钛锌板计算书

一、设计依据：

1、 本设计根据甲方提供建筑电子板图纸

2、 设及相关的设计文件、图纸资料、补遗文件进行。 3、 《建筑结构荷载规范》 （GB50009－2001）

《钢结构设计规范》 （GB50017－2003）

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 （GB50018－2002）《建筑抗震设计规范》 （GB50011－2001） 《屋面工程技术规范》 （GB50207） 《金属屋面的设计和安装规范》 （AS1562） 《压型金属板设计施工规范》 （YBG216） 《室外排水规范》 (GBJ14－87) 《民用建筑热工设计规范》 (GB50176－93) 《民用建筑隔声设计规范》 (GBJ118－88)等

4、 设计数据：

屋面活荷： 0.50 kN/m2（屋面设计用）

基本雪压：

0.45N/m2

基本风压： 0.40 kN/m2

最大温差57.5℃；相对湿度79%；

降水：100年一遇降雨强度6.2L/(100m2s)，

50年一遇降雨强度5.55 L/(100m2s)。

二、 材料数据：

1、 材料重力体积密度：

钛锌 ： 72 KN/m3 钢材： 78.5 KN/m3

2、 材料力学性能：

Q235钢材强度设计值：

f(拉、压、弯)＝215N/mm2 fv(剪) ＝120N/mm2 fce(端面承压)＝325N/mm2

注：冷弯薄壁型钢的f(拉、压、弯)设计值为：205N/mm2E43型焊条手工焊 焊缝强度设计值：

f(拉、压、弯、剪)＝160N/mm2 (角焊缝)

螺栓连接的强度设计值：

1

f(拉、压)＝170N/mm2 雪荷载： 基本雪压S0 = 0.45 kN/m2

屋面积雪分布系数：μr = 1.4

雪荷载标准值：Sok = μr x S0 = 0.63kN/m2

E(N/mm2)

线胀系数(10-5 )

屋面活荷载应为屋面活荷载及雪荷载中的较大值：

f(剪) ＝130N/mm2

3、 材料弹性模量及线胀系数：

材料 弹性模量

钛锌合金 0.80×105 2.35 钢、不锈钢 2.06×105 1.2

三、 荷载统计：

（一）屋面自重

（1）0.8mm厚钛锌板 0.035 kN/m2 （2）6mm厚恩卡通风降噪丝网 0.002 kN/m2 （3）1mm厚防水卷材 0.001 kN/m2 （4）0.8mm镀锌找平钢板 0.0615 kN/m2 （5）0.5mmVP125镀锌压型钢板 0.046 kN/m2 （6）□40x40x2.0钢龙骨 0.06 kN/m2 （7）50mm厚欧文斯保温棉 0.020 kN/m2

合计 0.226 kN/m2 （二）屋面活荷载：

屋面活荷载： 0.5 kN/m2

2

Sqk = 0.63 kN/m2

（三）风荷载：

1. 室内屋面及前后挑檐部分按照规范取值

基本风压：w0 = 0.35 kN/ m2 (室内部分主要是负压) 风压高度变化系数，按高度20m、B类场地取值：

μz = 1.25

风荷载体型系数：

μs1= ＋0.8（风压） μs2 = －2.0（风吸） 阵风系数，按高度30m、B类场地取值：

βgz = 1.69 风荷载标准值：

wk1 =βgzμzμs1 w0 = 0.59 kN/m2 （风压） wk2 =βgzμzμs2 w0 = －1.48 kN/m2 （风吸）

四、 屋面设计验算：

(一) 次龙骨验算：

屋面次龙骨统一采用40×40×2.0的方管， 屋面次龙骨的截面特性参数如下：

G(kg/mWx(cmWymax(c) Ix(cm4) 3) Iy(cm4) m3) 2.39 7.34 3.67 7.34 3.67 屋面次龙骨通过角钢与主龙骨连接在一起，根据次龙骨的连接方式，确定次龙骨的受力特性为简支梁，其计算模型见下图：

qLM次龙骨承受除主龙骨以外的全部荷载， 次龙骨的受荷宽度0.8m，跨度为1.7m，次龙骨承担的屋面系统自重为0.146KN/m2，屋面负风荷载为－1.48KN/m2，正风荷载按0.59N/m2计。

(1)荷载统计及组合：

a)正向荷载（受力方向向下）：

3

标准值：qk＝0.146＋0.59＋0.63×0.7 KN/m2 ＝1.177KN/m2

设计值：q ＝1.2×0.146＋1.4×(0.59＋0.63×0.7) KN/m2 ＝1.62KN/m2 b)负向荷载（受力方向向上）：

标准值：qk＝0.146×0.9＋(－1.48) KN/m2 ＝－1.349KN/m2

设计值：q ＝0.9×0.146＋1.4×(－1.48) KN/m2

＝－1.94KN/m2

可见，对次龙骨的强度和挠度起控制作用的是负向荷载，即恒载＋负风荷载。

(2)次龙骨强度和挠度的综合验算： a)次龙骨强度验算：

次龙骨跨中最大弯矩： Mmax＝ql2/8

＝1.94×0.8×1.72/8 KN·m

＝0.56 KN·m 对应的最大应力为：

＝Mmax/Wx

＝0.56×103/3.76 N/mm2 ＝148.9N/mm2

＜f/＝195.45 N/mm2（为结构重要性系数） 满足要求。 b)次龙骨挠度验算：

次龙骨跨中最大挠度：

fmax ＝5ql4/384EI

＝5×1.94×0.8×(1.7×103)4/(384×2.06×105×7.34×104) mm

＝1.1 mm ＜l/250＝6.8mm 满足要求。

(二) 压型钢板验算：

吊顶压型钢板采用0.5mm厚钢板，用自攻螺钉固定在方通上，承受自重，同时屋面风荷载也会对压型钢板的受力产生一定的影响。压型钢板在计算的时候，为了简便，一律按照五跨连续板的模型计算。其计算模型（五跨连续板）见下图：

qLLLLLM4

压型钢板截面特性： T(mm) G(kg/m2) Ix(cm4/m) Wx(cm3/m) 0.5 4.65 10.47 4.16 恒荷载统计为：0.1KN/m2

压型钢板的自重为屋面负风荷载为－1.48KN/m2，吊顶板跨度1.5m，取1m的宽度，按五跨连续板进行计算。

(1)荷载统计及组合：

a)正向荷载（受力方向向下）：

标准值：qk＝0.1 KN/m 设计值：q ＝1.2×0.1KN/m ＝0.12 KN/m

b)负向荷载（受力方向向上）：

标准值：qk＝0.1－1.48 KN/m ＝－1.38 KN/m

设计值：q ＝0.9×0.1＋1.4×(－1.48) KN/m ＝－1.98 KN/m

起控制作用的是负向荷载

(2) 压型钢板的强度和挠度综合验算： a) 压型钢板强度验算：

压型钢板跨中最大弯矩（综合比较跨中和支座处弯矩，取最大设计技术要求：

要求屋面热阻R值≥0.5M²K/W。

根据厂家提供的资料，保温棉的导热系数为0.033 W/K·m3， 值）：

Mmax＝0.105ql2

＝0.105×1.98×1.52 KN·m ＝0.47 KN·m 对应的最大应力为：

＝Mmax/0.8Wx

＝0.47×103/(0.8×4.16) N/mm2 ＝141.2 N/mm2 ＜f/

＝195.45 N/mm2（

为结构重要性系数） 满足要求。

b) 压型钢板挠度验算：

fmax ＝0.4ql4/(100E·0.8I)

＝0.4×1.98×1./(100×2.06×0.8×10.47) m＝3.74 mm ＜l/250＝8mm

满足要求。

五、 屋面保温计算：

产品名称 欧文斯保温板 厚度 50mm 传热系数U值 0.036 保温棉的热阻值为：

R＝h／K

＝0.050/0.036 m2K/W ＝1.39 m2K/W 1）屋面热阻计算：

外表面换热热阻Rso： 0.03 m2K/W （冬季） K-13纤维喷涂吸声材料： 作为富余量，暂不考虑 保温棉热阻R： 1.515 m2K/W 空气层： 作为富余量，暂不考虑 内表面换热热阻Rsi： 0.2 m2K/W

整个屋面系统的热阻为： ∑R＝1.62 m2K/W>0.5M²K/W。 由上可得，选用50mm厚的欧文斯保温板传热系数满足要求

2）屋面冷凝计算根据：[民用建筑热工设计规范]GB 50176-93 之内部冷凝受潮验算方法。

冬季室外极端温度t1：－18℃

5

室内一般舒适温度t0：18℃～22℃（计算取22℃） 热流密度Q＝U(t0－t1)＝0.33×[22－(－18)] ＝13.23 W/m2 内表面温度：ti＝22－Rsi×Q＝22－0.2×13.23＝19.35℃

从结露温度表可以看出，只要冬季室内空气的相对湿度不超过90%时，屋盖（顶棚）的内表面是不会结露的。

根据文件提供的资料，武汉冬季的相对湿度为79%，所以，屋盖（顶棚）的内表面是不会结露的。

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