采光顶与金属屋面技术规程 JGJ255-2012
式中:
F——集中荷载(N);
B——波距(mm);
η——折算系数,由试验确定;无试验依据时,可取0.5。
式中:
R——支座反力(N);
φ——轴心受压构件的稳定系数,应根据构件的长细比、铝合金材料的强度标准值f0.2按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429取用;
A——毛截面面积(m㎡),A=tLs;
t——T形支座等效厚度(mm),按(t1+t2)/2取值;
t1——支座腹板最小厚度(mm);
t2——支座腹板最大厚度(mm)。
6.5.12 计算屋面板T形支座的稳定系数时,其计算长度应按下式计算:
6.5 压型金属板
6.5.1 压型金属屋面板可根据设计要求选用直立锁边板(图6.5.1)、卷边板或暗扣板。
图6.5.1 直立锁边板
1—中间加筋板件;2—中间加筋肋;3—腹板
6.5.2 铝合金面板中腹板和受压翼缘的有效厚度应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429的规定计算。钢面板中腹板和受压翼缘的有效厚度应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定计算。1—中间加筋板件;2—中间加筋肋;3—腹板
6.5.3 在一个波距的面板上作用集中荷载F时(图6.5.3a),可按下式将集中荷载F折算成沿板宽方向的均布荷载qre(图6.5.3b),并按qre进行单个波距的有效截面的受弯计算。
F——集中荷载(N);
B——波距(mm);
η——折算系数,由试验确定;无试验依据时,可取0.5。
图6.5.3 集中荷载下屋面面板的简化计算模型
6.5.4 金属屋面板的强度可取一个波距的有效截面,以檩条或T形支座为梁的支座,按受弯构件进行计算。
式中:
M——截面所承受的最大弯矩(N·mm),可按图6.5.4的面板计算模型求得;
Mu——截面的受弯承载力设计值(N·mm);
We——有效截面模量,应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429或《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定计算。
M——截面所承受的最大弯矩(N·mm),可按图6.5.4的面板计算模型求得;
Mu——截面的受弯承载力设计值(N·mm);
We——有效截面模量,应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429或《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定计算。
图6.5.4 屋面面板的强度计算模型
P—集中荷载产生的作用于面板计算模型上的集中力;B—波距(mm);g—板面均布荷载(N/m㎡);p—由g产生的作用于面板计算模型上的线均布力(N/mm);l—跨距(mm)
P—集中荷载产生的作用于面板计算模型上的集中力;B—波距(mm);g—板面均布荷载(N/m㎡);p—由g产生的作用于面板计算模型上的线均布力(N/mm);l—跨距(mm)
6.5.5 压型金属板和T形支座的受压和受拉连接强度应进行验算,必要时可按试验确定。T形支座的间距应经计算确定,并不宜超过1600mm。
6.5.6 压型金属板中腹板的剪切屈曲应按下列公式计算:
1 铝合金面板应符合下列规定:
式中:
τ——腹板平均剪应力(N/m㎡);
τcr——腹板的剪切屈曲临界应力(N/m㎡);
fv——抗剪强度设计值(N/m㎡),应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429取用;
f0.2——名义屈服强度(N/m㎡),应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429取用;
h/t——腹板高厚比。
2 钢面板应符合下列规定:
τ——腹板平均剪应力(N/m㎡);
τcr——腹板的剪切屈曲临界应力(N/m㎡);
fv——抗剪强度设计值(N/m㎡),应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429取用;
f0.2——名义屈服强度(N/m㎡),应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429取用;
h/t——腹板高厚比。
2 钢面板应符合下列规定:
式中:
τ——腹板平均剪应力(N/m㎡);
τcr——腹板的剪切屈曲临界应力(N/m㎡);
h/t——腹板高厚比。
6.5.7 铝合金面板和钢面板支座处腹板的局部受压承载力,应按下列公式验算:
τ——腹板平均剪应力(N/m㎡);
τcr——腹板的剪切屈曲临界应力(N/m㎡);
h/t——腹板高厚比。
6.5.7 铝合金面板和钢面板支座处腹板的局部受压承载力,应按下列公式验算:
式中:
R——支座反力(N);
Rw——一块腹板的局部受压承载力设计值(N);
a——系数,中间支座取0.12;端部支座取0.06;
t——腹板厚度(mm);
lc——支座处的支承长度(mm),10mmc<200mm,端部支座可取lc=10mm;
θ——腹板倾角(45°≤θ≤90°);
f——面板材料的抗压强度设计值(N/m㎡)。
6.5.8 屋面板同时承受弯矩M和支座反力R的截面,应满足下列要求:
R——支座反力(N);
Rw——一块腹板的局部受压承载力设计值(N);
a——系数,中间支座取0.12;端部支座取0.06;
t——腹板厚度(mm);
lc——支座处的支承长度(mm),10mm
θ——腹板倾角(45°≤θ≤90°);
f——面板材料的抗压强度设计值(N/m㎡)。
6.5.8 屋面板同时承受弯矩M和支座反力R的截面,应满足下列要求:
1 铝合金面板应符合下式规定:
2 钢面板应符合下式规定:
式中:
Mu——截面的弯曲承载力设计值(N·mm),Mu=Wef;
We——有效截面模量,按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429或《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定计算;
Rw——腹板的局部受压承载力设计值(N),应按本规程公式(6.5.7-2)计算。
6.5.9 金属屋面板同时承受弯矩M和剪力V的截面,应满足下列要求:
Mu——截面的弯曲承载力设计值(N·mm),Mu=Wef;
We——有效截面模量,按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429或《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定计算;
Rw——腹板的局部受压承载力设计值(N),应按本规程公式(6.5.7-2)计算。
6.5.9 金属屋面板同时承受弯矩M和剪力V的截面,应满足下列要求:
式中:
Vu——腹板的受剪承载力设计值(N/m㎡),铝合金面板取(ht·sinθ)τcr和(ht·sinθ)fv中较小值,钢面板取(ht·sinθ)τcr,τcr应按本规程6.5.6条分别计算。
6.5.10 屋面板T形支座的强度应按下列公式计算:
Vu——腹板的受剪承载力设计值(N/m㎡),铝合金面板取(ht·sinθ)τcr和(ht·sinθ)fv中较小值,钢面板取(ht·sinθ)τcr,τcr应按本规程6.5.6条分别计算。
6.5.10 屋面板T形支座的强度应按下列公式计算:
式中:
σ——正应力设计值(N/m㎡);
f——支座材料的抗拉和抗压强度设计值(N/m㎡);
R——支座反力(N);
Aen——有效净截面面积(m㎡);
t1——支座腹板最小厚度(mm);
Ls——支座长度(mm)。
6.5.11 屋面板T形支座的稳定性可简化为等截面柱模型(图6.5.11)按下式计算:
σ——正应力设计值(N/m㎡);
f——支座材料的抗拉和抗压强度设计值(N/m㎡);
R——支座反力(N);
Aen——有效净截面面积(m㎡);
t1——支座腹板最小厚度(mm);
Ls——支座长度(mm)。
6.5.11 屋面板T形支座的稳定性可简化为等截面柱模型(图6.5.11)按下式计算:
R——支座反力(N);
φ——轴心受压构件的稳定系数,应根据构件的长细比、铝合金材料的强度标准值f0.2按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429取用;
A——毛截面面积(m㎡),A=tLs;
t——T形支座等效厚度(mm),按(t1+t2)/2取值;
t1——支座腹板最小厚度(mm);
t2——支座腹板最大厚度(mm)。
图6.5.11 支座的简化模型
H—T形支座高度
H—T形支座高度
6.5.12 计算屋面板T形支座的稳定系数时,其计算长度应按下式计算:
式中:
μ——支座计算长度系数,可取1.0或由试验确定;
l0——支座计算长度(mm)。
μ——支座计算长度系数,可取1.0或由试验确定;
l0——支座计算长度(mm)。
条文说明
6.5.1 金属屋面用压型板通常采用铝合金板、不锈钢板、钛锌板等,目前比较成熟的压型板有:直立锁边系统(适用于板宽600mm以内、厚度1.0mm以内的各种金属板)、有立边叠合系统(适用于宽度1000mm以内的各种金属板,板厚0.8mm~1.0mm)、扣盖系统(适用于板厚0.8mm~1.0mm、板宽600mm以内)、平锁扣系统(适用于板厚0.8mm~1.2mm、板宽600mm以内)等。
6.5.2 现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429对铝合金面板作出了专门的设计规定,《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018对钢面板作出了专门的设计规定,本条直接予以引用。
6.5.3 集中荷载F作用下的屋面面板计算与板型、尺寸等有关,目前尚无精确的计算方法,一般根据试验结果确定。规程给出的将集中荷载F沿板宽方向折算成均布线荷载qre(公式6.5.3)是一个近似的简化公式,式中折算系数η由试验确定,若无试验资料,可取η=0.5,即近似假定集中荷载F由两个槽口承受,这对于多数板型是偏于安全的。
屋面板上的集中荷载主要是施工或使用期间的检修荷载。按我国荷载规范规定,屋面板施工或检修荷载F=1.0kN;验算时,荷载F不乘以荷载分项系数,除自重外,不与其他荷载组合。但如果集中荷载超过1.0kN,则应按实际情况取用。
6.5.5 T形支座和面板的连接强度受材料性质及连接构造等许多因素影响,目前尚无精确的计算理论,需根据试验分别确定面板在受面外拉力和压力作用下的连接强度。T形支座的间距应经计算确定,满足屋面所受作用的要求,且不宜超过1600mm。
6.5.6 公式(6.5.6-1)和(6.5.6-2)分别为腹板弹塑性和弹性剪切屈曲临界应力设计值,与现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429的规定一致。公式(6.5.6-3)和(6.5.6-4)与现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定一致。
6.5.7 腹板局部承压涉及因素较多,很难精确分析。本公式取自现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018,并和欧洲规范相同。
6.5.8 本公式取自现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018,并和欧洲规范相同。
6.5.10 公式(6.5.10-1)和(6.5.10-2)取自现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429。
6.5.12 屋面板T形支座的稳定性可按等截面模型进行简化计算。支座端部受到板面的侧向支撑,根据面板侧向支撑情况;支座的计算长度系数的理论值范围为0.7~2.0。同济大学进行的0.9mm厚65mm高400mm宽的铝合金面板试验中,量测了T形支座破坏时的支座反力值,表1为按本规程公式计算得到的承载力标准值(取μ为1.0,f为f0.2)和试验值。考虑到试验得到的支座破坏数据有限,而板厚、板型对支座侧向支撑的影响又比较复杂,本规程建议根据试验确定计算长度值。
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