雨棚設(shè)計計算書1-PAGE16鋼結(jié)構(gòu)雨棚設(shè)計計算書一、計算依據(jù)：1.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》2．《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-20033．《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》4．《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》二、計算基本參數(shù):1．本工程位于深圳市，基本風(fēng)壓ω0=0.700(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ω=1.1x0.7=0.77(kN/m2)。2.地面粗糙度類別按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：z=0.74。依據(jù)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》，風(fēng)荷載體形系數(shù)，對于挑檐風(fēng)荷載向上取μs=2.0，瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)βz=2.25。3.本工程耐火等級一級，抗震設(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、地震作用及雨棚結(jié)構(gòu)自重，其中風(fēng)荷載引起的效應(yīng)最大。在進行雨棚構(gòu)件、連接件承載力計算時，必須考慮各種荷載和作用效應(yīng)的分項系數(shù)，即采用其設(shè)計值；進行位移和撓度計算時，各分項系數(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)范》，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)計算：Wk=zszWo················(1.1)式中:Wk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；z瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；βz=2.25s風(fēng)荷載體型系數(shù)；向上取μs=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)范》GBJ9-87取值；W基本風(fēng)壓(kN/m2)按《技術(shù)要求》Wo=1.1x0.700=0.770(kN/m2)按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》要求，進行建筑幕墻構(gòu)件、連接件和錨固件承載力計算時，風(fēng)荷載分項系數(shù)應(yīng)取γw=1.4表1-1高度(m)z(C類)50.74100.74150.74200.85即風(fēng)荷載設(shè)計值為：W=γWWK=1.4WK··············(1.2)2、地震作用雨棚平面外地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計算公式如下：qEK=eqEmax\f(Gk,A)·················(1.3)雨棚平面內(nèi)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計算公式如下：PE=eqEmaxG·················(1.4)式中,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為地震動力放大系數(shù)；取E=3.0max為水平地震影響系數(shù)最大值；取max=0.08（7度抗震設(shè)計）G為幕墻結(jié)構(gòu)自重(kN)eq\f(Gk,A)為單位面積的幕墻結(jié)構(gòu)自重(kN/m2)；取eq\f(Gk,A)=0.4kN/m2按規(guī)范要求，地震作用的分項系數(shù)取γE=1.3，即地震作用設(shè)計值為：qE=γEqEK=1.3qEK·············(1.5)3、雨棚結(jié)構(gòu)自重按規(guī)范要求，幕墻結(jié)構(gòu)自重的分項系數(shù)取γG=1.2。4、荷載組合按規(guī)范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：WK合=1.0WK+0.6qEK-1.0qGk·············(1.6)W合=1.0W+0.6qE-1.0qG·············(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)計值(kN/m2)。五、計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，取出一個縱向的計算單元，如圖一陰影部分所示。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。豎直荷載2.1恒荷載雨棚結(jié)構(gòu)自重:qGK=0.4KN/m2qG=1.2×0.4=0.48KN/m22.2活荷載垂直方向?qū)Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用的活荷載僅有風(fēng)荷載。根據(jù)公式(1.1)~(1.4)可得：僅考慮風(fēng)荷載向上：Wk=zszWo=2.25×2×0.74×1.1×eq0.7=2.564KN/m2W=1.4WK=3.59KN/m22.3作用地震作用：qEk=3.0×eq0.08×0.6=0.144KN/m2qE=1.3X0.144=0.188KN/m2六、荷載組合豎直方向標(biāo)準(zhǔn)值：W合K=2.564+0.6×0.144-0.4=2.25KN/m2設(shè)計值：W合=3.59+0.6×0.188-0.48=3.223KN/m2七、雨棚鋼架的計算1、荷載確定由圖一所示的計算單元知，計算單元的寬度為2180mm。經(jīng)受力分析及簡化，取上圖所示的力學(xué)模型計算。q=W合×B=3.223×2.18=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q1Wk=zszWo=2.25×1.5×0.74×1.1×eq0.7=1.923KN/m2W=1.4WK=2.692KN/m2qEk=3.0×eq0.08×0.6=0.144KN/m2qE=1.3X0.144=0.188KN/m2W合=2.692+0.6×0.188=2.805KN/m2q1=W合×H/2=2.805×4.5/2=6.31KN/m2、強度校核在軟件ROBOT中建立上圖所示的力學(xué)模型。此力學(xué)模型的節(jié)點編號、桿件編號見下圖。計算參數(shù)此力學(xué)模型的受力：CaseLoadTyppeListLoadVallues1self-weiight1to7PZNegattive1uniformload2to7PZ=7.03((kN/m))1uniformload1PY=6.31((kN/m))型材截面特性：SectionNameBarListtAX(mm^22)AY(mm^22)AZ(mm^22)IX(mm^44)IY(mm^44)IZ(mm^44)300X12113824.00006624.00006624.00002866544664.00001914347552.00001914347552.0000180X100XX82to74224.00001344.00002624.0000151756955.515177233922.0006899712..000桿件參數(shù)：BarNode1Node2SectionMateriallLength((m)Gamma(DDeg)Type112300X12STEEL10.900.0N/A234180X100XX8STEEL2.500.0N/A356180X100XX8STEEL2.500.0N/A478180X100XX8STEEL2.500.0N/A5910180X100XX8STEEL2.500.0N/A61112180X100XX8STEEL2.500.0N/A71314180X100XX8STEEL2.500.0N/A節(jié)點參數(shù)：NodeX(m)Y(m)Z(m)SupportCodeSupport1-11279.0006924.120.0xxxxxxFixed2-11268.1106924.120.0xxxxxxFixed3-11278.9906924.120.04-11278.9906921.620.05-11274.6646924.120.06-11274.6646921.620.07-11276.8826924.120.08-11276.8826921.620.09-11270.2286924.120.010-11270.2286921.620.011-11272.4466924.120.012-11272.4466921.620.013-11268.2206924.120.014-11268.2206921.620.0(2)結(jié)果輸出支座反力：Node/CasseFX(kN)FY(kN)FZ(kN)MX(kNm))MY(kNm))MZ(kNm))1/ 10.00-34.39-44.3262.8063.93-62.472/ 10.00-34.39-44.3262.80-63.9362.47Case1DL1SumofVal.0.00-68.78-88.65125.60-0.000.00SumofRReac.0.00-68.78-88.65-613681..96-999374..67775383.550Sumoffforc.0.068.7888.65613681.996999374.667-775383..50CheckVaal.0.000.00-0.00-0.00-0.00-0.00Precisioon2.23250ee-0142.04358ee-028桿件內(nèi)力:BarFX(kN)FZ(kN)MY(kNm))1/MAXX0.0044.3263.931/MIN-0.00-44.3263.932/MAX-0.00-0.0020.932/MIN-0.00-16.750.003/MAX-0.00-0.0020.933/MIN-0.00-16.750.004/MAX0.0-0.0020.934/MIN0.0-16.750.005/MAX0.00.020.935/MIN0.0-16.750.006/MAX0.0-0.0020.936/MIN0.0-16.750.007/MAX0.000.0020.937/MIN0.00-16.750.00節(jié)點位移：Node/CasseUX(mm)UZ(mm)RY(Deg))1/ 10.00.00.02/ 10.00.00.03/ 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/ 1-0.00002.52220.110/ 1-4.144321.75710.111/ 1-0.00005.67230.012/ 1-2.072124.53020.013/ 1-0.00000.00790.014/ 1-0.38529.65750.0此力學(xué)模型的節(jié)點應(yīng)力極值：Smax(NN/mm^22)Smin(NN/mm^22)Smax(Myy)(N//mm^2))Smin(Myy)(N//mm^2))Fx/Ax(NN/mm^22)MAX106.30-0.00106.30-0.000.00Bar52477Node9471414Case11111MIN0.00-106.300.00-106.30-0.00Bar33743Node651476Case11111(3)結(jié)果分析節(jié)點位移分析:由節(jié)點位