钢结构雨棚设计计算书

1、钢结构雨棚设计计算书、计算依据：1. 建筑结构荷载规范2 钢结构设计规范 GB50017-20033 玻璃幕墙工程技术规范4 建筑抗震设计规范二、计算基本参数 :1 本工程位于深圳市，基本风压 0=0.700(kN/m2) ，考虑到结构的重要性 , 按 50 年 一遇考虑乘以系数 1.1 ，故本工程基本风压 。2. 地面粗糙度类别按 C 类考虑，风压高度变化系数取 5.0 米处(标高最高处) ，查下页表1-1 知，该处风压高度变化系数为：z=0.74 。依据玻璃幕墙工程技术规范 ，风荷载体形系数，对于挑檐风荷载向上取 s=2.0 ，瞬时风压的阵风系数 z=2.25 。3. 本工程耐火等级一级，

2、抗震设防七度。三、结构受力分析该处雨棚是以钢架作为承重结构的悬臂体系。四、设计荷载确定原则 : 作用于垂直雨棚平面的荷载主要是风荷载、地震作用及雨棚结构自重，其中风荷载引起 的效应最大。在进行雨棚构件、连接件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即 采用其设计值；进行位移和挠度计算时，各分项系数均取 1.0 ，即采用其标准值。1、风荷载根据玻璃幕墙工程技术规范 ，垂直于雨棚平面上的风荷载标准值， 按下列公式 (1.1) 计算： W k = z s z Wo ··········&#

3、183;····· (1.1)式中 : W k - 风荷载标准值 (kN/m2) ；z- 瞬时风压的阵风系数； z=2.25s- 风荷载体型系数；向上取 s=2.0z- 风荷载高度变化系数，并与建筑的地区类别有关；按建筑结构荷载规范 GBJ9-87 取值；W o- 基本风压 (kN/m2) 按技术要求 按玻璃幕墙工程技术规范要求，进行建筑幕墙构件、连接件和锚固件承载力计算时，风 荷载分项系数应取 w= 1.4表1-1高度(m)z(C类)50.74100.74150.74200.85即风荷载设计值为：W= WWK = 1.4W K(1.2)2、地

4、震作用 雨棚平面外地震作用标准值计算公式如下：GkqEK = E max A ················· (1.3)A雨棚平面内地震作用标准值计算公式如下：PE = E max G(1.4)式中, qEK 为垂直雨棚平面的分布地震作用； (kN/m2)PE 为平行于雨棚平面的集中地震作用；E 为地震动力放大系数；取 E=3.0 max为水平地震影响系数最大值；取 G 为幕墙结构自重 (kN)(kN)max=0.08(

5、7 度抗震设计)GAk为单位面积的幕墙结构自重Gk(kN/m2) ；取 A=0.4kN/m2A按规范要求，地震作用的分项系数取 E= 1.3 ，即地震作用设计值为：qE= EqEK = 1.3 qEK(1.5)3、雨棚结构自重 按规范要求，幕墙结构自重的分项系数取 G=1.2 。4、荷载组合 按规范要求对作用于雨棚同一方向上的各种荷载应作最不利组合。对垂直于雨棚平面上的荷 载，其最不利荷载组合为：WK合=1.0 WK + 0.6 qEK - 1.0q Gk ···········

6、83;·(1.6)W合=1.0 W + 0.6 qE - 1.0q G ·············(1.7) 其中, WK合为组合荷载的标准值 (kN/m2) ；W 合 为组合荷载的设计值 (kN/m2) 。五 、计算部位的选取及荷载的确定该雨棚最不利位置为标高 5.0m 处，按该处雨棚的平面布置， 取出一个纵向的计算单元， 如图一阴影部分所示。1. 水平荷载 该雨棚可以简化为一悬臂板，故可以忽略水平方向的荷载。2. 竖直荷载2.1 恒荷载雨棚结构自重 :

7、 q GK=0.4KN/m22qG=1.2 × 0.4=0.48KN/m2.2 活荷载 垂直方向对结构产生作用的活荷载仅有风荷载。 根据公式 (1.1)(1.4) 可得： 仅考虑风荷载向上：W k = z s z Wo=2.25 × 2× 0.74 ×1.1 ×0.72=2.564KN/m 22W=1.4W K=3.59KN/m22.3 作用2地震作用：qEk=3.0 ×0.08 × 0.6=0.144KN/mqE=1.3X0.144=0.188KN/m 2六 、荷载组合竖直方向2标准值： W合 K=2.564+0.6 &#

8、215; 0.144-0.4=2.25KN/m 2设计值： W合=3.59+0.6 × 0.188-0.48=3.223KN/m 2七 、雨棚钢架的计算1、荷载确定 由图一所示的计算单元知，计算单元的宽度为2180mm。经受力分析及简化，取上图所示的力学模型计算。q= W 合×B=3.223 ×2.18=7.03KN/m 此外雨棚上方大玻璃幕墙 （顶部标高 9.5 米 , 分格高度为 4.5 米）传给雨棚钢梁的均布 荷载为 q1W k = z s z Wo=2.25 ×1.5 ×0.74×1.1 ×0.72=1.923KN/

9、m 22W=1.4W K=2.692KN/m22qEk=3.0 × 0.08 × 0.6=0.144KN/mqE2W 合=2.692+0.6 ×0.188=2.805 KN /m2q 1= W 合× H/2=2.805 × 4.5/2=6.31KN/m2、强度校核在软件 ROBOT中建立上图所示的力学模型。 此力学模型的节点编号、杆件编号见下图。1）计算参数此力学模型的受力：CaseLoad TypeListLoad Values1self-weight1to7PZ Negative1uniform load2to7PZ=7.03(kN/m)1

10、uniform load1PY=6.31(kN/m)型材截面特性：Section NameBarListAX (mm2)AY(mm2)AZ(mm2)IX (mm4)IY (mm4)IZ (mm4)300X12113824.0006624.006624.002866544191434719143470064.00052.00052.000180X100X82to74224.0001344.002624.00151756917723396899712005.5152.000.000杆件参数：BarNode 1Node 2Sectio nMaterialLength(m)Gam ma (Deg)Ty

11、pe112300X12STEEL10.900.0N/A234180X100X8STEEL2.500.0N/A356180X100X8STEEL2.500.0N/A478180X100X8STEEL2.500.0N/A5910180X100X8STEEL2.500.0N/A61112180X100X8STEEL2.500.0N/A71314180X100X8STEEL2.500.0N/A节点参数：NodeX (m)Y (m)Z (m)Support CodeSupport1-11279.6924.10.0xxxxxxFixed0022-11268.6924.10.0xxxxxxFixed1023

12、-11278.6924.10.09024-11278.6921.60.09025-11274.6924.10.06426-11274.6921.60.06427-11276.826924.120.08-11276.826921.620.09-11270.286924.120.010-11270.286921.620.011-11272.466924.120.012-11272.466921.620.013-11268.206924.120.014-11268.206921.620.0(2) 结果输出支座反力：Node/CaseFX (kN)FY (kN)FZ (kN)MX (kNm)MY (k

13、Nm)MZ (kNm)1/ 10.00-34.39-44.3262.8063.93-62.472/ 10.00-34.39-44.3262.80-63.9362.47Case 1DL1Sum of Val.0.00-68.78-88.65125.60-0.000.00Sum of Reac.0.00-68.78-88.65-613681.96-999374.67775383.50Sum of forc.0.068.7888.65613681.96999374.67-775383.50Check Val.0.000.00-0.00-0.00-0.00-0.00Precision2.23250e-

14、0142.04358e-028杆件内力 :BarFX (kN)FZ (kN)MY (kNm)1 / MAX0.0044.3263.931 / MIN-0.00-44.3263.932 / MAX-0.00-0.0020.932 / MIN-0.00-16.750.003 / 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 /

15、MAX0.000.0020.937 / MIN0.00-16.750.00节点位移：Node/CaseUX (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此力学模型的节点应力极值：S max (N/mm2)S min (N/mm2)S max(My) (N/mm2)S min(My) (N/mm2)Fx/Ax(N/mm2 )MAX106.30-0.00106.30-0.000.00Bar52477Node9471414Case11111MIN0.00-106.300.00-106.30-0.00Bar33743Node651476Case11111（3） 结果分析节点位移分析 :由节点位移输出的