.727×2810/2×[1-(790/2810)]=7410 N 第二跨C端集中力 P2 = R1B=7410N

第二跨A支座支座弯矩 M2A=-( P2a2+qa22/2)= -(7410×530+5.727×5302/2)=-4731657 N·mm 第i跨C端集中力 Pi = P2 ×(1- ai/Li)=6048×(1- 530/3070)=7410×0.827=6128N 第i跨跨中弯矩 Mi= qLi2/8×[1-(ai/Li)2]2-Piai[1-(1+ai/Li)2/2+ ai/Li)] =5.727×30702/8×[1-(530/3070)2]2-6128×530×[1-(1+530/3070)2/2+530/3070] =6350865-1575521=4775344N·mm 截面设计最大正应力值 σ=N en/A0+Mx/γxW enx

=2592/1328+4794378/（1×57005）=86.06 N/mm2<90N/mm2

3) 局部稳定校核

翼板，强硬化加劲板件（中间带加劲肋）：

按（式5.2.6-3）η=1+2.5 [（c/t-1）2/（b/t）]=1+2.5[（4.5/2.5-1）2/（65/2.5）]=1+2.5×0.025=1.063 k0=4 k=8.2/（1+1.05）=4（式5.2.5-1 ψ=1）

k/= k/ k0 =4/4=1 f0.2 =110N/mm2 ε=（240/110）1/2=1.477 （表5.2.1-1）构件宽厚比b0/t =（70-5）/2.5=26＞有效最大宽厚比=17（240/110）1/2×（ηk/）1/2=17×1.477×1.031=25.9 要进行板件的有效厚度计算。

腹板强硬化加劲板件（中间带加劲肋）

不规则加劲肋，忽略加劲肋的加劲作用，η=1 （5.2.7条） σmin=N/A0+M/(1.0W)= -2592/1328-4794378/57005= -86.06N/mm2 σmax=N/A0+M/(1.0W)= -2592/1328+4794378/57005=82.15N/mm2 中和轴位置距受拉边 86.06/（86.06+82.15）=0.512 0.512×180=92.2 mm 距受压边 82.15/（86.06+82.15）=0.488 0.488×180=87.8 mm 按（式5.2.5-2）

ψ=σmin /σmax =-86.06/82.15=-1.05＜ -1 （k值按ψ=-1的值采用） k=5.98×[1-（-1）]2= 23.92 （式5.2.5-3 ψ= -1）

k0=4 k/= k/ k0 =23.92/4=5.98 ε=（240/110）1/2=1.477 （表5.2.1-1）构件宽厚比b0/t=（180-4.4）/2.2=79.8＞有效最大宽厚比=17（240/110）1/2×（ηk/）1/2 =17×1.477×（1×5.98）1/2=17×1.477×2.445=61.39，要进行板件的有效厚度计算。 k0=4 k/= k/ k0 =23.92/4=5.98 ε=（240/110）1/2=1.477 （表5.2.1-1）按（式5.2.4） σcr=kπ2E/12（1-υ2）×（b/t）2 =23.92×π2×0.7×105/[12（1-0.32）×（175/2.2）2]=239.17 N/mm2

按（式5.2.3-1）

λ=（f0.2/σcr）1/2=（110/239.17）1/2 =0.678 te/t=α1 ×1/λ-α2×0.22/λ2=0.9×1/0.678 -0.9×0.22/0.678 2=1.327 -0.431556 =0.9＜1 OK te =0.9t=0.9×2.2=1.98 mm

用有效厚度te=1.98mm取代板件厚度t（第5.4.1条、第5.4.3条）计算截面几何性质：

A=2.5×2.2×2+1.98×25.3×2+5×15+1.98×85.3×2+2.2×92.2×2+2.5×40×2+2.5×65.6=1294 mm2 A0=1294-12×5×2=1174 mm2 S=2.5×2.2×2×178.75+1.98×25.3×2×178.75+5×15×177.5+1.98×85.3×2×134.85+2.2×92.2×2×46.1 +2.5×40×2×50+2.5×65.6×1.25=107645 mm3 Y1=107645/1294=83.2 mm Y2=180-83.2=96.8 mm I=2.53×2.2/12×2+2.5×2.2×2×95.552+1.983×25.3/12×2+1.98×25.3×2×95.552+53×15/12+5×15×94.32 +1.98×85.33/12×2+1.98×85.3×2×51.652+2.2×92.23/12×2+2.2×92.2×2×46.12+2.5×403/12×2 +2.5×40×2×33.22+2.53×65.6/12+2.5×65.6×81.952=5286327 mm4 W1=5286327/83.2=63538mm3 W2=5286327/96.8=54611 mm3 Ss=2.5×2.5×2×93.05+2.38×25×2×93.05+5×15×91.8+2.38×85×2×49.3+2.5×6.8×2×3.4=39183 mm3

截面设计最大正应力值 σ=N en/A0+Mx/γxW enx

=2592/1174+4794378/（1×54611）=89.999N/mm2<90N/mm2 σmin=N/A0+M/(1.0W)= -2592/1174-4794378/54611= -89.999N/mm2 σmax=N/A0+M/(1.0W)= -2592/1174+4794378/54611=85.58N/mm2

中和轴位置距受拉边 89.999/（89.999+85.58）=0.513 0.513×180=92.3 mm 距受压边 85.58/（89.999+85.58）=0.487 0.487×180=87.7 mm

第二轮计算，中和轴位置距受拉边92.3 mm，与第一轮计算结果中和轴位置相差（92.3-92.2）/92.3=0.001 为0.1%，即中和轴位置无大变化。

4) 挠度验算采用SW

风荷载线荷载标准值 qWK=WKB=2727×1.5=4091N/m=4.091N/mm 挠曲 df . lim =5qWKL4/384EI[1-2.4×(790/2810)2] =[5×4.091×28104/(384×0.7×105×5487938)] ×[1-2.4×(790/2810)2]

=7.01 mm

相对挠度df . lim /L=7.01 /2810=1/401<1/200 5) 抗剪强度验算采用SW

风荷载产生的剪力 VW=qW BH/2=3818×1.5×3.6/2=10309N 截面设计最大剪应力值 τ=VSS/Et =10309×39183/（5487938×2.5）=29.44 N/mm2<55N/mm2

2.横梁验算

选用6063T5合金180系列横梁。

T=2.5（2.2）mm A=2.2×70.6+2.2×12.5+5×15+2.2×10.3+32.2×2.5+2.2×70.6+37.8×2.2+2.5×32.2=680mm2 Sx=32.2×2.5×73.75+10.3×2.2×73.9+5×15×72.5+12.5×2.2×73.9+70.6×2.2×2×37.5+32.2×2.5×1.25+2.2×37.8×1.1 =26922m3

YI=26922/680=39.6 mm Y2=75-39.6=35.4 mm

Ix=2.53×32.2/12+2.5×32.2×34.152+10.3×2.23/12+10.3×2.2×34.32+53×15/12+5×15×32.92+2.23×12.5/12+2.2×12.5×34.32+70.63×2.2/12×2+2.2×70.6×2.12×2+2.53×32.2/12+2.5×32.2×38.352+2.23×37.8/12+2.2×37.8×38.52 =606424mm4

Wx1=606424/39.6=15314mm3 Wx2=604424/35.4=17131mm3 Ss=2.5×32.2×34.15+2.2×10.3×34.3+5×15×32.9+2.2×12.5×34.3+32.9×2.2×2×16.45=9318mm3 等效中间加劲肋高度 c1= [（2.53×15/12 ）/（2.5/12）]1/3=4.5mm Sy=2.2×70.6×68.9+2.2×12.5×63.9+5×15×50+2.2×10.3×37.35+2.2×70.6×31.1+2.5×32.2×16.1+2.2×37.8×51.1 +2.5×32.2×16.1=28727 mm3 YI=28727/680=42.2 mm Y2=70-42.2 =27.8 mm Iy=2.23×70.6/12+2.2×70.6×26.72+12.53×2.2/12+12.5×2.2×21.552+153×5/12+15×5×7.82+2.2×10.33/12+2.2×10.3 ×4.852+2.23×70.6/12+2.2×70.6×11.12+32.23×2.5/12+2.5×32.2×26.12+37.83×2.2/12+37.8×2.2×8.92+32.23×2.5/12 +32.2×2.5×26.12=289895mm4 Wy1=289895/42.2=6870mm3 Wy2=289895/27.8=10428mm3

1) 抗弯强度验算

风荷载最大集度 qW= H W=1.2×3818=4582N 绕X轴风荷载产生的弯矩

MX= qWB2/24[3-4×（a/B）2] =4582×1.52/24[3-4×（600/1500）2]=1013.768 N·m=1013768N·mm

单位面积自重 GAK=300N/m2 重力标准值 GK=H GAK=1.2×300=360N/m 重力设计值 G=1.2GK =1.2×360=432N/m=0.432N/mm 绕Y轴弯矩 MY=GB2/8=0.432×15002/8=121500 N·mm 截面设计最大正应力值

σ= MX /γxWenX+ MY /γyWenY =1013768（1×17131）+121500/（1×6870）=76.86N/mm2<90N/mm2

2) 局部稳定校核双向受弯构件，用最不利受力方向验算，本构件水平方向最不利，用有效厚度法，按GB50429表5.2.2-1判别，板件是否要进行有效厚度验算。（参照GB50018第6.6.8条 2---不考虑双力矩的影响----）。

翼板A 强硬化加劲板件（中间带加劲肋）： k=8.2/（1+1.05）=4 （式5.2.5-1）

（表5.2.1-1 ψ=1） k0=4 k/= k/ k0 =4/4=1 f0.2 =110N/mm2 ε=（240/110）1/2=1.477

按（5.2.6-3）η=1+2.5 [（c/t-1）2/（b/t）]=1+2.5[（4.5/2.5-1）2/（35/2.5）]=1+2.5×0.046=1.115 构件宽厚比b0/t =（40-4.4）/2.2=16.2＜有效最大宽厚比=17（240/110）1/2×（ηk/）1/2 =17×1.477×（1×1.115）1/2=17×1.477×1.056=26.5

，板件截面全部有效，即不要进行板件的有效厚度计算。翼板B 强硬化非加劲板件：（表5.2.1-1 ψ=1） k=0.587/（1+0.34）=0.44 （式5.2.5-4） k/= k/ k0 =0.44/0.425=1.035

构件宽厚比b0/t =30/2.5=12＞有效最大宽厚比=5（240/110）1/2×（ηk/）1/2 =5×1.477×（1×1.035）1/2=5×1.477×1.017=7.5 要进行板件的有效厚度计算。按（式5.2.4）

σcr=kπ2E/12（1-υ2）×（b/t）2

=0.44×π2×0.7×105/[12（1-0.32）×（30/2.5）2]=193.31N/mm2

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