貴陽(yáng)市BRT管理中心輕鋼結(jié)構(gòu)雨棚計(jì)算書【輕鋼結(jié)構(gòu)雨棚】

貴陽(yáng)北站城市公交綜合樞紐建設(shè)項(xiàng)目?貴陽(yáng)市

BRT管理中心

玻璃雨篷

設(shè)計(jì)計(jì)算書

設(shè)計(jì)：__________

校對(duì)：__________

審核：__________

批準(zhǔn)：__________

貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

二。二o年五月十四日

目錄

1計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料..............................................................1

1.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范：............................................................1

1.2建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：.....................................................................1

1.3玻璃規(guī)范：.........................................................................1

1.4鋼材規(guī)范：........................................................................2

1.5膠類及密封材料規(guī)范：..............................................................2

1.6相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法：.......................................................3

1.7《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》（第二版）...................................................3

1.8土建圖紙：........................................................................3

2基本參數(shù).................................................................................3

2.1雨篷所在地區(qū).......................................................................3

2.2地面粗糙度分類等級(jí)................................................................3

3雨篷荷載計(jì)算.............................................................................4

3.1雨篷的荷載作用說(shuō)明................................................................4

3.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算..................................................................4

3.3風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算..................................................................6

3.4雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算..................................................................6

3.5雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算..................................................................6

3.6雨篷面活荷載設(shè)計(jì)值................................................................6

3.7雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值..............................................................7

3.8選取計(jì)算荷載組合..................................................................7

4雨篷桿件計(jì)算.............................................................................7

4.1懸臂梁的受力分析..................................................................8

4.2選用材料的截面特性................................................................9

4.3梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算..................................................................9

4.4梁的撓度計(jì)算......................................................................9

5雨篷焊縫計(jì)算............................................................................10

5.1受力分析..........................................................................10

5.2焊縫校核計(jì)算.....................................................................10

6玻璃的選用與校核........................................................................11

6.1玻璃板塊荷載組合計(jì)算.............................................................11

6.2玻璃板塊荷載分配計(jì)算.............................................................12

6.3玻璃的強(qiáng)度計(jì)算...................................................................13

6.4玻璃最大撓度校核.................................................................14

7雨篷埋件計(jì)算（后錨固結(jié)構(gòu)）................................................................14

7.1校核處埋件受力分析...............................................................14

7.2錨栓群中錨栓的拉力計(jì)算...........................................................15

7.3群錨受剪內(nèi)力計(jì)算.................................................................16

7.4錨栓鋼材破壞時(shí)的受拉承載力計(jì)算..................................................16

7.5混凝土錐體受拉破壞承載力計(jì)算.....................................................16

7.6混凝土劈裂破壞承載力計(jì)算.........................................................18

7.7錨栓鋼材受剪破壞承載力計(jì)算......................................................20

7.8混凝土楔形體受剪破壞承載力計(jì)算..................................................21

7.9混凝土剪撬破壞承載能力計(jì)算......................................................23

7.10拉剪復(fù)合受力承載力計(jì)算.........................................................23

7.11混凝土基材厚度、群錨錨栓最小間距及最小邊距計(jì)算.................................24

8點(diǎn)式雨篷玻璃孔位及駁接件強(qiáng)度計(jì)算......................................................24

8.1玻璃板塊荷載.....................................................................25

8.2孔位強(qiáng)度計(jì)算.....................................................................25

8.3駁接爪的選擇.....................................................................26

8.4駁接頭的選擇.....................................................................26

9附錄常用材料的力學(xué)及其它物理性能......................................................27

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鋼結(jié)構(gòu)雨篷設(shè)計(jì)計(jì)算書

1計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料

1.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范：

《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007

《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003

《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ336-2016

《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2015

《建筑幕墻》GB/T21086-2007

《建筑玻璃采光頂技術(shù)要求》JG/T231-2018

《建筑用玻璃與金屬護(hù)欄》JG/T342-2012

《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56-2012

1.2建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：

《地震震級(jí)的規(guī)定》GB17740-2017

《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010

《高處作業(yè)吊籃》GB/T19155-2017

《工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T97-2011

《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2013

《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010（2015年版）

《混凝土用機(jī)械錨栓》JG/T160-2017

《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS154-2003

《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011

《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012

《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010（2016年版）

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）

《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010

《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002

1.3玻璃規(guī)范：

《鍍膜玻璃第1部分：陽(yáng)光控制鍍膜玻璃》GB/T18915.1-2013

《鍍膜玻璃第2部分：低輻射鍍膜玻璃》GB/T18915.2-2013

《防彈玻璃》GB17840-1999

《平板玻璃》GB11614-2009

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《建筑用安全玻璃第3部分：夾層玻璃》GB15763.3-2009

《建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃》GB15763.2-2005

《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》GB15763.1-2009

《半鋼化玻璃》GB/T17841-2008

《熱彎玻璃》JC/T915-2003

《壓花玻璃》JC/T511-2002

《中空玻璃》GB/T11944-2012

L4鋼材規(guī)范：

《建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管》JG/T178-2005

《不銹鋼棒》GB/T1220-2007

《不銹鋼冷加工鋼棒》GB/T4226-2009

《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》GB/T3280-2015

《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》GB/T4237-2015

《不銹鋼絲》GB/T4240-2009

《不銹鋼小直徑無(wú)縫鋼管》GB/T3090-2000

《彩色涂層鋼板及鋼帶》GB/T12754-2006

《熱強(qiáng)鋼焊條》GB/T5118-2012

《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-2018

《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JG/T201-2007

《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4171-2008

《高碳鋁不銹鋼絲》YB/T096-2015

《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T3077-2015

《冷拔異形鋼管》GB/T3094-2012

《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》GB/T5117-2012

《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006

《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼板及鋼帶》GB/T3274-2017

《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T699-2015

《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017

《建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》JGJ/T251-2011

《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》CECS343-2013

《建筑用鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料》JG/T224-2007

1.5膠類及密封材料規(guī)范：

《丙烯酸酯建筑密封膠》JC/T484-2006

《幕墻玻璃接縫用密封膠》JC/T882-2001

《金屬板用建筑密封膠》JC/T884-2016

《丁基橡膠防水密封膠粘帶》JC/T942-2004

《工業(yè)用橡膠板》GB/T5574-2008

《混凝土接縫用建筑密封膠》JC/T881-2017

《建筑窗用彈性密封膠》JC/T485-2007

《建筑用防霉密封膠》JC/T885-2016

《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776-2005

《建筑用巖棉絕熱制品》GB/T19686-2015

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《建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條》JG/T174-2014

《聚氨酯建筑密封膠》JC/T482-2003

《聚硫建筑密封膠》JC/T483-2006

《絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》GB/T11835-2016

《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定》GB/T529-2008

《修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑》HG/T3318-2002

《中空玻璃用彈性密封膠》GB/T29755-2013

《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》JC/T914-2014

1.6相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法:

《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-2001

《玻璃幕墻光熱性能》GB/T18091-2015

《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗(yàn)方法》GB/T13448-2006

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015

《建筑防水材料老化試驗(yàn)方法》GB/T18244-2000

《建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法》GB/T15227-2007

《建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法》GB/T18575-2017

《建筑幕墻層間變形性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T18250-2015

《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50210-2018

《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》GB/T228.1-2010

1.7《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》(第二版)

1.8土建圖紙：

2基本參數(shù)

2.1雨篷所在地區(qū)

貴州貴陽(yáng)地區(qū)；

2.2地面粗糙度分類等級(jí)

按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)

A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；

B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn);

C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)；

D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；

依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按B類地形考慮。

3

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3雨篷荷載計(jì)算

3.1雨篷的荷載作用說(shuō)明

雨篷承受的荷載包括：自重、風(fēng)荷載、雪荷載以及活荷載。

（1）自重：包括面板、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照500N/m2估算：

（2）風(fēng)荷載：是垂直作用于雨篷表面的荷載，按GB50009采用；

（3）雪荷載：是指雨篷水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用；

（4）活荷載：是指雨篷水平投影面上的活荷載，按GB50009采用；

在實(shí)際工程的雨篷結(jié)構(gòu)計(jì)算中，對(duì)上面的幾種荷載，考慮最不利組合，有下面幾種方

式，取用其最大值：

1：考慮正風(fēng)壓時(shí)：

a.當(dāng)永久荷載起控制作用的時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：

S+=1.35Gk+0.6X1.5wk+0.7X1.5Sk（或Qk）式①

b.當(dāng)永久荷載不起控制作用的時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：

S+=1.3Gk+1.5wk+0.7X1.5Sk（或Qk）（風(fēng)荷載為第一可變荷載時(shí)）；式②

S+=1.3Gk+1.5Sk（或Qk）+0.6X1,5wk（風(fēng)荷載非第一可變荷載時(shí)）；式③

正壓情況下，需要判斷永久荷載是否起控制作用，以此確定荷載組合，在如上三個(gè)公

式中，當(dāng)S+①2S+②且S+①2S+③時(shí)，永久荷載起控制作用，否則永久荷載不起控制作

用，對(duì)此可進(jìn)行簡(jiǎn)化推導(dǎo)：

因?yàn)镾+①2S+②，即：

1.35Gk+0.6X1.5wk+0.7X1.5Sk（或Qk）21.3Gk+1.5wk+0.7X1.5Sk（或Qk）

簡(jiǎn)化后為：

Gk，12Wk

再因?yàn)镾+①2S+③，即：

1.35Gk+0.6X1.5wk+0.7X1.5Sk（或Qk）21.3Gk+1.5Sk（或Qk）+0.6X1.5wk

簡(jiǎn)化后為：

Gk29Sk（或Qk）

因此：

當(dāng)Gk212wk且Gk，9Sk（或Qk）同時(shí)滿足時(shí)，永久荷載起控制作用，否則永久荷載不

起控制作用。

2：考慮負(fù)風(fēng)壓時(shí)：

按下面公式進(jìn)行荷載組合：

S-=1.OGk+1.5Wk式④

3.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）計(jì)算：

Wk+=Bgzuzusi+wo.......8.1.1-2[GB50009-2012]

Wk-=BgzUzUs1-W0

上式中：

Wk+：正風(fēng)壓下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；

Wk-：負(fù)風(fēng)壓下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；

Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：3.842m；

Bgz:高度Z處的陣風(fēng)系數(shù)；

4

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根據(jù)不同場(chǎng)地類型，按以下公式計(jì)算：

Bgz=1+2gho(z/10)-0……條文說(shuō)明部分8.6.1[GB50009-2012]

其中A、B、C、D四類地貌類別截?cái)喔叨确謩e為：5m、10m、15m、30m；

A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m；

也就是：

對(duì)A類場(chǎng)地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m,當(dāng)zv5m時(shí)，取z=5m；

對(duì)B類場(chǎng)地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m,當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；

對(duì)C類場(chǎng)地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m,當(dāng)zv15m時(shí)，取z=15m；

對(duì)D類場(chǎng)地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m,當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m；

g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5；

ho：10m高名義湍流度，對(duì)應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、

0.23和0.39；

a：地面粗糙度指數(shù)，對(duì)應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22

和0.30；

對(duì)于B類地形，3.842m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：

Bgz=1+2X2.5X0.14X(Z/10)-0-15=1.7

Uz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

根據(jù)不同場(chǎng)地類型，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說(shuō)明部分8.2.1提供的公式計(jì)算：

A024

A類場(chǎng)地:uz=1.284X(z/1O)-

B類場(chǎng)地：UzB=1.OOOX(z/1O)0-30

0類場(chǎng)地：uzc=0.544X(z/10嚴(yán)4

D060

D類場(chǎng)地：口z=0.262X(z/10)-

公式中的截?cái)喔叨群吞荻雀叨扰c計(jì)算陣風(fēng)系數(shù)時(shí)相同，也就是：

對(duì)A類場(chǎng)地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m,當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m；

對(duì)B類場(chǎng)地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m,當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；

對(duì)C類場(chǎng)地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m,當(dāng)zv15m時(shí)，取z=15m；

對(duì)D類場(chǎng)地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m,當(dāng)zv30m時(shí)，取z=30m；

對(duì)于B類地形，3.842m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：

Uz=1.000X(Z/10)°-30=1

us1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；

按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷

載時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)Us1:

1封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用；

2檐口、雨篷、遮陽(yáng)板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取-2.0；

3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。

按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第834條：計(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的圍護(hù)構(gòu)

件風(fēng)荷載時(shí)，局部體型系數(shù)可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用：

1當(dāng)從屬面積不大于1m2時(shí)，折減系數(shù)取1.0；

2當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時(shí)，對(duì)墻面折減系數(shù)取0.8,對(duì)局部體型系數(shù)絕對(duì)

值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6,對(duì)其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0；

3當(dāng)從屬面積大于1m2且小于25m2時(shí)，墻面和絕對(duì)值大于1.0的屋面局部體型系

數(shù)可采用對(duì)數(shù)插值，即按下式計(jì)算局部體型系數(shù)：

uS1(A)=Usi(1)+[US1(25)-Usi(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]

考慮到雨篷結(jié)構(gòu)的特殊性，從安全角度出發(fā)，計(jì)算中體型系數(shù)不予折減，即：

5

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正壓情況下：

口si+=0.5

負(fù)壓情況下：

usi-=_2.0

wo：基本風(fēng)壓值(MPa),根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中

數(shù)值采用，按重現(xiàn)期50年，貴州貴陽(yáng)地區(qū)取0.0003MPa；

Wk+=PgzUzUs1+W0

=1.7X1xo.5X0.0003

=0.000255MPa

Wk-=PgzUzUs1-W0

=1.7X1X2X0.0003

=0.00102MPa

3.3風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算

w+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

wk+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

w-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

wk.：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

w+=1.5Xwk+

=1.5X0.000255

=0.000382MPa

w-=1.5Xwk-

=1.5X0.00102

=0.00153MPa

3.4雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

Sk：作用在雨篷上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

So：基本雪壓，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012取值：0.0002MPa；

Ur：屋面積雪分布系數(shù)，按表721[GB50009-2012],為2.0；

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012公式7.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：

Sk=UrXSo

=2.0X0.0002

=0.0004MPa

3.5雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算

S：雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

S=1.5XSk

=1.5X0.0004

=0.0006MPa

3.6雨篷面活荷載設(shè)計(jì)值

Q：雨篷面活荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

Qk：雨篷面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

Q=1.5XQk

6

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=1.5X0.0005

=0.00075MPa

因?yàn)镾kWQk,所以計(jì)算時(shí)活荷載參與正壓組合！

3.7雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值

G+：正壓作用下雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

G-：負(fù)壓作用下雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

Gk：雨篷結(jié)構(gòu)平均自重取0.0005MPa；

按上面介紹的正、負(fù)壓組合及永久荷載是否起控制作用的判斷方法，帶入相關(guān)參數(shù),

可發(fā)現(xiàn)在正壓情況下，永久荷載不起控制作用，所以：

G+=1.3xGk

=1.3X0.0005

=0.00065MPa

G-=Gk

=0.0005MPa

3.8選取計(jì)算荷載組合

⑴正風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算：

Sk+：正風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；

S+：正風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

Sk+=Gk+Qk+0.6Wk+

=0.001153MPa

S+=G++Q+0.6w+

=0.001629MPa

(2)負(fù)風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算：

Sk-：負(fù)風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；

S-：負(fù)風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

Sk-=Gk+Wk-

=0.00052MPa

S-=G-+W-

=1.0Gk+1.5Wk-

=0.00103MPa

(3)最不利荷載選?。?/p>

Sk：作用在龍骨上的最不利情況下荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；

S：作用在龍骨上的最不利情況下荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

按上面2項(xiàng)結(jié)果，選最不利因素(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn))：

Sk=0.001153MPa

S=0.001629MPa

4雨篷桿件計(jì)算

基本參數(shù)：

1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：3.842m；

7

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2：力學(xué)模型：懸臂梁；

3：荷載作用：集中力荷載；

4：懸臂總長(zhǎng)度：a=1500mm；

5：分格寬度：B=1000mm；

6：板塊配置：夾層玻璃10+10mm；

7：懸臂梁：變截面焊接H梁，Q235,熱軋；

本處幕墻桿件按懸臂梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下:

無(wú)拉桿點(diǎn)式駁懶璃雨篷示意圖

4.1懸臂梁的受力分析

⑴集中荷載值計(jì)算：

本工程結(jié)構(gòu)的每個(gè)梁上，共有i=3個(gè)集中力作用點(diǎn)，下面對(duì)這些力分別求值:

Pki：每個(gè)集中力的標(biāo)準(zhǔn)值(N)；

Pi：每個(gè)集中力的設(shè)計(jì)值(N)；

ai：每個(gè)分格的沿懸臂梁方向的長(zhǎng)度(mm)；

Sk：組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

S：組合荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

B：分格寬度(mm)；

ai=150mm

a2=1200mm

a3=150mm

Pki=SkBa2/2

=691.8N

Pi=SBa2/2

=977.4N

Pk3=SkBa3/2

=86.475N

P3=SBa3/2

=122.175N

Pk2=SkB(a2+a3)/2

=778.275N

P2=SB(a2+a3)/2

=1099.575N

8

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(2)雨篷桿件截面最大彎矩(根部處)的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算：

M：全部作用力作用下懸臂梁根部彎矩設(shè)計(jì)值(N?mm)；

Mi：?jiǎn)蝹€(gè)作用力R作用下懸臂梁根部彎矩設(shè)計(jì)值(N?mm)；

bi：?jiǎn)蝹€(gè)作用力R作用點(diǎn)到懸臂梁根部的距離(mm)；

Pi：每個(gè)集中力的設(shè)計(jì)值(N)；

Mi=Pixbi

M=SMi

Mi=Pibi

=146610N?mm

M3=P3b3

=183262.5N?mm

M2=P2b2

=1484426.25N?mm

M=SMi

=1814298.75N?mm

4.2選用材料的截面特性

材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=215MPa

材料彈性模量：E=206000MPa

主力方向慣性矩：1=759321Omm，

主力方向截面抵抗矩：W=114184mm3

塑性發(fā)展系數(shù)：丫=1.05

4.3梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算

按懸臂梁抗彎強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足：

M/丫W(wǎng)Wf

上式中：

M：懸臂梁的彎矩設(shè)計(jì)值(N?mm)；

W：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm%

Y：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05；

f：材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；

則：

M/yW=1814298.75/1.05/114184

=15.133MPa^215MPa

懸臂梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。

4.4梁的撓度計(jì)算

dt：全部作用力作用下懸臂梁懸臂端撓度計(jì)算值(mm)；

df.iim：懸臂梁懸臂端撓度限值(mm)；

dn：?jiǎn)蝹€(gè)作用力P作用下懸臂梁懸臂端撓度計(jì)算值(mm)；

bi：?jiǎn)蝹€(gè)作用力R作用點(diǎn)到懸臂梁根部的距離(mm)；

Pki：每個(gè)集中力的標(biāo)準(zhǔn)值(N)；

a：懸臂梁總長(zhǎng)度(mm)；

dfi=Pkibi2a(3-B.)/6El

9

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Bi=bi/a

df=￡dfi

dn=Pkibi2a(3-Pi)/6EI

=0.007mm

df3=Pk3b32a(3-P3)/6EI

=0.062mm

df2=Pk2b22a(3-B2)/6EI

=0.476mm

df=》dfi

=0.545mm

df,iim=2X1500/250=12mm

0.545mm^df,iim=12mm

懸臂梁桿件的撓度滿足要求！

5雨篷焊縫計(jì)算

基本參數(shù)：

1：焊縫高度：hf=6mm；

2：焊縫有效截面抵抗矩：W=153027mm3；

3：焊縫有效截面積：A=3090mm2；

5.1受力分析

V：剪力(N)

a：懸臂k度(mm)：

B：分格寬度(mm)；

M：彎矩(N?mm)

V=SaB

=0.001629X1500X1000

=2443.5N

M=1814298.75N?mm

5.2焊縫校核計(jì)算

校核依據(jù)：

((。f/Bf)2+Tf2)05WffW11.2.2-3[GB50017-2017]

上式中：

of：按焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力(MPa)；

Bf：正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，取1.22；

Tf：按焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力(MPa)；

ffw：角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)；

((Of/Pf)2+Tf2)0-5

=((M/1.22W)2+(V/A)2)0-5

=((1814298.75/1.22/153027)2+(2443.5/3090)2)05

=9.75MPa

9.75MPaWffW=160MPa

10

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焊縫強(qiáng)度能滿足要求

6玻璃的選用與校核

基本參數(shù)：

1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高:3.842m；

2：玻璃板尺寸：寬x高=BXH=1000mmX1500mm；

3：玻璃配置：夾層玻璃，10+10mm,上片鋼化玻璃，下片鋼化玻璃;

4：玻璃支承類型：四點(diǎn)駁接；

5：玻璃支承點(diǎn)間距BiXHi=725mmX1200mm；

模型簡(jiǎn)圖為：

B1

點(diǎn)式玻璃板(四點(diǎn)駁接)

6.1玻璃板塊荷載組合計(jì)算

(1)玻璃板塊自重：

Gk：玻璃板塊自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

G：玻璃板塊自重設(shè)計(jì)值(MPa)；

ti：玻璃板塊上片玻璃厚度(mm)；

t2：玻璃板塊下片玻璃厚度(mm)；

Yg：玻璃的體積密度(N/mm%

wk+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

Gk=yg(tl+t2)

=25.6/1000000X(10+10)

=0.000512MPa

按上面介紹的正、負(fù)壓組合及永久荷載是否起控制作用的判斷方法，帶入相關(guān)參數(shù),

可發(fā)現(xiàn)在正壓情況下，永久荷載不起控制作用，所以：

G+：正壓作用下雨篷玻璃恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

G-：負(fù)壓作用下雨篷玻璃恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；

Gk：玻璃板塊自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

G+=1.3XGk

=1.3X0.000512

=0.000666MPa

11

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G-=Gk

=0.000512MPa

(2)正風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算：

Sk+：正風(fēng)壓作用下的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；

S+：正風(fēng)壓作用下的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

Sk+=Gk+Qk+0.6Wk+

=0.001165MPa

S+=G++Q+0.6w+

=0.001645MPa

(3)負(fù)風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算：

Sk-：負(fù)風(fēng)壓作用下的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；

S-：負(fù)風(fēng)壓作用下的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

Sk-=Gk+Wk-

=0.000508MPa

S-=G-+W-

=1.0Gk+1.5Wk-

=0.001018MPa

(4)最不利荷載選?。?/p>

Sk：最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；

S：最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

按上面2項(xiàng)結(jié)果，選最不利因素(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn)):

Sk=0.001165MPa

S=0.001645MPa

6.2玻璃板塊荷載分配計(jì)算

Sk：最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；

S：最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

ti：上片玻璃厚度(mm)；

t2：下片玻璃厚度(mm)；

Ski：分配到上片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

Si：分配到上片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；

Sk2：分配到下片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

S2：分配到下片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；

Sk1=Sktl3/(tl3+t23)

=0.001165X103/(103+103)

=0.000582MPa

Sl=Stl3/(tl3+t23)

=0.001645X103/(103+103)

=0.000822MPa

Sk2=Skt23/(tl3+t23)

=0.001165X103/(103+103)

=0.000582MPa

S2=St23/(tl3+t23)

=0.001645X103/(103+103)

12

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=0.000822MPa

6.3玻璃的強(qiáng)度計(jì)算

校核依據(jù)：。忘仇]

(1)上片校核：

01:上片玻璃的計(jì)算參數(shù)；

m：上片玻璃的折減系數(shù)；

Ski：作用在上片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

a：支承點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；

E：玻璃的彈性模量(MPa)；

ti：上片玻璃厚度(mm)；

0i=Skia4/Eti4……6.1.2-3[JGJ102-2003]

=0.000582X12004/72000/104

=1.676

按系數(shù)。1,查表6.1.2-2[JGJ102-2003],ni=1；

。1：上片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；

Si：作用在幕墻上片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；

a：支承點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；

ti：上片玻璃厚度(mm)；

mi：上片玻璃彎矩系數(shù)，查表得mi=0.1342；

oi=6miSia2n1/ti2

=6X0.1342X0.000822X12002X1/102

=9.531MPa

9.531MPaWfgi=42MPa(鋼化玻璃)

上片玻璃的強(qiáng)度滿足！

(2)下片校核：

02：下片玻璃的計(jì)算參數(shù)；

Q2：下片玻璃的折減系數(shù)；

Sk2：作用在下片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

a：支承點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；

E：玻璃的彈性模量(MPa)；

t2：下片玻璃厚度(mm)；

44

02=Sk2a/Et2……6.1.2-3[JGJ102-2003]

=0.000582X12004/72000/104

=1.676

按系數(shù)。2,查表6.1.2-2[JGJ102-2003],n2=1

。2：下片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；

S2：作用在幕墻下片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；

a：支承點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；

t2：下片玻璃厚度(mm)；

m2：下片玻璃彎矩系數(shù)，查表得012=0.1342；

。2=6m2s2a2n2/t22

=6X0.1342X0.000822X12002X1/102

=9.531MPa

13

貴陽(yáng)北站城市公交綜合樞紐建設(shè)項(xiàng)目貴陽(yáng)市BRT管理中心?玻璃雨篷設(shè)計(jì)計(jì)算書貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

9.531MPaWfg2=42MPa(鋼化玻璃)

下片玻璃的強(qiáng)度滿足！

6.4玻璃最大撓度校核

校核依據(jù)：

4

dt=nuSka/D<df,iim……6.1.3-2[JGJ102-2003]

上面公式中：

dt：玻璃板撓度計(jì)算值(mm)；

n：玻璃撓度的折減系數(shù)；

口：玻璃撓度系數(shù)，查表得口=0.01501；

D：玻璃的彎曲剛度(N?mm)；

df.iim：許用撓度，取支承點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)的60,為20mm；

其中：

D=Ete3/(12(1-?2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]

上式中：

E：玻璃的彈性模量(MPa)；

te：玻璃的等效厚度(mm)；

u：玻璃材料泊松比，為0.2；

te=(ti3+t23)1/3……6.1.4-5[JGJ102-2003]

=(103+103)1/3

=12.599mm

D=Ete3/(12(1-v2))

=72000X12.5993/(12X(1-0.22))

=12499373.486N?mm

0：玻璃板塊的計(jì)算參數(shù)；

44

0=Ska/Ete……6.1.2-3[JGJ102-2003]

=0.001165X12004/72000/12.5994

=1.3316

按參數(shù)。，查表6.1.2-2[JGJ102-2003],n=1

df=nuSka4/D

=1X0.01501X0.001165X12004/12499373.486

=2.901mm

2.901mm^df,iim=20mm

玻璃的撓度能滿足要求！

7雨篷埋件計(jì)算(后錨固結(jié)構(gòu))

7.1校核處埋件受力分析

V：剪力設(shè)計(jì)值(N)；

N：軸向拉(壓)力設(shè)計(jì)值(N),本處無(wú)軸向拉、壓力;

M：根部彎矩設(shè)計(jì)值(N?mm)；

根據(jù)前面的計(jì)算，得：

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N=ON

V=2443.5N

M=1814298.75N?mm

本工程選用的錨栓為：慧魚特殊柱錐化學(xué)錨栓FHB-A16x125HDG

錨栓排數(shù)X列數(shù)：2X2；

錨栓最外排間距X最外列間距：200mmX200mm；

混凝土等級(jí)：C40；；

7.2錨栓群中錨栓的拉力計(jì)算

按5.2.2[JGJ145-2013]規(guī)定，在軸心拉力和彎矩共同作用下(下圖所示)，進(jìn)行彈性分

析時(shí)，受力最大錨栓的拉力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：

1：當(dāng)N/n-Myi/Zyi220時(shí)：5.2.2-1[JGJ145-2013]

Nsdh=N/n+Myi/2yi25.2.2-2[JGJ145-2013]

2：當(dāng)N/n-My"2yi2Vo時(shí)：

Nsdh=(NL+M)yi7/Xy/25.2.2-3[JGJ145-2013]

在上面公式中：

M：彎矩設(shè)計(jì)值；

Nsdh：群錨中受拉力最大錨栓的拉力設(shè)計(jì)值；

yi,yi：錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離；

y/,y/：錨栓1及i至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；

L：軸力N作用點(diǎn)至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；

在本例中：

N/n-Myi/zyi2

=0/4-1814298.75X100/40000

=-4535.747

因?yàn)椋?/p>

-4535.747<0

所以：

Nsdh=(NL+M)yiz/工y/2=4535.747N

按JGJ102-2003的5.5.7中第七條規(guī)定，這里的Ns*再乘以2[=9071.494N]就是現(xiàn)場(chǎng)

實(shí)際拉拔應(yīng)該達(dá)到的值。

另外，我們接著分析一下錨栓群受拉區(qū)的總拉力：

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當(dāng)N/n-Myi/2yi220時(shí):

螺栓群中的所有錨栓在組合外力作用下都承受拉力，中性軸在錨栓群形心位置，這種

情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：

Nsd9=N+MSyi/Syi2=N

而當(dāng)N/n-My"2yi2<0時(shí)：

最下排的錨栓底部埋板部分為結(jié)構(gòu)受壓區(qū)，螺栓群的中性軸取最下一排錨栓位置，這

種情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：

Nsd9=SNsi5.2.3-1[JGJ145-2013]

Nsi=Nsdh?yi7yiz5.2.3-2[JGJ145-2013]

對(duì)上兩個(gè)公式整理后，得：

NsdMNL+M)Syi7Zy/2

本例中，因?yàn)椋?/p>

-4535.747<0

所以：

Nsd9=(NL+M)Xy〃Sy/2=9071.494N

7.3群錨受剪內(nèi)力計(jì)算

按5.3.1[JGJ145-2013]的規(guī)定，計(jì)算鋼材破壞或混凝土剪撬破壞時(shí)，應(yīng)按群錨中所有

錨栓均承受剪力進(jìn)行計(jì)算，也就是：

Vsdh=2443.5/4=610.875N

7.4錨栓鋼材破壞時(shí)的受拉承載力計(jì)算

NRd,s=kNRk,s/YRs,N6.1.2-1[JGJ145-2013]

NRk,s=fykAs6.1.2-2[JGJ145-2013]

上面公式中：

NRd,s：錨栓鋼材破壞時(shí)的受拉承載力設(shè)計(jì)值；

NRk,S：錨栓鋼材破壞時(shí)的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；

k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選?。?/p>

As：錨栓應(yīng)力截面面積；

fyk:機(jī)械錨栓屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；

YRS.N：錨栓鋼材受拉破壞承載力分項(xiàng)系數(shù)，按規(guī)范表4.3.10,?。篩RS,N=1.2；

NRk,s=Asfyk

=157X640

=100480N

NRd,s=kNRk,s/YRS,N

=1X100480/1.2

=83733.333N^Nsdh=4535.747N

錨栓鋼材受拉破壞承載力滿足設(shè)計(jì)要求！

7.5混凝土錐體受拉破壞承載力計(jì)算

因錨固點(diǎn)位于結(jié)構(gòu)受拉面，而該結(jié)構(gòu)為普通混凝土結(jié)構(gòu)，故錨固區(qū)基材應(yīng)判定為開裂

混凝土?；炷铃F體受拉破壞時(shí)的受拉承載力設(shè)計(jì)值NRd,C應(yīng)按下列公式計(jì)算：

NRd,c=kNRk,c/yRc,N6.1.3-1[JGJ145-2013]

NRk,c=NRk,c°義AC,N/AC,N°義力s,N力re,N力ec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]

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對(duì)于開裂混凝土土：

NRk,c°=7.0Xfcu,k0-5Xhefi56.1.3-3[JGJ145-2013]

對(duì)于不開裂混凝土土：

NRk,c°=9.8