威海呼雷汤国际温泉健康中心热带雨林馆钢结构计算书

1、PAGE 威海呼雷汤国际温泉健康中心热带雨林馆钢结构计算书审定人 ： 专业负责人 ： 计算人： 审核人： 北京五合国际工程设计顾问有限公司2016-01-02威海呼雷汤国际温泉健康中心热带雨林馆钢结构结构计算报告书第 PAGE 23 页目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc439988167 1工程概况 PAGEREF _Toc439988167 h 1 HYPERLINK l _Toc439988168 2结构体系 PAGEREF _Toc439988168 h 1 HYPERLINK l _Toc439988169 3结构设计依据 PAGEREF _Toc

2、439988169 h 2 HYPERLINK l _Toc439988170 3.1介绍 PAGEREF _Toc439988170 h 2 HYPERLINK l _Toc439988171 3.2规范及标准 PAGEREF _Toc439988171 h 2 HYPERLINK l _Toc439988172 3.3基本设计参数 PAGEREF _Toc439988172 h 2 HYPERLINK l _Toc439988173 3.4材料 PAGEREF _Toc439988173 h 3 HYPERLINK l _Toc439988174 3.4.1结构混凝土特性： PAGEREF

3、 _Toc439988174 h 3 HYPERLINK l _Toc439988175 3.4.2钢材特性： PAGEREF _Toc439988175 h 3 HYPERLINK l _Toc439988176 3.5结构位移和变形标准 PAGEREF _Toc439988176 h 5 HYPERLINK l _Toc439988177 3.5.1结构性能标准： PAGEREF _Toc439988177 h 5 HYPERLINK l _Toc439988178 3.5.2挠度变形标准 PAGEREF _Toc439988178 h 5 HYPERLINK l _Toc43998817

4、9 3.6设计荷载 PAGEREF _Toc439988179 h 6 HYPERLINK l _Toc439988180 3.6.1恒荷载 PAGEREF _Toc439988180 h 6 HYPERLINK l _Toc439988181 3.6.2风荷载 PAGEREF _Toc439988181 h 6 HYPERLINK l _Toc439988182 3.6.3地震荷载 PAGEREF _Toc439988182 h 6 HYPERLINK l _Toc439988183 3.6.4雪荷载与活荷载 PAGEREF _Toc439988183 h 6 HYPERLINK l _To

5、c439988184 3.6.5温度荷载 PAGEREF _Toc439988184 h 6 HYPERLINK l _Toc439988185 3.7荷载组合 PAGEREF _Toc439988185 h 7 HYPERLINK l _Toc439988186 3.7.1承载力设计组合 PAGEREF _Toc439988186 h 7 HYPERLINK l _Toc439988187 3.7.2使用状态设计组合 PAGEREF _Toc439988187 h 7 HYPERLINK l _Toc439988188 4弹性分析 PAGEREF _Toc439988188 h 8 HYPE

6、RLINK l _Toc439988189 4.1弹性分析假定 PAGEREF _Toc439988189 h 8 HYPERLINK l _Toc439988190 5屋盖结构设计 PAGEREF _Toc439988190 h 9 HYPERLINK l _Toc439988191 5.1正常使用极限状态设计 PAGEREF _Toc439988191 h 9 HYPERLINK l _Toc439988192 5.2承载力设计 PAGEREF _Toc439988192 h 10 HYPERLINK l _Toc439988193 5.2.1屋面桁架ZHJ1 PAGEREF _Toc43

7、9988193 h 10 HYPERLINK l _Toc439988194 5.2.2屋面桁架ZHJ2 PAGEREF _Toc439988194 h 11 HYPERLINK l _Toc439988195 5.2.3屋面桁架CHJ1 PAGEREF _Toc439988195 h 12 HYPERLINK l _Toc439988196 5.2.4屋面桁架CHJ2和CHJ3 PAGEREF _Toc439988196 h 12 HYPERLINK l _Toc439988197 5.2.5屋面桁架CHJ4 PAGEREF _Toc439988197 h 13 HYPERLINK l _T

8、oc439988198 5.2.6穹顶桁架 PAGEREF _Toc439988198 h 13 HYPERLINK l _Toc439988199 5.3支座反力 PAGEREF _Toc439988199 h 14 HYPERLINK l _Toc439988200 5.3.1支座编号 PAGEREF _Toc439988200 h 14 HYPERLINK l _Toc439988201 5.3.2支座反力 PAGEREF _Toc439988201 h 14 HYPERLINK l _Toc439988202 6附录 构件应力比 PAGEREF _Toc439988202 h 24工程

9、概况本项目位于山东威海，热带馆为呼雷汤国际温泉健康中心的组成部分。本项目其屋盖为钢结构体系，其造型充分考虑中国传统建筑与现代技术相结合、建筑单体与周边环境相结合，达到整体与局部的良好协调。结构体系 整个屋盖结构为轻质屋面钢结构，钢桁架体系。屋顶采用正交的空间钢管桁架结构，并利用井字型桁架的空间设置中部穹顶。图2.1 屋顶结构平面图图2.2 剖面结构设计依据介绍下列准则均根据中华人民共和国国标。荷载准则，验收标准和材料性能均根据中华人民共和国国标。规范及标准下列建筑规范,标准和规程将用于结构分析和设计：1建筑结构荷载规范（GB50009-2012）;2建筑地基基础设计规范（GB50007-201

10、1）；3钢结构设计规范（GB0017-2003）；4混凝土结构设计规范（GB0010-2010）；5建筑抗震设计规范（GB50011-2008）；6建筑设计防火规范（GB50016-2015）；7甲方提供的设计委托书、建筑和有关专业提供的作业图。基本设计参数结构的使用年限50年，重要性系数1.0，建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.1g，场地特征周期0.35S。表3.1一般建筑参数建筑结构安全等级二级结构重要性系数1.0建筑结构抗震设防类别丙类 结构的设计基准期50年结构的设计使用年限50年地基基础设计等级二级设计地震分组第一组地震设防烈度7设计基本地震加速度0

11、.1g建筑场地类别II地震影响系数最大值0.08场地特征周期0.35秒多遇地震下阻尼比0.035地面粗糙度B基本风压 0.65 kN/m2基本雪压 0.45 kN/m2材料本章节概括了本工程设计所采用的标准材料特性。结构混凝土特性： 表3.2结构混凝土结构构件28天立方体强度（MPa）GB50010-2002基础C3030其他混凝土 填充/衬垫/边缘处理等C3030素混凝土垫层C1515结构混凝土材料特性见下表，所有混凝土都应当包含一种认可的减水/增塑添加剂。砼容重定义与中国规范相符。另外，混凝土在永久暴露气候条件下，或者车辆区域内应当包含认可的加气添加剂。图3.1 结构混凝土特性钢材特性：

12、结构钢应符合GB50017-2003的要求。表3.3钢材特性弹性模量E (N/mm2)抗剪模量G (N/mm2)热膨胀系数（perC）密度（kg/m3）206103791031210-67850表3.4钢材特性钢抗拉、抗压、抗弯强度 f (N/mm2)抗剪强度fv (N/mm2)端面承压fce (N/mm2)等级厚度或直径（mm）Q2351621512532516-4020512040-6020011560-100190110Q3451631018040016-3529517035-5026515550-100250145Q3901635020541516-3533519035-5031518

13、050-100295170Q4201638022044016-3536021035-5034019550-100325185 图3.2 钢材特性结构位移和变形标准结构性能标准： 表3.5结构性能标准标准极限值钢筋混凝土柱轴压比0.9 max（最大值）裂缝宽度（室内） 0.3 mm max（最大值）裂缝宽度（室外） 0.2 mm max（最大值）钢结构应力比0.85（最大值）挠度变形标准挠度变形标准要求按照中国标准；允许的总荷载引起的长期变形：钢结构：（依据GB50017-2003）桁架(总荷载)：有效跨度/400桁架(活载)：有效跨度/500重力梁(总荷载)：有效跨度/250重力梁(活载)：有

14、效跨度/300檩条：有效跨度/200 设计荷载恒荷载 钢结构钢结构自重由程序自行计算。屋面以及吊挂屋面以及吊挂，玻璃屋盖取1.3kN/m2，铝板屋盖取1.0kN/m2。本计算模型建立虚面，进行荷载导荷，面单元的划分点落在桁架的节点上。风荷载 根据建筑荷载规范（GB50009-2001）的规定,作用在主要承重结构是风压标准值为：风压：。项目场地类别为B类。基本风压按照50年一遇的风压采用，0 = 0.65。根据建筑结构荷载规范 GB 5009-2012，得出建筑物风压体系数。图 5.3 体型及体系系数示意图地震荷载 根据建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）：1、威海市防地震烈度为7度，

15、设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度为0.1g。2、该工程场地的场地类别为II类。3、多遇地震的特征周期为0.35s，结构的阻尼比为0.035，max=0.08。地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数分别为， and 。雪荷载与活荷载雪荷载： 0.45kN/（50年），活荷载0.50kN/。组合计算时，取两者较大值0.50kN/作为活荷载温度荷载考虑施工情况，正负30度温差。荷载组合承载力设计组合LC1：1.35*重力荷载+1.4*0.7*活荷载LC2：1.2*重力荷载+1.4*活荷载LC3：1.2*重力荷载+1.4*风荷载（X方向）LC4：1.2*重力荷载+1.4*风荷载（Y方向）LC

16、5：1.2*重力荷载+1.3*水平地震（X方向）LC6：1.2*重力荷载+1.3*水平地震（Y方向）LC7：1.2*重力荷载+1.3*水平地震（Z方向）LC8：1.2*重力荷载+1.4*升温度30LC9：1.2*重力荷载+1.4*降温度30LC10：1.2*重力荷载+1.4*活荷载+0.6*1.4*升温度30LC11：1.2*重力荷载+1.4*活荷载+0.6*1.4*降温度30LC12：1.2*重力荷载+1.4*风荷载+0.6*1.4*升温度30LC13：1.2*重力荷载+1.4*风荷载+0.6*1.4*降温度30LC14：1.2*重力荷载+1.4*活荷载+0.6*1.4*风荷载（X方向）LC

17、15：1.2*重力荷载+1.4*活荷载+0.6*1.4*风荷载（Y方向）等使用状态设计组合DS1：1.0*重力荷载DS2：1.0*重力荷载+1.0*活荷载DS3：1.0*重力荷载+1.0*风荷载（X方向，压和吸）DS4：1.0*重力荷载+1.0*风荷载（Y方向，压和吸）DS5：1.0*重力荷载+1.0*水平地震（X）DS6：1.0*重力荷载+1.0*水平地震（Y）DS7：1.0*重力荷载+1.0*水平地震（Z）DS 8：1.0*重力荷载+1.0*升温度30DS 9：1.0*重力荷载+1.0*降温度30DS 10：1.0*重力荷载+1.0*活荷载+1.0*升温度30DS 11：1.0*重力荷载+

18、1.0*活荷载+1.0*降温度30弹性分析弹性分析假定计算软件采用SAP2000。计算机分析模型采用空间杆系模拟梁柱单元，考虑杆单元的剪切变形、轴向变形、弯曲变形和扭转变形。模型中结构构件的几何尺寸和结构图相符，材料性质是根据中国规范，以“膜单元”模拟屋面，以“梁-柱单元”模拟桁架杆件。由于钢结构温度的影响很大，本项目对温度应力采取“放”的思路，周边桁架的支座采用滑动支座，减少温度应力的影响。图 4.1 支座约束条件图 4.2 面荷载施加图 4.3 穹顶面荷载施加屋盖结构设计正常使用极限状态设计图 5.1 正常使用荷载包络组合作用下屋盖竖向位移屋面桁架在各工况下的竖向位移如下表：表5.1 屋面桁架竖向位移表项目恒载(mm)活载(mm)风荷载(mm)地震荷载(mm)正常使用包络组合(mm)屋面桁架-71.7-23.714.32.9-95.4顶部主桁架竖向最大位移max=95.4mm，满足max38800/400=97.0m