鋼結(jié)構(gòu)雨棚設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、鋼結(jié)構(gòu)雨棚設(shè)計(jì)計(jì)算書一、計(jì)算依據(jù)：1. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)2. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)GB50017-20033. 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)4. 建筑抗宸設(shè)計(jì)規(guī)二、計(jì)算基本參數(shù)：1. 本工程位于市，基本風(fēng)壓wo=O. 700(kN/m2),考慮到結(jié)構(gòu)的重要性，按50年一遇考慮乘以系數(shù)1. 1,故本工程基本風(fēng)壓=1. 1x0. 7=0. 77(kN/m2)o2. 地面組糙度類別按C類考慮，風(fēng)壓高度變化系數(shù)取5.0米處(標(biāo)高最高處)，查下頁表 1-1知，該處風(fēng)壓高度變化系數(shù)為：產(chǎn)0.74。依據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)，風(fēng)荷載體形系 數(shù)，對于挑檐風(fēng)荷載向上取U s=2. 0,瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)P z=2. 25。3. 本工程

2、耐火等級一級，抗宸設(shè)防七度。三、結(jié)構(gòu)受力分析該處雨棚是以鋼架作為承重結(jié)構(gòu)的懸臂體系。四、設(shè)計(jì)荷載確定原則：作用于垂直雨棚平面的荷載主要是風(fēng)荷載、地宸作用及雨棚結(jié)構(gòu)自重，其中風(fēng)荷載引起 的效應(yīng)最大。在進(jìn)行雨棚構(gòu)件、連接件承載力計(jì)算時(shí)，必須考慮各種荷載和作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，即 采用其設(shè)計(jì)值；進(jìn)行位移和撓度計(jì)算時(shí)，各分項(xiàng)系數(shù)均取1.0,即采用其標(biāo)準(zhǔn)值。1、風(fēng)荷載根據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)，垂直于雨棚平面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按下列公式(1. 1)計(jì)算：W k = z s z Wo (1.1)式中：W k -風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；z-一瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；P z=2. 25s-風(fēng)荷載體型系數(shù)；向上取P

3、s=2. 0z-風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，并與建筑的地區(qū)類別有關(guān)；按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)HBJ9-87 取值；W -基本風(fēng)壓(kN/m2)按技術(shù)要求W o =1. 1x0. 700=0. 770(kN/m2)按玻璃慕墻工程技術(shù)規(guī)要求，進(jìn)行建筑幕墻構(gòu)件、連接件和錨固件承載力計(jì)算時(shí)，風(fēng) 荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取Yw= 1.4表1-1髙度(m)心)50. 74100. 74150. 74200. 85即風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：W= y vWk = 1.4W K (1.2)2、地震作用雨棚平面外地宸作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下：qEK = E max (13)雨棚平面地虔作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下：PE = E max G (1.4) 式

4、中，qEK為垂直雨棚平面的分布地震作用:(kN/m2)PE為平行于雨棚平面的集中地震作用；(kN)E為地震動(dòng)力放大系數(shù)；取E=3.0max為水平地宸彫響系數(shù)最大值；取max=0.08(7度抗震設(shè)計(jì)) G為幕墻結(jié)構(gòu)自重(kN)QVGk為單位面積的幕墻結(jié)構(gòu)自重(kN/m2)；取-0. 4kN/m2AA按規(guī)要求，地宸作用的分項(xiàng)系數(shù)取YE= 1.3,即地宸作用設(shè)計(jì)值為： qE= Y EqEK =1.3 qEK (1.5)3、雨棚結(jié)構(gòu)自重按規(guī)要求，毎墻結(jié)構(gòu)自重的分項(xiàng)系數(shù)取yG=1.2o 4、荷載組合按規(guī)要求對作用于雨棚同一方向上的各種荷載應(yīng)作最不利組合。對垂直于雨棚平面上的荷載, 其最不利荷載組合為：W

5、K 合二 1. 0 WK + 0. 6 qEK - 1. Oqg (1.6)W 合二1.0 W + 0.6 qE - l.Oqa (1.7) 其中，WK合為組合荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；W合為組合荷載的設(shè)計(jì)值(kN/m2) o五、計(jì)算部位的選取及荷載的確定該雨棚最不利位置為標(biāo)高5.0m處，按該處雨棚的平面布置，取出一個(gè)縱向的計(jì)算單元, 如圖一陰影部分所示。1. 水平荷載該雨棚可以簡化為一懸臂板，故可以忽略水平方向的荷載。2豎直荷載2. 1恒荷載雨棚結(jié)構(gòu)自重：qa：=O. 4KN/mqG=1.2X0. 4=0. 48KN/m22.2活荷載垂直方向?qū)Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用的活荷我僅有風(fēng)荷載。根據(jù)公式(1.

6、1廠(1.4)可得：僅考慮風(fēng)荷載向上：W k = z s z Wo=2. 25X2X0. 74XL 1X0.7=2. 564KN/m2W=l. 4Wk=3. 59KN/m22. 3作用地震作用:q/3. 0X0. 08X0.6二0. 144KN/m2qE=L 3X0. 144=0. 188KN/m2六、荷載組合豎直方向標(biāo)準(zhǔn)值：W 令盧2 564+0.6X0. 144-0. 4=2. 25KN/m2設(shè)計(jì)值：W =3. 59+0.6X0. 188-0. 48=3. 223KN/m2七、雨棚鋼架的計(jì)算1、荷載確定由圖一所示的計(jì)算單元知，計(jì)算單元的寬度為2180mm。經(jīng)受力分析及簡化，取上圖所 示的力

7、學(xué)模型計(jì)算。q= WXB=3. 223X2. 18=7. 03KN/m此外雨棚上方大玻璃幕墻(頂部標(biāo)高9. 5米，分格高度為4. 5米)傳給雨棚鋼梁的均布 荷載為6W k = z s z Wo=2. 25X1.5X0. 74X1. 1X0.7=1. 923KN/m2W=l. 4Wk=2. 692KN/m2qa=3.0X0. 08X0. 6=0. 144KN/m2qE=l. 3X0. 144=0. 188 KN /mW =2. 692+0. 6X0. 188=2.805 KN /mq= W 令XH/2二2. 805X4. 5/2=6. 31KN/m2、強(qiáng)度校核在軟件ROBOT中建立上圖所示的力學(xué)

8、模型。此力學(xué)模型的節(jié)點(diǎn)編號(hào).桿件編號(hào)見下圖。(1) 計(jì)算參數(shù)此力學(xué)模型的受力:CaseLoad TypeListLoad Values1self-weightlto7PZ NegativeIuniform load2to7PZ二7. 03(kN/m)Iuniform load1PY=6. 31(kN/m)型材截面特性:Section NameBarLis tAX (mnT2)AY (mm *2)AZ (mm* 2)IX(mm*4)IY(mnT4)IZ(mnT4)300X12113824.0006624. 0006624.000286654461. 000191434752.0001914347

9、52. 000180X100X82to74224.0001344.0002624. 00015175695.51517723392. 0006899712.000桿件參數(shù):BarNode 1Node 2SectionMaterialLength(n)Gamm a(Deg)Type112300X12STEE110. 900.0X/A234180X100X8STEEI2. 500.0N/A356180X100X8STEEI2. 500.0N/A478180X100X8STEEI2. 500.0N/A5910180X100X8STEEI2. 500.0N/A61112180X100X8STEEI2.

10、 500.0N/A71314180X100X8STEEI2. 500.0N/A節(jié)點(diǎn)參數(shù):NodeX (m)Y (m)Z (m)Support CodeSupport1-11279.006924.120.0xxxxxxFixed2-11268.106924. 120.0xxxxxxFixed3-11278.906924.120.04-11278.906921.620.05-11274.646924.120.06-11274.646921.620.07-11276.826924. 120.08-11276.826921.620.09-11270.286924. 120.010-11270.2869

11、21.620.011-11272.466924.120.012-11272.466921.620.013-11268.206924.120.014-11268.206921.620.0(2) 結(jié)果輸出支座反力:Node/CaseFX (kN)FY (kN)FZ (kN)MX (kNm)MY (kNm)MZ (kNm)1/ 10. 00-34. 39-44.3262.8063. 93-62. 472/ 10.00-31. 39-44.3262.80-63. 9362. 17Case 1DL1Sum of Vai.0. 00-68. 78-8& 65125. 60-0. 000.00SumofRe

12、ac.0. 00-68. 78-8& 65-613681.96-999374. 67775383.50Sumoffore.0.068. 788& 65613681.96999374. 67-775383.50Check Vai.0. 0()().00-0. 00-0. 00-0. 00-0. 0()Precision2.23250e-Oil2.01358e-028桿件力:BarFX (kN)FZ (kN)MY (kNm)1 / MAX0. 0044. 3263. 931 / MIN-0. 00-44. 3263. 932 / MAX-0. 00-0. 0020. 932 / MIN-0. 00

13、-16. 750. 003 / MAX-0. 00-0. 0020. 933 / MIN-0. 00-16. 750. 004 / MAX0. 0-0. 0020. 934 / MIN0. 0-16. 750. 005 / MAX0. 0().020. 935 / MIN0. 0-16. 750. 006 / MAX0. 0-0. 0020. 936 / MIN0.0-16. 750. 007 / MAX0. 000. 0020. 937 / MIN0. 00-16. 75o. 00節(jié)點(diǎn)位移:Node/CaseUX (nun)UZ (mm)RY (Deg)1/ 10.00.()().02/ 1

14、0.00. 00.03/ 1-0.00000. 0079-0.04/ 10.38529. 6575-0.05/ 1-0.00005. 6723-0.06/ 12. 072124.5302-0.07/ 1-0 00002.5222-0. 18/ 14. 144321.7571-0. 19/ 1-0.00002. 52220. I10/ 1-4.144321.75710. 111/1-0.00005. 67230.012/ 1-2.072124.53020.013/ 1-0 00000. 0079().014/ 1-0.38529. 65750.0此力學(xué)模型的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力極值:S max (N/mm2)S min (N/mn/2)S max(My) (N/mm*2)S min (My) (N/mm“2)Fx/Ax(N/mm*2)MAX106. 30-0. 00106. 30-0. 000. 00Bar52177Node9171111Case1111IMIN0. 00-106. 300.00-106. 30-0. 00Bar33713Node651476Case11111（3）結(jié)果分析節(jié)點(diǎn)位移分析：由節(jié)