鋼結(jié)構(gòu)雨棚設(shè)計(jì)計(jì)

算書

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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)范》

2.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-

3.《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》

4.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》

二、計(jì)算基本參數(shù)：

1.本工程位于深圳市，基本風(fēng)壓3o=O.7OO(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)壓川

=l.lx0.7=0.77(kN/m2)o

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：

產(chǎn)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(duì)

于挑檐風(fēng)荷載向上取us=2.0,瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)Bz=2.25。

3.本工程耐火等級(jí)一級(jí)，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(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、地震作用及雨棚結(jié)

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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)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(jì)算：

Wk=zszWo.................................................................(1.1)

式中:Wk一風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

z—瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；3z=2.25

s-風(fēng)荷載體型系數(shù)；向上取心=2.0

z-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；

-基本風(fēng)壓(kN/m2)按《技術(shù)要求》Wo

=Llx0.700=0.770(kN/m2)

按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》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

高度(m)，(C類)

50.74

100.74

150.74

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200.85

即風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：

W=YWWK=1.4WK........................................................(1.2)

2、地震作用

雨棚平面外地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下：

qEK=Emax半.................................(1.3)

A

雨棚平面內(nèi)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下：

PE=EmaxG...................................................................(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(dòng)力放大系數(shù)；取E=3.0

max為水平地震影響系數(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)

警為單位面積的幕墻結(jié)構(gòu)自重(kN/m2)；取警=0.4kN/m2

按規(guī)范要求，地震作用的分項(xiàng)系數(shù)取YE=1.3,即地震作用設(shè)計(jì)值

為：

qE=yEqEK=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(xiàng)系數(shù)取YG=1.2。

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4、荷載組合

按規(guī)范要求對(duì)作用于雨棚同一方向上的各種荷載應(yīng)作最不利組

合。對(duì)垂直于雨棚平面上的荷載，其最不利荷載組合為：

WK合=1。WK+0.6qEK-

1.OqGk..........................(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(jì)值(kN/m2)。

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

該雨棚能夠簡(jiǎn)化為一懸臂板，故能夠忽略水平方向的荷載。

2.豎直荷載

雨斛面布置圖(圖一)

2.1恒荷載

雨棚結(jié)構(gòu)自重:qGK=0.4KN/m2

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2

qG=1.2X0.4=0.48KN/m

2.2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

=2.25X2X0.74X1.1X0.7

=2.564KN/m2

2

W=1.4WK=3.59KN/m

2.3作用

2

地震作用：qEk=3.0X0.08X0.6=0.144KN/m

2

qE=l.3X0.144=0.188KN/m

六、荷載組合

豎直方向

標(biāo)準(zhǔn)值：W合*2.564+0.6X0.144-0.4=2.25KN/m2

設(shè)計(jì)值：W合=3.59+0.6X0.188-0.48=3.223KN/m2

七、雨棚鋼架的計(jì)算

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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2180mmo經(jīng)受

力分析及簡(jiǎn)化，取上圖所示的力學(xué)模型計(jì)算。

q=W合XB=3.223X2.18=7.03KN/m

另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卬

Wk=zszWo

=2.25X1.5X0.74X1.1X0.7

=1.923KN/m2

2

W=1.4WK=2.692KN/m

2

qEk=3.0X0.08X0.6=0.144KN/m

qE=1.3X0.144=0.188KN/m2

W合=2.692+0.6X0.188=2.805KN/m2

qi=W合XH/2=2.805X4.5/2=6.31KN/m

2、強(qiáng)度校核

在軟件ROBOT中建立上圖所示的力學(xué)模型。

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此力學(xué)模型的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、桿件編號(hào)見下圖。

⑴計(jì)算參數(shù)

此力學(xué)模型的受力:

CaseLoadTypeListLoadValues

1self-weightHo7PZNegative

1uniformload2to7PZ=7.03(kN/m)

1uniformload1PY=6.31(kN/m)

型材截面特性:

SectionNameBarAXAYAZIXIYIZ

List(mmA2)(mmA2)(mmA2)(mmA4)(mmA4)(mmA4)

300X12113824.0006624.006624.00.000.000.OCX)

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00

180X1()0X82to74224.0001344.002624.00151756917723396899712

005.5152.000.000

桿件參數(shù):

BarNode1Node2ScctioMaterialLengthGamType

n(m)ma

(Deg)

112300X1STEEL10.900.0N/A

2

234180X1STEEL2.500.0N/A

00X8

356180X1STEEL2.500.0N/A

00X8

478180X1STEEL2.500.0N/A

00X8

5910180X1STEEL2.500.0N/A

00X8

61112180X1STEEL2.500.0N/A

00X8

71314180X1STEEL2.500.0N/A

00X8

節(jié)點(diǎn)參數(shù):

NodeX(m)Y(m)Z(m)SupportCodeSupport

16924.10.0xxxxxxFixed

11279.2

00

26924.10.0xxxxxxFixed

11268.2

10

36924.10.0

11278.2

90

46921.60.0

11278.2

90

56924.10.0

11274.2

64

66921.60.0

11274.2

64

76924.10.0

11276.2

82

86921.60.0

11276.2

82

96924.10.0

11270.2

28

10-6921.60.0

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11270.2

28

116924.10.0

11272.2

46

126921.60.0

II272.2

46

136924.10.0

11268.2

20

146921.60.0

11268.2

20

(2)結(jié)果輸出

支座反力:

Node/CaseFX(kN)FY(kN)FZ(kN)MX(kNm)MY(kNm)MZ

(kNm)

1/10.00-34.39-44.3262.8063.93-62.47

2/10.00-34.39-44.3262.80-63.9362.47

Case1DL1

SumofVai.0.00-68.78-88.65125.60-0.000.00

SumofReac.0.00-68.78-88.65?613681.96-999374.67775383.5

0

Sumoffore.0.068.7888.65613681.96999374.67

775383.5

0

CheckVai.0.000.00-0.00-0.00-0.00-0.00

Precision2.23250c-2.04358e-

014028

桿件內(nèi)力:

BarFX(kN)FZ(kN)MY(kNm)

1/MAX0.0044.3263.93

1/MIN-0.00-44.3263.93

2/MAX-0.00-0.(X)20.93

2/MIN-0.00-16.750.00

3/MAX-0.00-0.()020.93

3/MIN-0.00-16.750.00

4/MAX0.0-0.0020.93

4/MIN0.0-16.750.00

5/MAX0.00.020.93

5/MIN0.0-16.750.00

6/MAX0.0-0.0020.93

6/MIN0.0-16.750.0()

7/MAX0.000.0020.93

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7/MIN|0.00-16.75|0.00

節(jié)點(diǎn)位移:

Node/CascUX(mm)UZ(mm)RY(Deg)

1/10.00.00.0

2/10.00.00.0

3/1-0.00000.0079-0.0

4/1().38529.6575-0.0

5/1-0.00005.6723-0.0

6/12.072124.5302-0.0

7/1-0.00002.5222-0.1

8/14.144321.7571-0.1

9/1-0.00002.52220.1

10/1-4.144321.75710.1

11/1-0.00005.67230.0

12/1-2.072124.53020.0

13/1-0.00000.00790.0

14/1-0.38529.65750.0

此力學(xué)模型的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力極值:

Smax(N/mmA2)SminSmax(My)Smin(My)Fx/Ax

(N/mmA2)(N/mmA2)(N/mmA2)(N/mmA2

)

MAX106.30-0.0010630-0.000.00

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