结构设计-玻璃雨篷计算书

钢构造雨篷设计计算书1基本参数1.1雨篷所在地区：苏州地区；1.2地面粗糙度分类级别：按《建筑构造荷载规范》(GB50009-)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏乡镇和都市郊区；C类：指有密集建筑群都市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高都市市区；依照上面分类原则，本工程按B类地形考虑。

2雨篷荷载计算2.1玻璃雨篷荷载作用阐明：玻璃雨篷承受荷载涉及：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。

(1)自重：涉及玻璃、连接件、附件等自重，可以按照400N/m2估算：(2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面荷载，按GB50009采用；(3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上雪荷载，按GB50009采用；(4)活荷载：是指雨篷水平投影面上活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用；在实际工程雨篷构造计算中，对上面几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其最大值：A：考虑正风压时：a.当永久荷载起控制作用时候，按下面公式进行荷载组合：Sk+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk)b.当永久荷载不起控制作用时候，按下面公式进行荷载组合：Sk+=1.2Gk+1.4×wk+0.7×1.4Sk(或Qk)B：考虑负风压时：按下面公式进行荷载组合： Sk-=1.0Gk+1.4wk2.2风荷载原则值计算：按建筑构造荷载规范(GB50009-)计算：wk+=βgzμzμs1+w……7.1.1-2[GB50009- ]wk-=βgzμzμs1-w上式中：wk+：正风压下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；wk-：负风压下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；Z：计算点标高：4m；βgz：瞬时风压阵风系数；依照不同场地类型,按如下公式计算(高度局限性5m按5m计算)：βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调节系数，μf为脉动系数A类场地：βgz =0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz =0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz =0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz =0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，5m高度处瞬时风压阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.8844μz：风压高度变化系数；依照不同场地类型,按如下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，5m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部风压体型系数，对于雨篷构造，按规范，计算正风压时，取μs1+=2；计算负风压时，取μs1-=-2.0；另注：上述局部体型系数μs1(1)是合用于围护构件从属面积A不大于或等于1m2状况，当围护构件从属面积A不不大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件从属面积不大于10m2而不不大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时取A=10m2；当A≤1m2时取A=1m2；w：基本风压值(MPa)，依照现行<<建筑构造荷载规范>>GB50009-附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，苏州地区取0.00045MPa；(1)计算构件风荷载原则值：构件从属面积：A=3×1.5=4.5m2LogA=0.653μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.739μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.739wkA+=βgzμzμsA1+w=1.8844×1×1.739×0.00045 =0.001474MPawkA-=βgzμzμsA1-w=1.8844×1×1.739×0.00045 =0.001474MPa(2)计算面板某些风荷载原则值：面板构件从属面积：A=1.5×1.5=2.25m2LogA=0.352μsB1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.859μsB1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.859wkB+=βgzμzμsB1+w=1.8844×1×1.859×0.00045 =0.001576MPawkB-=βgzμzμsB1-w=1.8844×1×1.859×0.00045=0.001576MPa2.3风荷载设计值计算：wA+：正风压作用下作用在雨篷上风荷载设计值(MPa)；wkA+：正风压作用下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；wA-：负风压作用下作用在雨篷上风荷载设计值(MPa)；wkA-：负风压作用下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；wA+=1.4×wkA+=1.4×0.001802 =0.002523MPawA-=1.4×wkA-=1.4×0.001802=0.002523MPawB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载设计值(MPa)；wkB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载原则值(MPa)；wB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载设计值(MPa)；wkB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载原则值(MPa)；wB+=1.4×wkB+=1.4×0.001927 =0.002698MPawB-=1.4×wkB-=1.4×0.001927=0.002698MPa2.4雪荷载原则值计算：Sk：作用在雨篷上雪荷载原则值(MPa)S：基本雪压，依照现行<<建筑构造荷载规范>>GB50009-取值，苏州地区50年一遇最大积雪自重：0.0002MPa.μr：屋面积雪分布系数，按表6.2.1，为2.0。

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 ················(1.1)式中: W k ---风荷载标准值 (kN/m2)；βz---瞬时风压的阵风系数；βz=2.25μs---风荷载体型系数；向上取μs=2.0μs---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》W o =1.1x0.700=0.770(kN/m2)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γw= 1.4即风荷载设计值为： W= γWWK = 1.4W K ··············(1.2)2、雪荷载标准值计算：Sk：作用在雨蓬上的雪荷载标准值(MPa)S0：基本雪压，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001取值，上海地区50年一遇最大积雪的自重:0.0002MPa.μr：屋面积雪分布系数，按表6.2.1[GB50009-2001]，为1.0。

根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷载标准值为：Sk=μr×S0=1.0×0.0002=0.0002MPa 5.雪荷载设计值计算：S：雪荷载设计值(MPa)；S=1.4×Sk=1.4×0.0002=0.00028MPa3、地震作用雨棚平面外地震作用标准值计算公式如下：qEK = E max GkA·················(1.3)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；(kN) 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 max=0.08（7度抗震设计）G为幕墙结构自重(kN)GkA为单位面积的幕墙结构自重(kN/m2) ；取GkA=0.4kN/m2按规范要求，地震作用的分项系数取γE= 1.3，即地震作用设计值为：qE=γEqEK = 1.3 qEK ·············(1.5)4、雨棚结构自重按规范要求，幕墙结构自重的分项系数取γG=1.2。

XXX中学玻璃雨篷设计计算书设计：校对：审核：批准：二〇一〇年十月三十一日目录1 计算引用的规范、标准及资料 (1)1.1 幕墙设计规范： (1)1.2 建筑设计规范： (1)1.3 玻璃规范： (1)1.4 钢材规范： (2)1.5 胶类及密封材料规范： (2)1.6 相关物理性能等级测试方法： (3)1.7 《建筑结构静力计算手册》(第二版) (3)1.8 土建图纸： (3)2 基本参数 (3)2.1 雨篷所在地区 (3)2.2 地面粗糙度分类等级 (3)3 雨篷荷载计算 (4)3.1 玻璃雨篷的荷载作用说明 (4)3.2 风荷载标准值计算 (4)3.3 风荷载设计值计算 (6)3.4 雪荷载标准值计算 (6)3.5 雪荷载设计值计算 (6)3.6 雨篷面活荷载设计值 (6)3.7 雨篷构件恒荷载设计值 (7)3.8 选取计算荷载组合 (7)4 雨篷杆件计算 (8)4.1 结构的受力分析 (8)4.2 选用材料的截面特性 (10)4.3 梁的抗弯强度计算 (10)4.4 拉杆的抗拉(压-稳定性)强度计算 (10)4.5 梁的挠度计算 (11)5 雨篷焊缝计算 (11)5.1 受力分析 (11)5.2 焊缝校核计算 (11)6 玻璃的选用与校核 (12)6.1 玻璃板块荷载组合计算 (12)6.2 玻璃板块荷载分配计算 (13)6.3 玻璃的强度计算 (14)6.4 玻璃最大挠度校核 (15)7 雨篷埋件计算(后锚固结构) (15)7.1 校核处埋件受力分析 (15)7.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算 (16)7.3 群锚受剪内力计算 (16)7.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算 (17)7.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算 (17)7.6 锚栓钢材受剪破坏承载力计算 (19)7.7 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算 (20)7.8 混凝土剪撬破坏承载能力计算 (21)7.9 拉剪复合受力承载力计算 (21)8 附录常用材料的力学及其它物理性能 (23)钢结构雨篷设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1幕墙设计规范：《铝合金结构设计规范》 GB50429-2007《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 CECS127-2001《点支式玻璃幕墙支承装置》 JG138-2001《吊挂式玻璃幕墙支承装置》 JG139-2001《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2009《建筑幕墙》 GB/T21086-2007《建筑玻璃采光顶》 JG/T231-20071.2建筑设计规范：《地震震级的规定》 GB/T17740-1999《钢结构设计规范》 GB50017-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2002《高处作业吊蓝》 GB19155-2003《工程抗震术语标准》 JGJ/T97-95《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2004《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 JG160-2004《建筑表面用有机硅防水剂》 JC/T902-2002《建筑防火封堵应用技术规程》 CECS154：2003《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002《建筑隔声评价标准》 GB/T50121-2005《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008《建筑工程预应力施工规程》 CECS180：2005《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001(2006年版、局部修订) 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001(2008年版)《建筑设计防火规范》 GB50016-2006《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94(2000年版)《冷弯薄壁型钢结构设计规范》 GB50018-2002《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-20021.3玻璃规范：《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》 GB/T18915.1-2002《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》 GB/T18915.2-2002《防弹玻璃》 GB17840-1999《平板玻璃》 GB11614-2009《建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃》 GB15763.3-2009《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》 GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃防火玻璃》 GB15763.1-2009《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB17841-2008《热弯玻璃》 JC/T915-2003《压花玻璃》 JC/T511-2002《中空玻璃》 GB/T11944-20021.4钢材规范：《建筑结构用冷弯矩形钢管》 JG/T178-2005《不锈钢棒》 GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》 GB/T4226-2009《不锈钢冷轧钢板及钢带》 GB/T3280-2007《不锈钢热轧钢板及钢带》 GB/T4237-2007《不锈钢丝》 GB/T4240-2009《建筑用不锈钢绞线》 JG/T200-2007《不锈钢小直径无缝钢管》 GB/T3090-2000《彩色涂层钢板和钢带》 GB/T12754-2006《低合金钢焊条》 GB/T5118-1995《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-2008《建筑幕墙用钢索压管接头》 JG/T201-2007《耐候结构钢》 GB/T4171-2008《高碳铬不锈钢丝》 YB/T096—1997《合金结构钢》 GB/T3077-1999《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/T13912-2002《冷拔异形钢管》 GB/T3094-2000《碳钢焊条》 GB/T5117-1999《碳素结构钢》 GB/T700-2006《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007《优质碳素结构钢》 GB/T699-1999《预应力筋用锚具、夹具和连接器》 GB/T14370-20001.5胶类及密封材料规范：《丙烯酸酯建筑密封膏》 JC484-2006《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001《彩色涂层钢板用建筑密封胶》 JC/T884-2001《丁基橡胶防水密封胶粘带》 JC/T942-2004《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC887-2001《工业用橡胶板》 GB/T5574-1994《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC/T881-2001《建筑窗用弹性密封剂》 JC485-2007《建筑密封材料试验方法》 GB/T13477.1～20-2002《建筑用防霉密封胶》 JC/T885-2001《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2005《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》 GB/T19686-2005《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T174-2005《建筑装饰用天然石材防护剂》 JC/T973-2005《聚氨酯建筑密封胶》 JC/T482-2003《聚硫建筑密封胶》 JC/T483-2006《绝热用岩棉、矿棉及其制品》 GB/T11835-2007《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》 GB/T529-1999《石材用建筑密封胶》 JC/T883-2001《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》 GB/T531-1999《修补用天然橡胶胶粘剂》 HG/T3318-2002《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T486-2001《中空玻璃用丁基热熔密封胶》 JC/T914-20031.6相关物理性能等级测试方法：《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T139-2001《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000《彩色涂层钢板和钢带试验方法》 GB/T13448-2006《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002《建筑防水材料老化试验方法》 GB/T18244-2000《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》 GB/T15227-2007《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T18575-2001《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T18250-2000《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》 GB50210-2001《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T228-20021.7《建筑结构静力计算手册》(第二版)1.8土建图纸：2 基本参数2.1雨篷所在地区北京地区；2.2地面粗糙度分类等级按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区；D 类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 依照上面分类标准，本工程按C 类地形考虑。

kbs 1.0
pbs_Q345 0.67 pa_Q235 py_Q235 345.05MPa
Pbs_Q345 nkbsdf t2pbs_Q345 828.12kN
Fs
0.13
Pbs_Q345
The factored shear resistance of pin PASS
风压高度变化系数： 阵风系数： 风荷载作用区域类别： 局部体型系数： 构件从属面积：
μz 0.694 βgz 2.018 windzone "悬挑" μsl.1 2 A 1m2 1 m2
构件局部体型系数： 室内局部体型系数： 局部体型系数计算值： 风荷载标准值： 考虑风荷载最小限值：
(refer to BS5950-1-2000 Page136 6.5.3.3)
Pbs 0.8Yb_A4df tn 432kN Fs 0.25 Pbs
Check bearing capacity of steel panel (refer to BS5950-1-2000 Page136 6.3.3.3)

Fy_1 A_1

46.03MPa
τf_1
Fz_1 A_1

7.63MPa
E43焊条设计强度 沿y轴拉力 沿Z轴剪力 绕X轴弯矩 绕X轴抵抗矩 截面面积 正应力
剪应力
fpf_1 σf_12 3τf_12 47.89MPa
fpf_1 0.3
<1
ffw
锚板校核
等效应力 满足要求
1 雨篷校核
1）基本描述
由于主体结 构变化，雨棚结构有 所变化，请顾问重新 审查
整体模型如下图所示，模型采用sap2000 chinese2010 钢结构规范设计。所有约束点均采用铰约束.