很實(shí)用的雨篷計(jì)算(范例)

1、長(zhǎng)沙運(yùn)達(dá)綜合體幕墻工程 瑞吉酒店雨篷計(jì)算運(yùn)達(dá)中央廣場(chǎng)瑞吉南面雨篷系統(tǒng)計(jì)算書設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 中國(guó)建筑裝飾集團(tuán)有限公司二零一四年九月1目 錄瑞吉酒店雨篷系統(tǒng)計(jì)算1§1、雨篷面荷載確定標(biāo)高：4.5m1§2、雨篷8+1.52PVB+8mm夾膠玻璃面板計(jì)算4§3、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)計(jì)算7§4、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)固定鋼梁計(jì)算15§5、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)固定鋼梁焊縫強(qiáng)度計(jì)算19瑞吉酒店雨篷系統(tǒng)計(jì)算§1、雨篷面荷載確定標(biāo)高：4.5m雨篷系統(tǒng)分析包括8+1.52PVB+8mm夾膠鋼化玻璃和3mm厚鋁單板作飾面材料，為保守計(jì)算，按玻璃和鋁單板自

2、重平均值取，該部位最大計(jì)算標(biāo)高5.0m，玻璃區(qū)域單位面積自重為0.250kN/m2（該值包括8+1.52PVB+8mm夾膠鋼化玻璃、3mm鋁單板、輔助型材及其它連 接附件，即在8+1.52PVB+8mm夾膠鋼化玻璃的單位面積自重的基礎(chǔ)上考慮1.2倍的系數(shù)，但不包括支撐鋼結(jié)構(gòu)本身的自重，支撐鋼結(jié)構(gòu)本身的自重0.30 N/m2）。1.1、風(fēng)荷載計(jì)算根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012，對(duì)于粗糙度為B類的地區(qū)，該處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)為z=1.0，陣風(fēng)風(fēng)壓系數(shù)gz=1.7。（1）、負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載體型系數(shù)取-1.3時(shí)的風(fēng)荷載（用于頂部面板，為保守計(jì)算現(xiàn)取值-1.3）：根據(jù)載荷確定的有關(guān)公式可得：=

3、-1.70×1.0×1.3×0.35=-0.774(kN/m2)=-1.4×0.774=-1.083(kN/m2)（2）、正風(fēng)壓風(fēng)荷載體型系數(shù)取+1.3時(shí)的風(fēng)荷載（作用于頂部面板，由于雨棚屬于懸挑結(jié)構(gòu)，為保守計(jì)算現(xiàn)取值+1.3）：=1.70×1.0×1.3×0.35 =0.774(kN/m2)=1.4×0.774=1.083(kN/m2)1.2、雪荷載計(jì)算根據(jù)現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012和長(zhǎng)沙地方規(guī)范取值：0.7 kN/m2。（用于雨篷頂面板的水平頂面），為保守計(jì)算積雪系數(shù)取1.4。=1.4

4、5;0.70=0.98(kN/m2)1.3、活荷載確定根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范-2012，活荷載按0.5kN/m2考慮（用于雨篷頂施工、檢修），其值和雪荷載進(jìn)行比較取大值。1.4、自重確定雨篷玻璃區(qū)域，考慮輔助型材及其它連接附件附件等因素，單位面積自重按0.492kN/m2計(jì)（不包括鋼架自重），雨篷鋼架體型自重，因?yàn)镾AP2000計(jì)算分析時(shí)能自動(dòng)計(jì)入，進(jìn)行組合時(shí)不再考慮。1.5、地震作用垂直于幕墻平面水平分布地震作用力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：式中 qEk垂直于幕墻平面水平分布地震作用力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；E動(dòng)力放大系數(shù)，可取5.0；max水平地震影響系數(shù)最大，設(shè)防烈度6度取0.04；qGk幕墻構(gòu)件單

5、位面積的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)。根據(jù)規(guī)范要求，地震載荷的分項(xiàng)系數(shù)取E=1.3，即地震作用的設(shè)計(jì)值為：根據(jù)載荷確定的有關(guān)公式可得： qEk=5.0×0.04×0.25 =0.05(kN/m2) qE =1.3×0.05=0.065(kN/m2)1.6、作用于雨篷頂面板上荷載效應(yīng)組合根據(jù)規(guī)范，幕墻構(gòu)件按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下式規(guī)定（負(fù)風(fēng)壓不考慮雪荷載或活荷載作用）： 式中：Sw 作用效應(yīng)組合的標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；S作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值(kN/m2)。從而，垂直作用于玻璃幕墻表面上的載荷標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值為（1）負(fù)風(fēng)壓作用時(shí)采光頂玻璃面板上各

6、種荷載效應(yīng)的組合為：標(biāo)準(zhǔn)值：(kN/m2) （方向向上） 設(shè)計(jì)值：(kN/m2) （方向向上） （2）正風(fēng)壓作用時(shí)雨篷面板上各種荷載效應(yīng)的組合為（不包括面板自重）：標(biāo)準(zhǔn)值：(kN/m2) （方向向下）設(shè)計(jì)值 (kN/m2) （方向向下） 由此可見負(fù)風(fēng)壓影響較小，由于正風(fēng)壓較大，對(duì)于玻璃面板、鋼梁等支撐系統(tǒng)主要考慮正風(fēng)壓影響（注意：以上荷載不包括鋼架自重，SAP2000計(jì)算時(shí)自動(dòng)計(jì)入）。§2、雨篷8+1.52PVB+8mm夾膠玻璃面板計(jì)算綜合考慮雨篷頂8+1.52PVB+8mm夾膠玻璃面板所處位置的標(biāo)高、玻璃的分格尺寸、玻璃品種、玻璃厚度和連接型式等因素，以下的幾種情況最為不利，須對(duì)玻

7、璃面板的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核。圖1 雨篷示意圖2.1、夾層玻璃內(nèi)、外片強(qiáng)度校核 玻璃按四邊簡(jiǎn)支該處夾層玻璃內(nèi)、外片的最大彎曲應(yīng)力可依據(jù)如下的公式計(jì)算： 式中： 夾層玻璃內(nèi)、外片的最大彎曲應(yīng)力(N/mm2)；m 彎矩系數(shù)；S載荷設(shè)計(jì)值(N/mm2)；S1分配到夾層玻璃外片的載荷設(shè)計(jì)值(N/mm2)；a玻璃短邊支撐點(diǎn)之間距離(mm)；E 玻璃的彈性模量(N/mm2)；t1夾層中空玻璃外片的厚度(mm)；t2夾層玻璃內(nèi)片的厚度(mm)；參數(shù)；夾層玻璃外片的應(yīng)力折減系數(shù)；fg夾層玻璃外片的大面強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)。由Lx=500mm，Ly=1500mm，Lx/Ly=0.33，可查得：彎矩系數(shù)m=0.

8、1180，撓度系數(shù)=0.01223。 =1.155(kN/m2) 由=0.23，可查得：應(yīng)力折減系數(shù)=1.0。則： =4.29(N/mm2)可見，fg=84(N/mm2)，所選夾層玻璃外片的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。2.2、玻璃剛度校核玻璃按四邊簡(jiǎn)支該處玻璃的最大撓度可依據(jù)如下的公式計(jì)算：式中：df在載荷標(biāo)準(zhǔn)值作用下玻璃的最大撓度(mm)；撓度系數(shù)；Sk 載荷標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)；a 玻璃短邊的長(zhǎng)度(mm)； E 玻璃的彈性模量(N/mm2)；te玻璃的等效厚度(mm)；t1玻璃外片的厚度(mm)；t2玻璃內(nèi)片的厚度(mm)；D 玻璃的剛度(N.mm)；玻璃的泊松比；參數(shù)；玻璃的撓度折減系數(shù)；df,l

9、im 玻璃的最大許可撓度(mm)。由Lx=500mm，Ly=1500mm，Lx/Ly=0.33，可查得：彎矩系數(shù)m=0.1180，撓度系數(shù)=0.01223。(mm)由=0.36，可查得：撓度折減系數(shù)=1.0。 =6401203(N.mm) 則： =0.204(mm)由于： df/a=0.204/5001/24511/60 ， 即 df =0.204(mm)dl,lim =8.33(mm)?？梢姡x玻璃面板的剛度滿足設(shè)計(jì)要求。§3、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)計(jì)算綜合考慮采雨篷所處位置的標(biāo)高、支撐鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造形式和結(jié)構(gòu)尺寸及所用鋼材等因素，以下的幾種情況最為不利，須對(duì)雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、

10、穩(wěn)定性及相關(guān)連接等進(jìn)行校核，雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)有限元分析模型圖如圖2、3所示。圖2 雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)有限元分析模型圖（鋼結(jié)構(gòu)骨架）圖3 雨篷加載模型圖（包含飾面材料的模型圖）雨篷支撐結(jié)構(gòu)所用的材料：（1）250*200*10縱向主龍骨（2）120*80*6 桁架龍骨（3）方鋼80*40*4橫向次龍骨3.1、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)SAP2000有限元分析雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)采用SAP2000有限元結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件計(jì)算，該軟件是由美國(guó)Computers and Structures, Inc. 開發(fā)的最新一代結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件，是目前國(guó)際上在混凝土、金屬結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)物的分析與設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的最優(yōu)秀軟件之一。圖4

11、 雨篷支撐結(jié)構(gòu)M3-3、M2-2彎矩圖 圖5 雨篷支撐結(jié)構(gòu)支反力圖圖6 雨篷支撐結(jié)構(gòu)撓度圖表1支座力計(jì)算數(shù)據(jù)輸出TABLE: Joint ReactionsJointOutputCaseCaseTypeF1F2F3M1M2M3TextTextTextNNNN-mmN-mmN-mm25DEADLinStatic-206 -66 17148 -46549594 1236403 -278089 36DEADLinStatic-128 141 15490 -41935373 530349 -189698 48DEADLinStatic-105 -17 14979 -40948854 176051 -1

12、22888 62DEADLinStatic-54 -38 14934 -40793759 67303 -58835 76DEADLinStatic0 -40 14928 -40771186 0 0 90DEADLinStatic54 -38 14934 -40793759 -67303 58835 104DEADLinStatic105 -17 14979 -40948854 -176051 122888 118DEADLinStatic128 141 15490 -41935373 -530349 189698 132DEADLinStatic206 -66 17148 -46549594

13、-1236403 278089 3.2、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核 (1)、250*200*10縱向主龍骨最大應(yīng)力計(jì)算值 可見其強(qiáng)度強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。（2）120*80*6 桁架龍骨最大應(yīng)力計(jì)算值可見其強(qiáng)度強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。（3）方鋼80*40*4橫向次龍骨最大應(yīng)力計(jì)算值可見其強(qiáng)度強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。3.3、雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)剛度校核雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)上端懸挑處的最大撓度(該最大撓度處的跨度為1500 mm) ，由SAP2000分析知： 雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)的相對(duì)撓度： df /L=10.49/（2×1500）=1/2861/250 (根據(jù)玻璃幕墻規(guī)范對(duì)懸挑撓度限值的控制)?？梢姡昱裰武摻Y(jié)構(gòu)的剛度

14、滿足設(shè)計(jì)要求。3.4雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析雨篷支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性采用SAP2000進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果均小于1.0（結(jié)構(gòu)如下圖所示），可見其穩(wěn)定性是滿足要求的！圖8 雨篷支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果§4、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)固定鋼梁計(jì)算雨篷鋼架固定鋼梁采用400*400*12的鋼管焊接在兩側(cè)的柱子上，由于雨篷鋼架固定在其上面，將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大的扭矩，因此須對(duì)鋼梁強(qiáng)度、抗扭及扭矩對(duì)焊縫產(chǎn)生的剪力進(jìn)行計(jì)算校核。圖9 雨篷支撐結(jié)構(gòu)固定鋼梁位置圖為保守計(jì)算，雨篷鋼架對(duì)鋼梁作用點(diǎn)的作用力將區(qū)前面計(jì)算的最大節(jié)點(diǎn)力，取值如下：豎向荷載（剪力）：彎矩：4.1、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)SAP2000有限元分析鋼梁模型及

15、計(jì)算結(jié)果如下所示：圖10 雨篷支撐結(jié)構(gòu)固定鋼梁模型及加載圖圖11 雨篷支撐結(jié)構(gòu)固定鋼梁彎矩及扭矩圖圖12 雨篷支撐結(jié)構(gòu)固定鋼梁撓度圖表2 鋼梁支反力計(jì)算輸出TABLE: Joint ReactionsJointOutputCaseCaseTypeF1F2F3M1M2M3TextTextTextNNNN-mmN-mmN-mm1DEADLinStatic0049016 -111236364 -64587790 0 2DEADLinStatic0033093 -74963636 54735235 0 4.2、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)鋼梁強(qiáng)度計(jì)算可見其強(qiáng)度強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。圖13 雨篷支撐結(jié)構(gòu)固定鋼梁應(yīng)力計(jì)算

16、結(jié)果4.3、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)鋼梁撓度計(jì)算鋼梁最大撓度(該最大撓度處的跨度為7700 mm) ，由SAP2000分析知： 雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)的相對(duì)撓度： df /L=1.27/7700=1/60631/300 (根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范對(duì)鋼梁撓度限值的控制)?？梢?，雨篷支撐鋼結(jié)構(gòu)的剛度滿足設(shè)計(jì)要求。圖14 雨篷支撐結(jié)構(gòu)固定鋼梁撓度圖§5、雨篷支撐鋼架結(jié)構(gòu)固定鋼梁焊縫強(qiáng)度計(jì)算角焊縫最小焊角尺寸hf=10mm。鋼轉(zhuǎn)接件與上側(cè)預(yù)埋件錨板角焊縫有效截面如圖6-9所示。轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊，不得中斷。 圖15 雨篷支撐結(jié)構(gòu)固定鋼梁焊縫截面圖及截面參數(shù)a、角焊縫有效截面的幾何特性 由于角焊縫最小焊角尺寸hf =10mm，有效焊縫取he =0.7hf 的直線段組成，。 角焊縫的有效截面面積 ：（mm2）角焊縫的有效截面面