2012荷载规范钢结构雨篷计算书

目录1 基本参数11.1 雨篷所在地区：11.2 地面粗糙度分类等级：12 雨篷荷载计算12.1 玻璃雨篷的荷载作用说明：12.2 风荷载标准值计算：22.3 风荷载设计值计算：42.4 雪荷载标准值计算：52.5 雪荷载设计值计算：52.6 雨篷面活荷载设计值：52.7 雨篷构件恒荷载设计值：52.8 选取计算荷载组合：63 雨篷杆件计算 3d3计算7 3.1、设计依据13.2、计算简图 13.3、几何信息23.4、荷载与组合33.4.1. 节点荷载43.4.2. 单元荷载43.4.3. 其它荷载43.4.4. 荷载组合53.5、内力位移计算结果53.5.1. 内力51.1 最不利内力51.2 内力统计93.5.2. 位移102.1 组合位移103.6、设计验算结果34 雨篷埋件计算(后锚固结构)125.1 校核处埋件受力分析：125.2 群锚受剪内力计算：135.3 锚栓钢材受剪破坏承载力计算：175.4 混凝土剪撬破坏承载能力计算：205.5 拉剪复合受力承载力计算：20钢结构雨篷设计计算书1 基本参数1.1 雨篷所在地区： 浙江余姚地区；1.2 地面粗糙度分类等级： 按建筑结构荷载规范(GB50009-2012) A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。2 雨篷荷载计算2.1 玻璃雨篷的荷载作用说明：玻璃雨篷承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。(1)自重：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照400N/m2估算：(2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面的荷载，按GB50009采用；(3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用；(4)活荷载：是指雨篷水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用； 在实际工程的雨篷结构计算中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其最大值： A：考虑正风压时： a.当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： Sk+=1.35Gk+0.61.4wk+0.71.4Sk(或Qk) b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： Sk+=1.2Gk+1.4wk+0.71.4Sk(或Qk) B：考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合： Sk-=1.0Gk+1.4wk2.2 风荷载标准值计算：按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算： wk+=gzzs1+w0 8.1.1-2GB50009-2012 wk-=gzzs1-w0上式中： wk+：正风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； wk-：负风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：5m； gz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： 按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)表8.6.1查表：对于B类地形，5m高度处瞬时风压的阵风系数： gz=1.7 z：风压高度变化系数；按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)表8.2.1查表： s1：局部风压体型系数，对于雨篷结构，按规范，计算正风压时，取s1+=2；计算负风压时，取s1-=-2.0； 另注：上述的局部体型系数s1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于25m2时，局部风压体型系数s1(25)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数s1(A)可按面积的对数线性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 在上式中：当A25m2时取A=25m2；当A1m2时取A=1m2； w0：基本风压值(MPa)，根据现行GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，浙江余姚地区取0.00050MPa；(1)计算龙骨构件的风荷载标准值： 龙骨构件的从属面积： A=1.31.5=1.95m2 LogA=0.29 sA1+(A)=s1+(1)+s1+(25)-s1+(1)logA/1.4 =2+20.8-10.29/1.4=1.917 sA1-(A)=s1-(1)+s1-(25)-s1-(1)logA/1.4 =1.917 wkA+=gzzsA1+w0 =1.711.9170.00050 =0.MPa wkA-=gzzsA1-w0 =1.711.9170.00050 =0.MPa(2)计算面板部分的风荷载标准值： 面板构件的从属面积： A=1.31.5=1.95m2 LogA=0.29 sB1+(A)=s1+(1)+s1+(25)-s1+(1)logA/1.4 =1.917 sB1-(A)=s1-(1)+s1-(25)-s1-(1)logA/1.4 =1.917 wkB+=gzzsB1+w0 =1.711.9170.00050 =0.MPa wkB-=gzzsB1-w0 =1.711.9170.00050 =0.MPa风荷载设计值计算： wA+：正风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载设计值(MPa)； wkA+：正风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载标准值(MPa)； wA-：负风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载设计值(MPa)； wkA-：负风压作用下作用在雨篷龙骨上的风荷载标准值(MPa)； wA+=1.4wkA+ =1.40.MPa =0.MPa wA-=1.4wkA- =1.40.MPa =0.MPa wB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载设计值(MPa)； wkB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载标准值(MPa)； wB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载设计值(MPa)； wkB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上的风荷载标准值(MPa)； wB+=1.4wkB+ =1.40.MPa =0.MPa wB-=1.4wkB- =1.40.MPa =0.MPa2.3 雪荷载标准值计算： Sk：作用在雨篷上的雪荷载标准值(MPa) S0：基本雪压，根据现行GB50009-2001取值，浙江余姚地区50年一遇最大积雪的自重：0.0004MPa. r：屋面积雪分布系数，按表6.2.1GB50009-2001，为2.0。 根据GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷载标准值为： Sk=rS0 =2.00.0004 =0.0008MPa2.4 雪荷载设计值计算： S：雪荷载设计值(MPa)； S=1.4Sk =1.40.0008 =0.00112MPa2.5 雨篷面活荷载设计值： Q：雨篷面活荷载设计值(MPa)； Qk：雨篷面活荷载标准值取：500N/m2 Q=1.4Qk =1.4500/ =0.0007MPa 因为SkQk，所以计算时活荷载参与正压组合！2.6 雨篷构件恒荷载设计值： G+：正压作用下雨篷构件恒荷载设计值(MPa)； G-：负压作用下雨篷构件恒荷载设计值(MPa)； Gk：雨篷结构平均自重取0.0004MPa； 因为Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以： G+=1.2Gk =1.20.0004 =0.00048MPa G-=Gk =0.0004MPa2.7 选取计算荷载组合：(1)正风压的荷载组合计算： SkA+：正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa)； SA+：正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa)；SkA+=Gk+wkA+0.7Qk=0.0004+0.+0.70.0005 =0.MPa SA+=G+wA+0.7Q=0.00048+0.+0.70.0007 =0.MPa SkB+：正风压作用下的玻璃的荷载标准值组合(MPa)； SB+：正风压作用下的玻璃的荷载设计值组合(MPa)； SkB+=Gk+wkB+0.7Qk =0.MPa SB+=G+wB+0.7Q =0.MPa(2)负风压的荷载组合计算： SkA-：负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa)； SA-：负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa)； SkA-=Gk+wkA-=0.0004+(-0.) =-0.00123MPa SA-=G-+wA- =1.0Gk+1.4wkA-=0.0004+(-0.) =-0.MPa SkB-：负风压作用下的玻璃的荷载标准值组合(MPa)； SB-：负风压作用下的玻璃的荷载设计值组合(MPa)； SkB-=Gk+wkB- =-0.00123MPa SB-=G-+wB- =1.0Gk+1.4wkB- =-0.MPa3 雨篷杆件计算3.1、设计依据 冷弯薄壁型钢结构技术规范 （GB50018-2002） 建筑结构荷载规范 （GB50009-2012） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2010） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011） 钢结构焊接规范 （GB50661-2011） 钢结构高强度螺栓连接的设计，施工及验收规程（JGJ82-2011）3.2、计算简图 计算简图 (圆表示支座，数字为节点号) 节点编号图 单元编号图3.3、几何信息 各节点信息如下表：节点号x坐标(m)y坐标(m)z坐标(m)x向约束y向约束z向约束绕x约束绕y约束绕z约束1-0.050-6.5165.000 21.450-6.5165.0003-0.050-5.2165.000 41.450-5.2165.0005-0.050-3.9165.000 61.450-3.9165.0007-0.050-2.6165.000 81.450-2.6165.0009-0.050-1.3165.000 101.450-1.3165.00011-0.050-0.0165.000 121.450-0.0165.000 各单元信息如下表：单元号截面名称长度(m)面积(mm2)绕2轴惯性矩(x104mm4)绕3轴惯性矩(x104mm4)绕2轴计算长度系数绕3轴计算长度系数i节点释放j节点释放1矩120x80x6.01.50021632154061.0001.000-2矩120x80x6.01.50021632154061.0001.000-3矩120x80x6.01.50021632154061.0001.000-4矩120x80x6.01.50021632154061.0001.000-5矩120x80x6.01.50021632154061.0001.000-6矩120x80x6.01.50021632154061.0001.000-7矩120x80x6.01.30021632154061.0001.000R1 R2 R3R2 R38矩120x80x6.01.30021632154061.0001.000R1 R2 R3R2 R39矩120x80x6.01.30021632154061.0001.000R1 R2 R3R2 R310矩120x80x6.01.30021632154061.0001.000R1 R2 R3R2 R311矩120x80x6.01.30021632154061.0001.000R1 R2 R3R2 R3 3.4、荷载与组合 结构重要性系数： 1.003.4.1. 节点荷载 (1) 节点荷载汇总表(力：kN；弯矩：kN.m) (2) 节点荷载图(力：kN；弯矩：kN.m)3.4.2. 单元荷载 (1) 单元荷载汇总表(力：kN；分布力：kN/m；弯矩：kN.m；分布弯矩：kN.m/m)第 0 工况单元荷载表单元号工况号类型方向Q1Q2X1X210三角形荷载Z-0.30.01.51.520三角形荷载Z-0.50.01.51.530三角形荷载Z-0.50.01.51.540三角形荷载Z-0.50.01.51.550三角形荷载Z-0.50.01.51.560三角形荷载Z-0.30.01.51.570三角形荷载Z-0.60.00.61.380三角形荷载Z-0.60.00.71.390三角形荷载Z-0.60.00.61.3100三角形荷载Z-0.60.00.71.3110三角形荷载Z-0.60.00.61.3第 1 工况单元荷载表单元号工况号类型方向Q1Q2X1X211三角形荷载Z-0.30.01.51.521三角形荷载Z-0.70.01.51.531三角形荷载Z-0.60.01.51.541三角形荷载Z-0.70.01.51.551三角形荷载Z-0.70.01.51.561三角形荷载Z-0.30.01.51.571三角形荷载Z-0.80.00.61.381三角形荷载Z-0.80.00.71.391三角形荷载Z-0.80.00.61.3101三角形荷载Z-0.70.00.71.3111三角形荷载Z-0.70.00.61.3第 2 工况单元荷载表单元号工况号类型方向Q1Q2X1X212三角形荷载Z-1.1-0.01.50.022三角形荷载Z-2.1-0.01.50.032三角形荷载Z-2.1-0.01.50.042三角形荷载Z-2.1-0.01.50.052三角形荷载Z-2.1-0.01.50.062三角形荷载Z-1.1-0.01.50.072三角形荷载Z-2.4-0.00.60.082三角形荷载Z-2.4-0.00.70.092三角形荷载Z-2.4-0.00.60.0102三角形荷载Z-2.4-0.00.70.0112三角形荷载Z-2.4-0.00.60.0第 4 工况单元荷载表单元号工况号类型方向Q1Q2X1X214三角形荷载Z-1.1-0.01.50.024三角形荷载Z-2.1-0.01.50.034三角形荷载Z-2.1-0.01.50.044三角形荷载Z-2.1-0.01.50.054三角形荷载Z-2.1-0.01.50.064三角形荷载Z-1.1-0.01.50.074三角形荷载Z-2.4-0.00.60.084三角形荷载Z-2.4-0.00.70.094三角形荷载Z-2.4-0.00.60.0104三角形荷载Z-2.4-0.00.70.0114三角形荷载Z-2.4-0.00.60.0 1) 工况号: 0 *输入的面荷载: 序号荷载类型导荷方式体形系数面荷载值(基本风压)1恒载单向杆件-0.40 面荷载分布图: 面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元） 2) 工况号: 1 *输入的面荷载: 序号荷载类型导荷方式体形系数面荷载值(基本风压)1活载单向杆件-0.50 面荷载分布图: 面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元） 3) 工况号: 2 *输入的面荷载: 序号荷载类型导荷方式体形系数面荷载值(基本风压)1风载单向杆件1.920.50 面荷载分布图: 面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元） 4) 工况号: 4 *输入的面荷载: 序号荷载类型导荷方式体形系数面荷载值(基本风压)1风载单向杆件-1.920.50 面荷载分布图: 面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元） (2) 单元荷载图(力：kN；分布力：kN/m；弯矩：kN.m；分布弯矩：kN.m/m)第 0 工况单元荷载简图第 1 工况单元荷载简图第 2 工况单元荷载简图第 4 工况单元荷载简图3.4.3. 其它荷载 (1). 地震作用 规范： 建筑抗震设计规范（GB50011-2010） 地震烈度： 6度(0.05g) 水平地震影响系数最大值： 0.04 计算振型数： 9 建筑结构阻尼比： 0.040 特征周期值： 0.25 地震影响： 多遇地震 场地类别： 1类 地震分组： 第一组 周期折减系数： 1.00 地震力计算方法： 振型分解法振型号周期（秒）10.106020.083730.083740.083750.083760.062070.062080.006490.0042 (2). 温度作用3.4.4. 荷载组合 (1) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.70 风载工况2 (2) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 x 0.70 风载工况2 (3) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况2 (4) 1.00 恒载 + 1.40 风载工况4 (5) 1.00 x 0.50 恒载 + 1.00 x 0.50 活载工况1 + 0.50 水平地震 + 1.30 竖向地震 (6) 1.00 x 0.50 恒载 + 1.00 x 0.50 活载工况1 + 1.30 水平地震3.5、内力位移计算结果 3.5.1.1 最不利内力3.1 1.3 最不利内力最不利内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m)；位置(m)单元号名称组合号序号位置轴力N剪力Q2剪力Q3弯矩M2弯矩M3N最大510.00.0-0.50.00.0-0.01M3最大411.50.0-3.60.00.03.6N最小520.0-0.0-0.5-0.0-0.0-0.0M3最小210.00.0-1.50.00.0-0.0N最大510.00.0-1.00.00.0-0.02M3最大411.50.0-6.90.00.07.0N最小520.0-0.0-1.0-0.0-0.0-0.0M3最小210.00.0-3.00.00.0-0.0N最大520.00.0-1.0-0.00.0-0.03M3最大411.50.0-6.90.00.07.0N最小510.0-0.0-1.00.0-0.0-0.0M3最小110.00.0-1.40.00.0-0.0N最大510.00.0-1.00.0-0.00.04M3最大411.50.0-6.90.00.07.0N最小520.0-0.0-1.0-0.00.00.0M3最小710.00.0-2.80.00.0-0.0N最大510.00.0-1.00.00.00.05M3最大411.50.0-6.90.00.07.0N最小520.0-0.0-1.0-0.0-0.00.0M3最小540.00.0-1.00.10.00.0N最大510.00.0-0.50.00.00.06M3最大411.50.0-3.60.00.03.6N最小520.0-0.0-0.5-0.00.00.0M3最小520.0-0.0-0.5-0.00.00.0N最大540.00.00.50.00.00.07M3最大110.00.00.70.00.00.0N最小530.0-0.00.50.00.00.0M3最小410.70.0-0.00.00.0-0.7N最大540.00.00.5-0.00.00.08M3最大110.00.00.70.00.00.0N最小530.0-0.00.50.00.00.0M3最小410.70.00.00.00.0-0.7N最大520.00.00.5-0.00.00.09M3最大110.00.00.70.00.00.0N最小510.0-0.00.50.00.00.0M3最小410.70.0-0.00.00.0-0.7N最大530.00.00.50.00.00.010M3最大411.30.0-1.70.00.00.0N最小540.0-0.00.5-0.00.00.0M3最小410.60.00.00.00.0-0.7N最大530.00.00.5-0.00.00.011M3最大411.30.0-1.70.00.00.0N最小540.0-0.00.50.00.00.0M3最小410.70.0-0.00.00.0-0.7各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kN、kN.m)节点号控制组合号组合序号NxNyNzMxMyMzNx最大520.0-0.01.20.01.20.0Ny最大540.00.11.20.01.2-0.1Nz最大410.00.03.60.03.60.0Mx最大110.00.01.60.01.60.0My最大410.00.03.60.03.60.0Mz最大53-0.0-0.11.20.01.20.12合力最大410.00.03.60.03.60.0Nx最小51-0.00.01.20.01.2-0.0Ny最小53-0.0-0.11.20.01.20.1Nz最小520.0-0.01.20.01.20.0Mx最小110.00.01.60.01.60.0My最小520.0-0.01.20.01.20.0Mz最小540.00.11.20.01.2-0.1Nx最大520.0-0.02.10.02.10.0Ny最大54-0.00.12.10.02.1-0.1Nz最大410.00.06.90.07.00.0Mx最大110.00.02.90.02.90.0My最大410.00.06.90.07.00.0Mz最大530.0-0.12.10.02.10.14合力最大410.00.06.90.07.00.0Nx最小51-0.00.02.10.02.1-0.0Ny最小530.0-0.12.10.02.10.1Nz最小51-0.00.02.10.02.1-0.0Mx最小110.00.02.90.02.90.0My最小51-0.00.02.10.02.1-0.0Mz最小54-0.00.12.10.02.1-0.1Nx最大510.00.02.10.02.1-0.0Ny最大54-0.00.12.10.02.1-0.1Nz最大410.00.06.90.07.00.0Mx最大110.00.02.90.02.90.0My最大410.00.06.90.07.00.0Mz最大530.0-0.12.10.02.10.16合力最大410.00.06.90.07.00.0Nx最小52-0.0-0.02.10.02.10.0Ny最小530.0-0.12.10.02.10.1Nz最小52-0.0-0.02.10.02.10.0Mx最小110.00.02.90.02.90.0My最小52-0.0-0.02.10.02.10.0Mz最小54-0.00.12.10.02.1-0.1Nx最大520.0-0.02.10.02.10.0Ny最大540.00.12.10.02.1-0.1Nz最大410.00.06.90.07.00.0Mx最大110.00.02.90.02.90.0My最大410.00.06.90.07.00.0Mz最大53-0.0-0.12.10.02.10.18合力最大410.00.06.90.07.00.0Nx最小51-0.00.02.10.02.1-0.0Ny最小53-0.0-0.12.10.02.10.1Nz最小51-0.00.02.10.02.1-0.0Mx最小110.00.02.90.02.90.0My最小51-0.00.02.10.02.1-0.0Mz最小540.00.12.10.02.1-0.1Nx最大520.0-0.02.10.02.10.0Ny最大54-0.00.12.10.02.1-0.1Nz最大410.00.06.90.07.00.0Mx最大110.00.02.90.02.90.0My最大410.00.06.90.07.00.0Mz最大530.0-0.12.10.02.10.110合力最大410.00.06.90.07.00.0Nx最小51-0.00.02.10.02.1-0.0Ny最小530.0-0.12.10.02.10.1Nz最小520.0-0.02.10.02.10.0Mx最小110.00.02.90.02.90.0My最小520.0-0.02.10.02.10.0Mz最小54-0.00.12.10.02.1-0.1Nx最大520.0-0.01.20.01.20.0Ny最大54-0.00.11.20.01.2-0.1Nz最大410.00.03.60.03.60.0Mx最大110.00.01.60.01.60.0My最大410.00.03.60.03.60.0Mz最大530.0-0.11.20.01.20.112合力最大410.00.03.60.03.60.0Nx最小51-0.00.01.20.01.2-0.0Ny最小530.0-0.11.20.01.20.1Nz最小520.0-0.01.20.01.20.0Mx最小110.00.01.60.01.60.0My最小520.0-0.01.20.01.20.0Mz最小54-0.00.11.20.01.2-0.13.5.1.2 内力统计轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯矩M2弯矩M317540.0000.00.50.00.00.00.0211530.0000.00.5-0.00.00.00.035510.0000.0-1.00.00.00.00.043520.0000.0-1.0-0.00.00.0-0.052510.0000.0-1.00.00.00.0-0.0610530.0000.00.50.00.00.00.078540.0000.00.5-0.00.00.00.084510.0000.0-1.00.00.0-0.00.099520.0000.00.5-0.00.00.00.0106510.0000.0-0.50.00.00.00.0轴力 N 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯矩M2弯矩M317530.000-0.00.50.00.00.00.0211540.000-0.00.50.00.00.00.035520.000-0.0-1.0-0.00.0-0.00.043510.000-0.0-1.00.00.0-0.0-0.052520.000-0.0-1.0-0.00.0-0.0-0.0610540.000-0.00.5-0.00.00.00.078530.000-0.00.50.00.00.00.084520.000-0.0-1.0-0.00.00.00.099510.000-0.00.50.00.00.00.0106520.000-0.0-0.5-0.00.00.00.0弯矩 M3 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯矩M2弯矩M315411.5000.0-6.90.00.00.07.023411.5000.0-6.90.00.00.07.032411.5000.0-6.90.00.00.07.044411.5000.0-6.90.00.00.07.051411.5000.0-3.60.00.00.03.666411.5000.0-3.60.00.00.03.6711411.3000.0-1.70.00.00.00.0810411.3000.0-1.70.00.00.00.099110.0000.00.70.00.00.00.0107110.0000.00.70.00.00.00.0弯矩 M3 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯矩M2弯矩M318410.6500