結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-玻璃雨篷計(jì)算書

1、北京皓海嘉業(yè)機(jī)械科技有限公司鈑金生產(chǎn)加工基地四號廠房玻璃雨篷設(shè)計(jì)計(jì)算書 山東沈?yàn)H幕墻裝飾工程公司北京分公司二一五年一月五日目錄1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.1 幕墻及采光頂相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范：1.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：1.3 玻璃規(guī)范：1.4 鋼材規(guī)范：1.5 膠類及密封材料規(guī)范：1.6 相關(guān)物理性能等級測試方法：1.7 建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(第二版)1.8 土建圖紙：2 基本參數(shù)2.1 雨篷所在地區(qū)2.2 地面粗糙度分類等級3 雨篷荷載計(jì)算3.1 玻璃雨篷的荷載作用說明3.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算3.3 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算3.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算3.5 雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算3.6 雨篷面活荷載設(shè)計(jì)值3.7

2、雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值3.8 選取計(jì)算荷載組合4 雨篷桿件計(jì)算4.1 懸臂梁的受力分析4.2 選用材料的截面特性4.3 梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算4.4 梁的撓度計(jì)算5 雨篷焊縫計(jì)算5.1 受力分析5.2 焊縫校核計(jì)算6 玻璃的選用與校核6.1 玻璃板塊荷載組合計(jì)算6.2 玻璃板塊荷載分配計(jì)算6.3 玻璃的強(qiáng)度計(jì)算6.4 玻璃最大撓度校核7 附錄 常用材料的力學(xué)及其它物理性能玻璃雨篷設(shè)計(jì)計(jì)算書 鋼結(jié)構(gòu)雨篷設(shè)計(jì)計(jì)算書1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.1 幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50429-2007玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003點(diǎn)支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 CECS127-2001點(diǎn)

3、支式玻璃幕墻支承裝置 JG138-2001吊掛式玻璃幕墻支承裝置 JG139-2001建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2009建筑幕墻 GB/T21086-2007建筑玻璃采光頂 JG/T231-20071.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：地震震級的規(guī)定 GB/T17740-1999鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002高處作業(yè)吊藍(lán) GB19155-2003工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T97-95混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 JGJ145-2004混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓 JG160-2004建筑表面用有機(jī)硅防水

4、劑 JC/T902-2002建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 CECS154：2003建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 JGJ81-2002建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn) GB/T50121-2005建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2008建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程 CECS180：2005建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001(2006年版、局部修訂)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2001(2008年版)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50016-2006建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-94(2000年版)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50018-2002預(yù)應(yīng)力筋

5、用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ85-20021.3 玻璃規(guī)范：鍍膜玻璃 第1部分：陽光控制鍍膜玻璃 GB/T18915.1-2002鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃 GB/T18915.2-2002防彈玻璃 GB17840-1999平板玻璃 GB11614-2009建筑用安全玻璃 第3部分：夾層玻璃 GB15763.3-2009建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2009幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 GB17841-2008熱彎玻璃 JC/T915-2003壓花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11

6、944-20021.4 鋼材規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005不銹鋼棒 GB/T1220-2007不銹鋼冷加工鋼棒 GB/T4226-2009不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 GB/T3280-2007不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 GB/T4237-2007不銹鋼絲 GB/T4240-2009建筑用不銹鋼絞線 JG/T200-2007不銹鋼小直徑無縫鋼管 GB/T3090-2000彩色涂層鋼板和鋼帶 GB/T12754-2006低合金鋼焊條 GB/T5118-1995低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB/T1591-2008建筑幕墻用鋼索壓管接頭 JG/T201-2007耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T4171-20

7、08高碳鉻不銹鋼絲 YB/T0961997合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-1999金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 GB/T13912-2002冷拔異形鋼管 GB/T3094-2000碳鋼焊條 GB/T5117-1999碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶GB/T912-2008碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶GB/T3274-2007優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-1999預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器 GB/T14370-20001.5 膠類及密封材料規(guī)范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墻玻璃接縫用密封膠 JC/T882-2001彩

8、色涂層鋼板用建筑密封膠 JC/T884-2001丁基橡膠防水密封膠粘帶 JC/T942-2004干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 JC887-2001工業(yè)用橡膠板 GB/T5574-1994混凝土建筑接縫用密封膠 JC/T881-2001建筑窗用彈性密封劑 JC485-2007建筑密封材料試驗(yàn)方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封膠 JC/T885-2001建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB16776-2005建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 GB/T19686-2005建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條 JG/T174-2005建筑裝飾用天然石材防護(hù)劑 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封膠 JC/T482

9、-2003聚硫建筑密封膠 JC/T483-2006絕熱用巖棉、礦棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定 GB/T529-1999石材用建筑密封膠 JC/T883-2001橡膠袖珍硬度計(jì)壓入硬度試驗(yàn)方法 GB/T531-1999修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑 HG/T3318-2002中空玻璃用彈性密封膠 JC/T486-2001中空玻璃用丁基熱熔密封膠 JC/T914-20031.6 相關(guān)物理性能等級測試方法：玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T139-2001玻璃幕墻光學(xué)性能 GB/T18091-2000彩色涂層鋼板和鋼帶試驗(yàn)方法 GB/T13448-2006鋼結(jié)構(gòu)

10、工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50205-2001混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50204-2002建筑防水材料老化試驗(yàn)方法 GB/T18244-2000建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法 GB/T15227-2007建筑幕墻抗震性能振動臺試驗(yàn)方法 GB/T18575-2001建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法 GB/T18250-2000建筑裝飾裝修工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50210-2001金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法 GB/T228-20021.7 建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(第二版)1.8 土建圖紙：2 基本參數(shù)2.1 雨篷所在地區(qū) 北京地區(qū)；2.2 地面粗糙度分類等級 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(

11、GB50009-2001) A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類地形考慮。3 雨篷荷載計(jì)算3.1 玻璃雨篷的荷載作用說明玻璃雨篷承受的荷載包括：自重、風(fēng)荷載、雪荷載以及活荷載。(1)自重：包括玻璃、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照500N/m2估算：(2)風(fēng)荷載：是垂直作用于雨篷表面的荷載，按GB50009采用；(3)雪荷載：是指雨篷水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用；(4)活荷載：是指雨篷水平投影面

12、上的活荷載，按GB50009，可按500N/m2采用； 在實(shí)際工程的雨篷結(jié)構(gòu)計(jì)算中，對上面的幾種荷載，考慮最不利組合，有下面幾種方式，取用其最大值： A：考慮正風(fēng)壓時： a.當(dāng)永久荷載起控制作用的時候，按下面公式進(jìn)行荷載組合： Sk+=1.35Gk+0.61.4wk+0.71.4Sk(或Qk) b.當(dāng)永久荷載不起控制作用的時候，按下面公式進(jìn)行荷載組合： Sk+=1.2Gk+1.4wk+0.71.4Sk(或Qk) B：考慮負(fù)風(fēng)壓時： 按下面公式進(jìn)行荷載組合： Sk-=1.0Gk+1.4wk3.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)計(jì)算： wk+=gzzs1+w0 7.

13、1.1-2GB50009-2001 2006年版 wk-=gzzs1-w0上式中： wk+：正風(fēng)壓下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； wk-：負(fù)風(fēng)壓下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：5.5m； gz：瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計(jì)算： gz=K(1+2f) 其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動系數(shù) A類場地： gz=0.92(1+2f) 其中：f=0.387(Z/10)-0.12 B類場地： gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C類場地： gz=0.85(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22

14、D類場地： gz=0.80(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3對于C類地形，4.5m高度處瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.85(1+2(0.734(Z/10)-0.22)=2.3374 z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計(jì)算： A類場地： z=1.379(Z/10)0.24 當(dāng)Z300m時，取Z=300m，當(dāng)Z350m時，取Z=350m，當(dāng)Z400m時，取Z=400m，當(dāng)Z450m時，取Z=450m，當(dāng)Z30m時，取Z=30m；對于C類地形，5.5m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=0.616(Z/10)0.44=0.7363 s1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)，對于雨篷

15、結(jié)構(gòu)，按規(guī)范，計(jì)算正風(fēng)壓時，取s1+=0.5；計(jì)算負(fù)風(fēng)壓時，取s1-=-2.0； 另注：上述的局部體型系數(shù)s1(1)是適用于圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A大于或等于10m2時，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件的從屬面積小于10m2而大于1m2時，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中：當(dāng)A10m2時取A=10m2；當(dāng)A1m2時取A=1m2； w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行GB50009-2001附表D.4(全國基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期

16、50年，北京地區(qū)取0.00045MPa；(1)計(jì)算龍骨構(gòu)件的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 龍骨構(gòu)件的從屬面積： A=3.11.5=4.65m2 LogA=0.667 sA1+(A)=s1+(1)+s1+(10)-s1+(1)logA =0.433 sA1-(A)=s1-(1)+s1-(10)-s1-(1)logA =1.733 wkA+=gzzsA1+w0 =2.33740.73630.4330.00045 =0.000335MPa wkA-=gzzsA1-w0 =2.33740.73631.7330.00045 =0.001342MPa(2)計(jì)算玻璃部分的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 玻璃構(gòu)件的從屬面積： A=1.51

17、.5=2.25m2 LogA=0.352 sB1+(A)=s1+(1)+s1+(10)-s1+(1)logA =0.465 sB1-(A)=s1-(1)+s1-(10)-s1-(1)logA =1.859 wkB+=gzzsB1+w0 =2.33740.73630.4650.00045 =0.00036MPa wkB-=gzzsB1-w0 =2.33740.73631.8590.00045 =0.00144MPa3.3 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算 wA+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷龍骨上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； wkA+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷龍骨上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； wA-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在雨

18、篷龍骨上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； wkA-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在雨篷龍骨上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； wA+=1.4wkA+ =1.40.000335 =0.000469MPa wA-=1.4wkA- =1.40.001342 =0.001879MPa wB+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； wkB+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷玻璃上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； wB-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在雨篷玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； wkB-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在雨篷玻璃上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； wB+=1.4wkB+ =1.40.00036 =0.000504MPa wB-=1.

19、4wkB- =1.40.00144 =0.002016MPa3.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 Sk：作用在雨篷上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa) S0：基本雪壓，根據(jù)現(xiàn)行GB50009-2001取值，北京地區(qū)50年一遇最大積雪的自重：0.0004MPa. r：屋面積雪分布系數(shù)，按表6.2.1GB50009-2001，為2.0。 根據(jù)GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： Sk=rS0 =2.00.0004 =0.0008MPa3.5 雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算 S：雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； S=1.4Sk =1.40.0008 =0.00112MPa3.6 雨篷面活荷載設(shè)計(jì)值 Q：雨篷面活荷載設(shè)計(jì)值

20、(MPa)； Qk：雨篷面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值?。?00N/m2 Q=1.4Qk =1.4500/1000000 =0.0007MPa 因?yàn)镾kQk，所以計(jì)算時雪荷載參與正壓組合！3.7 雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值 G+：正壓作用下雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； G-：負(fù)壓作用下雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； Gk：雨篷結(jié)構(gòu)平均自重取0.0005MPa； 因?yàn)镚k與其它可變荷載比較，不起控制作用，所以： G+=1.2Gk =1.20.0005 =0.0006MPa G-=Gk =0.0005MPa3.8 選取計(jì)算荷載組合(1)正風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算： SkA+：正風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)

21、； SA+：正風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； SkA+=Gk+wkA+0.7Sk =0.001395MPa SA+=G+wA+0.7S =0.001853MPa SkB+：正風(fēng)壓作用下的玻璃的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； SB+：正風(fēng)壓作用下的玻璃的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； SkB+=Gk+wkB+0.7Sk =0.00142MPa SB+=G+wB+0.7S =0.001888MPa(2)負(fù)風(fēng)壓的荷載組合計(jì)算： SkA-：負(fù)風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； SA-：負(fù)風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； SkA-=Gk+wkA- =0.000842MPa S

22、A-=G-+wA- =1.0Gk+1.4wkA- =0.001379MPa SkB-：負(fù)風(fēng)壓作用下的玻璃的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； SB-：負(fù)風(fēng)壓作用下的玻璃的荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)； SkB-=Gk+wkB- =0.00094MPa SB-=G-+wB- =1.0Gk+1.4wkB- =0.001516MPa(3)最不利荷載選?。?SkA：作用在龍骨上的最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)； SA：作用在龍骨上的最不利荷載設(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))： SkA=0.001395MPa SA=0.001853MPa SkB：作用在玻璃上的最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)

23、值組合(MPa)； SB：作用在玻璃上的最不利荷載設(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))： SkB=0.00142MPa SB=0.001888MPa4 雨篷桿件計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：5.5m； 2：力學(xué)模型：懸臂梁； 3：荷載作用：集中荷載(有拉桿作用)； 4：懸臂總長度：L=4000mm，受力模型圖中a=500mm，b=2600mm； 5：拉桿截面面積：703mm2 6：分格寬度：B=2250mm； 7：玻璃板塊配置：夾層玻璃8 +8 mm； 8：懸臂梁材質(zhì)：Q235；本處桿件按懸臂梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：4.1 結(jié)構(gòu)的受力分析(1

24、)集中荷載值計(jì)算： 本工程結(jié)構(gòu)的每個梁上，共有i=3個集中力作用點(diǎn)，下面對這些力分別求值： Pki：每個集中力的標(biāo)準(zhǔn)值(N)； Pi：每個集中力的設(shè)計(jì)值(N)； ai：每個分格的沿懸臂梁方向的長度(mm)； Sk：組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； S：組合荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； B：分格寬度(mm)； a1=200mm a2=1789mm a3=1789mm Pk1=SkBa2/2 =1569.375N P1=SBa2/2 =2084.625N Pk3=SkBa3/2 =1569.375N P3=SBa3/2 =2084.625N Pk2=SkB(a2+a3)/2 =3138.75N P2=SB(a

25、2+a3)/2 =4169.25N(2)懸臂梁上拉桿作用點(diǎn)在集中荷載作用下的彎曲撓度計(jì)算： 分別計(jì)算不同集中荷載在該點(diǎn)產(chǎn)生的撓度，矢量累加得到該點(diǎn)在集中荷載作用下的撓度為： df=dfi =49.451mm(3)拉桿軸力計(jì)算： 由于拉桿在雨篷外力作用下在鉸接點(diǎn)產(chǎn)生的位移量在垂直方向上的矢量代數(shù)和等于拉桿在軸力作用下產(chǎn)生的位移量在垂直方向上的矢量即： P：拉桿作用力在垂直方向上的分力(N)； PL拉桿/EA=49.451-Pb3/3EI E：材料的彈性模量，為206000MPa； L拉桿：拉桿的長度； A：拉桿截面面積(mm2)； P=3434.19N拉桿的軸向作用力為： N=P/sin =39

26、65.461N(4)雨篷桿件截面最大彎矩處(距固定端距離為x處)的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算： Mmax：懸臂梁最大彎矩設(shè)計(jì)值(Nmm)； x：距固定端距離為x處(最大彎矩處)； L：懸臂總長度(mm)； a、b：長度參數(shù)，見模型圖(mm)； 經(jīng)過計(jì)算機(jī)的優(yōu)化計(jì)算，得： x=0mm |Mmax|=4412706Nmm4.2 選用材料的截面特性(1)懸臂桿件的截面特性： 材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=215MPa； 材料彈性模量：E=206000MPa； 主力方向慣性矩：I=1980000mm4； 主力方向截面抵抗矩：W=39700mm3； 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.05；(2)拉桿桿件的截面特性： 拉桿的截面面積：

27、A=703mm2； 材料的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f1=215MPa； 材料的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f2=215MPa； 材料彈性模量：E=206000MPa；4.3 梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算抗彎強(qiáng)度應(yīng)滿足： NL/A+Mmax/Wf上式中： NL：梁受到的軸力(N)； A：梁的截面面積(mm3)； Mmax：懸臂梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值(Nmm)； W：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)； ：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05； f：材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；則： NL=Pctg =1982.731N NL/A+Mmax/W=1982.731/1275+4412706/1.05/39700 =107.413MPa

28、215MPa懸臂梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。4.4 拉桿的抗拉(壓-穩(wěn)定性)強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù)： 對于受拉桿件，校核：N/Af 對于受壓桿件，需要進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，校核：N/Af其中： ：軸心受壓柱的穩(wěn)定系數(shù)，查表6.3.8102-2003及表C.2GB50017-2003取值； i：截面回轉(zhuǎn)半徑，i=(I/A)0.5； ：構(gòu)件的長細(xì)比，不宜大于250，=L/i； 因?yàn)榻M合荷載是正風(fēng)壓荷載，所以，拉桿是承受拉力的。校核依據(jù)： N/A215MPa N/A=3965.461/703 =5.641MPa215MPa拉桿的抗拉強(qiáng)度滿足要求。4.5 梁的撓度計(jì)算 主梁的最大撓度可能在2點(diǎn)出現(xiàn)，其一是A點(diǎn)，另一點(diǎn)可能

29、在BC段之間，經(jīng)過計(jì)算機(jī)有限元優(yōu)化分析得到：(1)A點(diǎn)撓度的驗(yàn)算： dfA：結(jié)構(gòu)組合作用下的A點(diǎn)撓度(mm)； df,lim：按規(guī)范要求，懸臂桿件的撓度限值(mm)； df,lim=2L/250=24.8mm dfA=0.008mmdf,lim=24.8mm懸臂梁桿件A點(diǎn)的撓度滿足要求!(2)BC段最大撓度的驗(yàn)算： dfx：懸臂梁BC段撓度計(jì)算值(mm)； x：距固定端距離為x處(最大撓度處)； 經(jīng)過計(jì)算機(jī)的優(yōu)化計(jì)算，得： x=1491mm dfx=0.915mmdf,lim=24.8mm懸臂梁桿件BC段的撓度滿足要求!5 雨篷焊縫計(jì)算基本參數(shù)： 1：焊縫高度：hf=4mm； 2：焊縫有效截面

30、抵抗矩：W=76970mm3； 3：焊縫有效截面積：A=2532.4mm2；5.1 受力分析 V：固端剪力(N)； NL：軸力(mm)； M：固端彎矩(Nmm)；經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算分析得： V=5182.26N NL=1982.731N M=4407801.69Nmm5.2 焊縫校核計(jì)算校核依據(jù)： (f/f)2+f2)0.5ffw 7.1.3-3GB50017-2003上式中： f：按焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力(MPa)； f：正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，取1.22； f：按焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力(MPa)； ffw：角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)； (f/f)

31、2+f2)0.5 =(M/1.22W+NL/1.22A)2+(V/A)2)0.5 =(4407801.69/1.22/76970+1982.731/1.22/2532.4)2+(5182.26/2532.4)2)0.5 =47.625MPa 47.625MPaffw=160MPa焊縫強(qiáng)度能滿足要求。6 玻璃的選用與校核基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：5.5m； 2：玻璃板尺寸：寬高=BH=1789mm2250mm； 3：玻璃配置：夾層玻璃，夾層玻璃：8 +8 mm；上片鋼化玻璃，下片鋼化玻璃；模型簡圖為：6.1 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

32、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)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Gk=g(t1+t2) =25.6/1000000(8+8) =0.00041MPa因?yàn)镚k與其它可變荷載比較，不起控制作用，所以： G+：正壓作用下雨篷玻璃恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； G-：負(fù)壓作用下雨篷玻璃恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)； Gk：玻璃板塊自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； G+=1.2Gk =1.20.00041 =0.000492MPa G-=Gk =0.00041MPa(2)正風(fēng)壓的荷載組合計(jì)

33、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+0.7Sk =0.00133MPa S+=G+w+0.7S =0.00178MPa(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- =0.00103MPa S-=G-+w- =1.0Gk+1.4wk- =0.001606MPa(4)最不利荷載選?。?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))

34、： Sk=0.00133MPa S=0.00178MPa6.2 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) =0.0013383/(83+83) =0.000665MPa S1=St13/(t13+t23) =0.0017883/(

35、83+83) =0.00089MPa Sk2=Skt23/(t13+t23) =0.0013383/(83+83) =0.000665MPa S2=St23/(t13+t23) =0.0017883/(83+83) =0.00089MPa6.3 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)間玻璃面板長邊邊長(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 =0.00066512504/72

36、000/84 =5.505按系數(shù)1，查表6.1.2-2JGJ102-2003，1=0.996； 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)間玻璃面板長邊邊長(mm)； t1：上片玻璃厚度(mm)； m1：上片玻璃彎矩系數(shù), 查表得m1=0.154； 1=6m1S1a21/t12 =60.1540.00089125020.996/82 =19.997MPa 19.997MPafg1=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

37、玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； a：支撐點(diǎn)間玻璃面板長邊邊長(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 =0.00066512504/72000/84 =5.505按系數(shù)2，查表6.1.2-2JGJ102-2003，2=0.996 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)間玻璃面板長邊邊長(mm)； t2：下片玻璃厚度(mm)； m2：下片玻璃彎矩系數(shù), 查表得m2=0.154； 2=6m2S2a22/t22

38、=60.1540.00089125020.996/82 =19.997MPa 19.997MPafg2=42MPa(鋼化玻璃)下片玻璃的強(qiáng)度滿足!6.4 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=0.02603； D：玻璃的彎曲剛度(Nmm)； df,lim：許用撓度，取支撐點(diǎn)間玻璃面板長邊邊長的60，為20.833mm；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

39、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 =(83+83)1/3 =10.079mm D=Ete3/(12(1-2) =7200010.0793/(12(1-0.22) =6399298.269Nmm ：玻璃板塊的計(jì)算參數(shù)； =Ska4/Ete4 6.1.2-3JGJ102-2003 =0.0013312504/72000/10.0794 =4.3701按參數(shù)，查表6.1.2-2JGJ102-2003，=1 df=Ska4/D =10.026030.0013312504/6399298.269 =13.208mm

40、 13.208mmdf,lim=20.833mm玻璃的撓度能滿足要求!7 雨篷埋件計(jì)算(后錨固結(jié)構(gòu))7.1 校核處埋件受力分析 V：剪力設(shè)計(jì)值(N)； N：軸向拉(壓)力設(shè)計(jì)值(N)，本處為軸向壓力； M：根部彎矩設(shè)計(jì)值(Nmm)；根據(jù)前面的計(jì)算，得： N=1982.731N V=5182.26N M=4407801.69Nmm7.2 錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計(jì)算 按5.2.2JGJ145-2004規(guī)定，在軸心拉力和彎矩共同作用下(下圖所示)，進(jìn)行彈性分析時，受力最大錨栓的拉力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：1：當(dāng)N/n-My1/yi20時：Nsdh=N/n+My1/yi22：當(dāng)N/n-My1/

41、yi20時：Nsdh=(NL+M)y1/yi/2在上面公式中：M：彎矩設(shè)計(jì)值；Nsdh：群錨中受拉力最大錨栓的拉力設(shè)計(jì)值；y1，yi：錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離；y1/，yi/：錨栓1及i至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；L：軸力N作用點(diǎn)至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；在本例中：N/n-My1/yi2 =1982.731/4-4407801.6975/22500 =-14196.99因?yàn)椋?-14196.990所以： Nsdh=(NL+M)y1/yi/2=15188.355N按JGJ102-2003的5.5.7中第七條規(guī)定，這里的Nsdh再乘以2就是現(xiàn)場實(shí)際拉拔應(yīng)該達(dá)到的值。7.3 群錨受

42、剪內(nèi)力計(jì)算 按5.3.1JGJ145-2004規(guī)定，當(dāng)邊距c10hef時，所有錨栓均勻分?jǐn)偧羟泻奢d； 當(dāng)邊距c10hef時，部分錨栓分?jǐn)偧羟泻奢d；其中：hef：錨栓的有效錨固深度；c：錨栓與混凝土基材之間的距離；本例中：c=100mm10hef=600mm所以部分螺栓受剪，承受剪力最大錨栓所受剪力設(shè)計(jì)值為：Vsdh=V/m=2591.13N7.4 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計(jì)算NRd,s=kNRk,s/RS,N 6.1.2-1JGJ145-2004NRk,s=Asfstk 6.1.2-2JGJ145-2004上面公式中：NRd,s：錨栓鋼材破壞時的受拉承載力設(shè)計(jì)值；NRk,s：錨栓鋼材破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值； k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表7.0.5JGJ145-200