主入口雨蓬計(jì)算

主入口雨蓬設(shè)計(jì)計(jì)算書CALCULATION DOCUMENT工程名稱：_ 鹽城師范學(xué)院新校區(qū)圖書館 工程編號(hào)： 06-A-014 項(xiàng)目名稱： 圖書館 委托單位： 鹽城師范學(xué)院 計(jì) 算 人： 校 對(duì) 人： 審 核 人： 日 期： 2006-12-21 同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院THE ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTEOF TONG JI UNIVERSITY主入口雨蓬計(jì)算本部分雨蓬位于急門診樓主入口，建筑高度為9.8m。采用10+1.52PVB+10mm鋼化夾膠玻璃，玻璃最大分格為18501850mm(WH).8.1、荷載計(jì)算：8.1.1 風(fēng)荷載計(jì)算：計(jì) 算 式： 式 中： 作用于幕墻的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 陣風(fēng)系數(shù)，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092001，查表并插值可得：風(fēng)載荷體型系數(shù)（負(fù)風(fēng)壓）風(fēng)壓高度變化系數(shù)。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092001得 =1.00- 基本風(fēng)壓 計(jì)算結(jié)果： 8.1.2 自重荷載計(jì)算：玻璃單元構(gòu)件自重: 型材、玻璃及連接件的重量：計(jì) 算 式： 式 中： 單元構(gòu)件的重量。 玻璃的單位面積重量。 -連接件單位面積安裝重量。 計(jì)算結(jié)果： 8.1.3 地震作用計(jì)算：計(jì) 算 式： 式 中： -垂直于玻璃幕墻平面的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 。 -玻璃幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值。取-玻璃板塊單元構(gòu)件的單位面積重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 =0.612。 -玻璃幕墻平面面積。 -水平地震影響系數(shù)最大值，鹽城市抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.1g。 =0.08 -動(dòng)力放大系數(shù)。 =5.0 計(jì)算結(jié)果： =0.245。8.1.4 活荷載 8.1.5 在力學(xué)計(jì)算時(shí)，荷載和作用效應(yīng)組合后的設(shè)計(jì)值。第一種工況：幕墻承受負(fù)風(fēng)壓和重力荷載垂直荷載和作用效應(yīng)組合后的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。計(jì) 算 式： 計(jì)算結(jié)果： 在進(jìn)行位移和撓度計(jì)算時(shí)，垂直荷載和作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行組合。計(jì) 算 式： 計(jì)算結(jié)果： 第二種工況：幕墻承受活荷載和重力荷載垂直荷載和作用效應(yīng)組合后的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。計(jì) 算 式： 計(jì)算結(jié)果： 在進(jìn)行位移和撓度計(jì)算時(shí)，垂直荷載和作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行組合。計(jì) 算 式： 計(jì)算結(jié)果： 8.2、 桿件校核8.2.1截面特性：60x4鋼管橫截面參數(shù)：橫截面面積： A=7.03cm2 彎矩作用方向的橫截面慣性矩： Ix =27.7cm4 彎矩作用方向的橫截面抗彎矩： Wx =9.24cm3 型材局部壁厚： t=4mm 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度： =215N/mm2 彈性模量： E=206000N/mm2 型材材料： Q235工字鋼的橫截面參數(shù)如下： 橫截面面積： A=48.46cm2 X彎矩作用方向的橫截面慣性矩： Ix =5133cm4 X彎矩作用方向的橫截面抗彎矩： Wx =410cm3Y彎矩作用方向的橫截面慣性矩： Iy=563cm4 Y彎矩作用方向的橫截面抗彎矩： Wy =75cm3 型材局部壁厚： t=8mm 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度： =215N/mm2 彈性模量： E=206000N/mm2 型材材料： Q2358.2.2 用SAP2000對(duì)整體結(jié)構(gòu)建模進(jìn)行計(jì)算分析，鋼結(jié)構(gòu)自重計(jì)算時(shí)軟件自動(dòng)計(jì)入。計(jì)算模型按線荷載加載，并分強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Load1）和剛度設(shè)計(jì)值（Load2）兩種情況。剛度設(shè)計(jì)值分項(xiàng)系數(shù)取1.0，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值分項(xiàng)系數(shù)取1.4。根據(jù)我們的分析計(jì)算，整個(gè)結(jié)構(gòu)的撓度最大值和桿件應(yīng)力系數(shù)最大值均出現(xiàn)在第二種工況。其中所加的線性荷載為： （強(qiáng)度1校核） （剛度1校核） （強(qiáng)度2校核） （剛度2校核）8.23 SAP2000計(jì)算結(jié)果 第一種工況最大變形和最危險(xiǎn)桿件校核 工字鋼：N=11.31KN MX=11.93 MY=7.9560x4 鋼管: N=25KN 校核： 32 mm (4250/250*2=34mm) 結(jié)論：剛度滿足要求。對(duì)于工字鋼： 133x6 鋼管校核強(qiáng)度 : 計(jì) 算 式：。式 中： -構(gòu)件的計(jì)算強(qiáng)度(MPa)。 -鋼件的截面積(m2)。 =0.70310-3 m2 -受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)。查表：0.30=l/i=l/(I/A)1/2=1x3/(0.27710-6/0.70310-3)1/2=152-構(gòu)件的軸向壓力 (KN)。25(KN)。-鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值, 215 MPa 計(jì)算結(jié)果： 118Mpa =215 Mpa結(jié)論： 強(qiáng)度穩(wěn)定性滿足要求。從上面校核得出結(jié)論：工況1雨蓬桿件的強(qiáng)度和剛度均滿足要求。第二種工況最大變形和最危險(xiǎn)桿件校核 工字鋼：N=21.95KN MX=15.93 MY=12.3960x4 鋼管: N=49.9KN 校核： 34 mm (4250/250*2=34mm) 結(jié)論：剛度滿足要求。對(duì)于工字鋼： 60x4 鋼管校核強(qiáng)度 : 計(jì) 算 式：。式 中： -構(gòu)件的計(jì)算強(qiáng)度(MPa)。 -鋼件的截面積(m2)。 =0.70310-3 m2-構(gòu)件的軸向拉力 (KN)。49.9(KN)。-鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值, 215 MPa 計(jì)算結(jié)果： 71Mpa =215 Mpa結(jié)論： 強(qiáng)度穩(wěn)定性滿足要求。從上面校核得出結(jié)論：工況2雨蓬桿件的強(qiáng)度和剛度均滿足要求。8.3、幕墻玻璃的選用與校核基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：9.8m； 2：玻璃板尺寸：寬高=BH=1400mm1850mm； 3：玻璃配置：夾層玻璃，夾層玻璃：10+10mm；上片鋼化玻璃，下片鋼化玻璃；模型簡(jiǎn)圖為：1.玻璃板塊荷載組合計(jì)算：(1)玻璃板塊自重： Gk：玻璃板塊自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； G：玻璃板塊自重設(shè)計(jì)值(MPa)； t1：玻璃板塊上片玻璃厚度(mm)； t2：玻璃板塊下片玻璃厚度(mm)； g：玻璃的體積密度(N/mm3)； wk+：正風(fēng)壓作用下作用在雨蓬上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Gk=g(t1+t2) =25.6/1000000(10+10) =0.000512MPa因?yàn)镚k與其它可變荷載比較，不起控制作用，所以： G+：正壓作用下雨蓬玻璃恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； G-：負(fù)壓作用下雨蓬玻璃恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； Gk：玻璃板塊自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； G+=1.2Gk =1.20.000512 =0.000614MPa G-=Gk =0.000512MPa(2)正風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算： Sk+：正風(fēng)壓作用下的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； S+：正風(fēng)壓作用下的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； Sk+=Gk+wk+0.7Qk =0.001486MPa S+=G+w+0.7Q =0.001978MPa(3)負(fù)風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算： Sk-：正風(fēng)壓作用下的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； S-：正風(fēng)壓作用下的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； Sk-=Gk+wk- =0.000736MPa S-=G-+w- =1.0Gk+1.4wk- =0.001235MPa(4)最不利荷載選取： Sk：最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； S：最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； 按上面2項(xiàng)結(jié)果，選最不利因素(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn))： Sk=0.001486MPa S=0.001978MPa2.玻璃板塊荷載分配計(jì)算： Sk：最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； S：最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； t1：上片玻璃厚度(mm)； t2：下片玻璃厚度(mm)； Sk1：分配到上片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； S1：分配到上片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)； Sk2：分配到下片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； S2：分配到下片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)； Sk1=Skt13/(t13+t23) =0.001486103/(103+103) =0.000743MPa S1=St13/(t13+t23) =0.001978103/(103+103) =0.000989MPa Sk2=Skt23/(t13+t23) =0.001486103/(103+103) =0.000743MPa S2=St23/(t13+t23) =0.001978103/(103+103) =0.000989MPa3.玻璃的強(qiáng)度計(jì)算： 校核依據(jù)：fg(1)上片校核： 1：上片玻璃的計(jì)算參數(shù)； 1：上片玻璃的折減系數(shù)； Sk1：作用在上片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； a：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； E：玻璃的彈性模量(MPa)； t1：上片玻璃厚度(mm)； 1=Sk1a4/Et14 6.1.2-3JGJ102-2003 =0.00074316004/72000/104 =6.763按系數(shù)1，查表6.1.2-2JGJ102-2003，1=0.986； 1：上片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)； S1：作用在幕墻上片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)； a：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； t1：上片玻璃厚度(mm)； m1：上片玻璃彎矩系數(shù), 查表得m1=0.1412； 1=6m1S1a21/t12 =60.14120.000989160020.986/102 =21.149MPa 21.149MPafg1=42MPa(鋼化玻璃)上片玻璃的強(qiáng)度滿足!(2)下片校核： 2：下片玻璃的計(jì)算參數(shù)； 2：下片玻璃的折減系數(shù)； Sk2：作用在下片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； a：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； E：玻璃的彈性模量(MPa)； t2：下片玻璃厚度(mm)； 2=Sk2a4/Et24 6.1.2-3JGJ102-2003 =0.00074316004/72000/104 =6.763按系數(shù)2，查表6.1.2-2JGJ102-2003，2=0.986 2：下片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)； S2：作用在幕墻下片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)； a：支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； t2：下片玻璃厚度(mm)； m2：下片玻璃彎矩系數(shù), 查表得m2=0.1412； 2=6m2S2a22/t22 =60.14120.000989160020.986/102 =21.149MPa 21.149MPafg2=42MPa(鋼化玻璃)下片玻璃的強(qiáng)度滿足!4.玻璃最大撓度校核：校核依據(jù)： df=Ska4/Ddf,lim 6.1.3-2JGJ102-2003上面公式中： df：玻璃板撓度計(jì)算值(mm)； ：玻璃撓度的折減系數(shù)； ：玻璃撓度系數(shù)，查表得=0.01798； D：玻璃的彎曲剛度(Nmm)； df,lim：許用撓度，取支撐點(diǎn)間玻璃面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)的60，為26.667mm；其中： D=Ete3/(12(1-2) 6.1.3-1JGJ102-2003上式中： E：玻璃的彈性模量(MPa)； te：玻璃的等效厚度(mm)； ：玻璃材料泊松比，為0.2； te=(t13+t23)1/3 6.1.4-5JGJ102-2003 =(103+103)1/3 =12.599mm D=Ete3/(12(1-2) =7200012.