钢拱壳穹顶结构计算书穹顶荷载取值

2015-11-23

1、主顶拱壳展开面积:S1=1011M2

2、静荷载:钢构部分65T(包括宝顶5T;EPS保温层8T;中心吊灯2T,总计静荷载75T(一律采用Q235B钢材)

3、附加荷载:120kg/ M2(包含吊顶、冰、雪荷载),总计120×1011=121T

4、活荷载:50kg/ M2,总计:50T

以上三项荷载总计:246T 即计算静荷载:平均主顶拱壳2.3KN/ M2

三、约束情况:按底根铰接进行计算

按照以上荷载情况对厚度为4mm5mm的两种情况进行了计算,有限元建立模型时,没有考虑顶部的钢制主顶环梁,没有考虑上部和中部的水平内反翼环梁,这些对结构的强度和刚度都是有利的。但是考虑了三十条径向内反翼缘。有限元建立的模型如图1所示。


3. 厚度为5mm时,2.3KN/ M2的荷载作用下等效应力分布

从计算结果可以看出,当厚度为4mm时,最大等效应力为25.0MPa,厚度为5mm时最大等效应力为25.2MPa,略大于4mm厚度时的等效应力,这是因为厚度增加,重量也随着增加,等效应力也自然会大些。但是在重力荷载作用下,4mm厚度穹顶的最大位移是1.104mm5mm厚度穹顶的最大位移为1.088mm,都发生在穹顶的顶部,沿着垂直方向的位移。厚度的增加,位移值有所减小。

三、风荷载:在计算时考虑静荷载与风荷载组合

1.取0.8KN/M2

2.立面投影面积:0.275×π×25.2×13.8=300 M2

3.风力:Fmax=300×0.8=240KN

4.行心距底截面高度:h2=0.46h1=0.46×13.8=6.35M

5.倾覆力矩:Mmax=240×6.35=1524KN·M

图5. 5mm厚度的穹顶在风荷载和重力共同作用下等效应力分布

在风荷载和静荷载共同作用下,两种厚度穹顶的等效应力分布情况如图4和图5所示,从计算结果可以看出,4mm厚度穹顶的最大等效应力为26.8MPa,5mm厚度穹顶的最大等效应力为25.7MPa,从应力的方面看,厚度增加最大等效应力略有减小,但不是很明显。

位移情况:在风荷载和重力荷载共同作用下,4mm厚度穹顶的最大位移是1.225mm,5mm厚度的穹顶是1.101mm,厚度的增加对在风荷载作用下的位移值有一定的影响。

四、地震荷载:取8度,a=0.2g,在计算时考虑静荷载与地震荷载组合

图7. 静荷载与地震荷载组合时,5mm厚度穹顶的顶部位移响应情况

从计算结果中看出在8级烈度的地震荷载作用下,4mm穹顶的最大位移响应不到40px;5mm厚度的穹顶的最大位移响应为27.500000000000004px,都发生在穹顶的顶部。

   总的来看,厚度为4mm和5mm的穹顶的计算结果差别不是很明显,主要是30条内反翼缘的作用,当穹顶的尺寸比较大的时候,有很大部分的荷载由内反翼缘承担。


                           大连天座建筑艺术工程有限公司

20210518


上一篇:穹顶风格选择
下一篇:穹顶施工方案
本网站由阿里云提供云计算及安全服务 Powered by CloudDream