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金属屋面受力计算书
一、构造层说明及相关参数
1、构造层说明：
面层：0.7mm厚铝镁锰合金屋面板，展开宽度500mm；由不锈钢扣件固定在支撑
层上面。
25/430型立边咬合铝、锰、镁合金板受向下荷载时的截面参数
惯性板厚 自重 T mm G KN/m2 矩 Jef,k cm4/m 53.9 跨中允许弯矩 MF,k 允许支座反力 M0B,k
连续板支座允许弯矩 MB/M0B,k＋RB/R0B,k＜1 R0B,k KN/m 572 MaxMB,k MaxRB,k KNm/m 2.07 KN/m 21.1 KNm/m Ra,k KN/m KNm/m 1. 12 2.12 0.7 0.035
25/430型立边咬合铝、锰、镁合金板受向上荷载时的截面参数 板厚 惯性矩 跨中允允许支连续板支座允许弯矩 M/M0B,k＋R/R0B,k＜1 M0B,k R0B,k KN/m 47.8 MaxMBk KNm/m 1.63 MaxRB,k KN/m 9.54 许弯矩 座反力 T Jef,k MF,k mm cm4/m KNm/m Ra,k KN/m KNm/m 0.7 45.1
降噪层：6mm厚通风降噪丝网； 防水层：自粘性防水卷材；
1.88 14.8 1.88 找平层：1mm厚镀锌找平钢带（间距400~450mm）；
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支撑层：0.5mm厚VP125型压型钢承板； 保温层：100厚12k保温棉满铺；
檩条： □40x40x4.0方通檩条，横截面积：576mm2；间距1000mm；
□40x40x4.0 方通檩条截面特性
T(mm) 4
2、计算依据：
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 3、设计参数
钢密度：78.5 KN/m3 铝合金密度：28 KN/m3 玻璃棉容重：0.12 KN/m3 檩条钢材材质为：Q235 强度设计值：
f(拉、压、弯)(N/mm2) 215 fv(剪)(N/mm2) fce(端面承压)(N/mm2) 120 325 G(kg/m) 4.52 Ix(cm4) 12.6 Wx(cm3) 6.3 冷弯薄壁型钢的f(拉、压、弯)设计值为：205N/mm2
屋面铝板铝合金牌号为： 3004H14， 抗拉强度σb≥220(N/mm2) 非比例伸长应力σRP0.2≥170(N/mm2) T码铝合金牌号为6063-T5 抗拉强度σb≥160(N/mm2)
非比例伸长应力σRP0.2≥110(N/mm2)
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ST5.5*35六角法兰钻尾钉材质为SWRCH22A， 最小破坏力矩为10N·m 破坏拉力荷载为13.2KN
材料弹性模量及线胀系数： 材料 弹性模量 E(N/mm2)
线胀系数(10-5)
钢 2.06*105 1 铝合金 0.70*105 2.35
结构重要性系数：λ=1.1 4、荷载
4.1、恒荷载：
0.7厚25/430型立边咬合铝镁锰合金屋面板 0.035 KN/m2 6mm厚通风降噪丝网 0.005 KN/m2 自粘性防水卷材 0.05KN/㎡ 1mm厚找平钢板 0.08 KN/m2 0.5mm厚压型钢板 0.04 KN/m2 □40x40x4檩条 0.05 KN/m 其他连接附件 0.005 KN/m2 合计 0.265 KN/m2 4.2、活荷载（按不上人屋面）： 0.5 KN/m2 4.3、风荷载：
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001,计算嘉兴地区的风载为： 50年一遇基本风压：w0 = 0.50 kN/m2，地面粗糙类别 B类，建筑物高度按20m计算，按封闭式屋面取体形系数。
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4.3.1、屋面最大负风压风荷载标准值为 Wk =βgz*μz*μs*W0
=1.70*1.25*（-0.8）*0.50 =-0.85kN/m2
4.3.2、屋面最大正风压风荷载标准值为 Wk =βgz*μz*μs*W0
=1.70*1.25*（+0.6）*0.50 =0.kN/m2
二、屋面结构受力设计验算：
1、0.7mm厚铝合金25/430型屋面板计算 1.1、 荷载计算： 恒荷载：
0.7厚25/430型立边咬合铝镁锰合金屋面板 0.035 KN/m合计 SGK= 0.035 KN/m活荷载：SQi= 0.5 KN/m风荷载：风压峰值（局部风压）
所有风向角下最高正风压风值0. kN/m2 所有风向角下最高负风压风值-0.85 kN/m2 荷载组合：
1）正向荷载设计值（受力方向向下）：
控制作用的为屋面活荷载，屋面荷载控制效应组合为S=γGSGK+γQ1SQ1K+γQ2ψc2SQ2k
=1.2*0.035+1.4*0.+1.4*0.7*0.5 =1.43 KN/m2
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b)负向荷载（受力方向向上）：
控制作用的为屋面活荷载，屋面荷载控制效应组合为 S=γGSGK+γQ1SQ1K+γQ2ψc2SQ2k =0.9*0.035+1.4*(-0.85)+0 =-1.16 KN/m2 1.2、屋面计算模型
屋面板不锈钢扣件，故屋面板的受力应为多跨连续梁的形式，为简化计算，在验算中，屋面板按五跨连续进行计算，取1m的宽度进行单位宽度的验算，在强度验算时，考虑结构重要性系数为1.1，其计算模型为：
LLqLLLM1.2.1、正向荷载下屋面板的强度和挠度的综合验算： a)屋面板强度验算：
i.
屋面板跨中最大弯矩： Mf1＝0.078qlλ
＝0.078*1.43*1.02*1.1 ＝0.12 KN·m ＜1. KN·m 满足要求。
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ii. 屋面板在支座处最大弯矩：
Mf2＝0.105ql2λ
＝0.105*1.43*1.02*1.1 ＝0.17 KN·m ＜2.07 KN·m 满足要求。
iii. 屋面板中间支座反力：
R1 ＝1.132qlλ
＝1.132*1.43*1.0*1.1 ＝1.78 KN ＜21.1 KN 满足要求。
iv. 屋面板边支座反力：
R2 ＝0.394qlλ
＝0.394*1.43*1.0*1.1 ＝0.62KN ＜12.0KN 满足要求。 v.
Mf2/M0B,k＋ R1/R0B,k＝0.17/2.12＋1.78/572
＝0.08＜1
满足要求。
b)屋面板挠度验算： f1 ＝0.ql4/100EI
＝0. *1.43*10004/（100*0.7*105*53.9*104 ） ＝0.24mm＜L/250＝4.8mm 满足要求
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1.2.2、负向荷载下屋面板的强度和挠度的综合验算： a)屋面板强度验算：
i.
屋面板跨中最大弯矩： Mf1＝0.078ql2λ
＝0.078*(-1.16)*1.02*1.1 ＝－0.10 KN·m |Mf1|＜1.88 KN·m 满足要求。
ii. 屋面板在支座处最大弯矩：
Mf2＝0.105ql2λ
＝0.105*(-1.16)*1.02*1.1 ＝－0.13 KN·m |Mf2|＜1.63 KN·m 满足要求。
iii. 屋面板中间支座反力：
R1 ＝1.132qlλ
＝1.132*(-1.16)*1.0*1.1 ＝－1.45 KN |R1|＜9.54 KN 满足要求。 iv. 屋面板边支座反力:
R2 ＝0.394qlλ
＝0.394*(-1.16)*1.0*1.1 ＝－0.5 KN |R2|＜14.8 KN 满足要求。
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v. Mf2/M0B,k＋ R1/R0B,k＝0.13/1.88＋1.45/47.8
＝0.1＜1
满足要求。
b)屋面板挠度验算： f1 ＝0.ql4/100EI
＝0.*1.16*10004/（100*0.7*105*45.1 *104） ＝0.24mm＜L/250＝4.8mm 满足要求
2、檩条验算：
2.1、屋面次檩条采用□40x40x4.0的方通型钢，屋面次檩条的截面特性参数如下：
□40x40x4.0 方通檩条截面特性
T(mm) 4 G(kg/m) 4.52 Ix(cm4) 12.6 Wx(cm3) 6.3 屋面檩条与屋面采用膨胀螺栓连接在一起，檩条受力按简支梁考虑，其计算模型见下图：
qLM
檩条承受其上的全部荷载， 檩条的受荷宽度1.0m，跨度为1.0m，檩条承担的屋面系统自重为0.265KN/m2，风荷载按0.KN/m2计。
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2.2、最不利荷载统计及组合：
标准值：qk＝0.265＋0.＋0.5×0.7 KN/m2 ＝1.255KN/m2
设计值：q ＝1.2×0.265＋1.4×(0.＋0.5×0.7) KN/m2 ＝1.704KN/m2 2.3、檩条强度和挠度的综合验算： a)檩条强度验算：
檩条跨中最大弯矩： Mmax＝ql2/8
＝1.704×1.0×12/8 KN·m ＝0.22KN·m 对应的最大应力为： ＝Mmax/Wx
＝0.22×103/25.25 N/mm2 ＝8.5N/mm2 ＜f/
186.36 N/mm2
=1.1）
满足要求。
b)檩条挠度验算：
檩条跨中最大挠度：
fmax ＝5ql4/384EI
＝5×1.704×1.0×(1×103)4/(384×2.06×105×139×104) mm ＝0.08 mm＜l/250＝12mm，满足要求。
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