入口钢结构设计计算.doc

入口钢结构设计计算一、基本技术数据1、济南市50年一遇基本风压：0.45kN/m22、济南市50年一遇基本雪压：0.30kN/m23、地面粗糙度：B类4、地震设防烈度：6度5、计算标高：9.000m6、设计使用年限：50年二、荷载计算1、恒荷载结构恒荷载包括：A.钢结构（输入钢材密度和重力加速度由计算程序自动考虑）B.立面幕墙玻璃自重：恒荷载标准值GAK=0.50KN/m2（考虑附件重量）C.顶面采光顶玻璃自重：恒荷载标准值GAK=0.60KN/m2（考虑附件重量）D.雨篷玻璃自重：恒荷载标准值GAK=0.50KN/m2（考虑附件重量）2、地震荷载A.立面幕墙地震荷载 地震荷载按GB50009-2001及JGJ102-2003 地震荷载标准值取 qEAk=EmaxGAK =5.00.040.50=0.10KN/m2 其中: qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 5.0 取定 max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定: 本工程为6度: max=0.04 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)B.顶面采光顶地震荷载 地震荷载按GB50009-2001及JGJ102-2003 地震荷载标准值取 qEAk=EmaxGAK =5.00.040.60=0.12KN/m2 其中: qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 5.0 取定 max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定: 本工程为6度: max=0.04 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)C.雨篷玻璃地震荷载 地震荷载按GB50009-2001及JGJ102-2003 地震荷载标准值取 qEAk=EmaxGAK =5.00.040.50=0.10KN/m2 其中: qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 5.0 取定 max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定: 本工程为6度: max=0.04 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)3、风荷载A立面幕墙风荷载计算：标高为9.0m处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算: W0:基本风压 W0=0.45 kN/m2 gz: 9.0m高处阵风系数(按B类区计算) gz=0.891+(Z/10)-0.16=1.795 z: 9.0m高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001) z=(Z/10)0.32 (B类区，在10米以下按10米计算) =(10.0/10)0.32=1.000 s:风荷载体型系数 s=-1.20 Wk=gzzsW0 (GB50009-2001) =1.7951.0001.20.450 =0.969 kN/m2 因为Wk1.0kN/m2，取Wk=1.0 kN/m2，按JGJ102-2003第5.3.2条采用。(2). 风荷载设计值: W: 风荷载设计值(kN/m2) w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=wWk=1.41.000=1.400kN/m2B顶面采光顶风荷载计算：标高为9.0m处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算: W0:基本风压 W0=0.45 kN/m2 gz: 9.0m高处阵风系数(按B类区计算) gz=0.891+(Z/10)-0.16=1.795 z: 9.0m高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001) z=(Z/10)0.32 (B类区，在10米以下按10米计算) =(10.0/10)0.32=1.000 s:风荷载体型系数 s=-2.00 Wk=gzzsW0 (GB50009-2001) =1.7951.000(-2.0)0.450 =-1.615 kN/m2 (2). 风荷载设计值: W: 风荷载设计值: kN/m2 rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=rwWk=1.4(-1.615)=-2.261kN/m2C雨篷风荷载计算：标高为4.4m处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算: W0:基本风压 W0=0.45 kN/m2 gz: 4.4m高处阵风系数(按B类区计算) gz=0.891+(Z/10)-0.16=1.905 z: 4.4m高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001) z=(Z/10)0.32 (B类区，在10米以下按10米计算) =(10.0/10)0.32=1.000 s:风荷载体型系数 s=-2.00 Wk=gzzsW0 (GB50009-2001) =1.9051.000(-2.0)0.450 =-1.713 kN/m2 (2). 风荷载设计值: W: 风荷载设计值: kN/m2 rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=rwWk=1.4(-1.713)=-2.398kN/m24、雪荷载顶面采光顶及雨篷积雪荷载Sk=rSo=1.00.30=0.30kN/m2，立面幕墙不考虑雪荷载5、活荷载顶面采光顶及雨篷活荷载按规范取Hk=0.50kN/m2，立面幕墙不考虑活荷载说明：雪荷载和活荷载取较大值组合三、荷载工况组合工况1（有风状态）A、立面幕墙荷载组合1.01.2恒载+1.01.4风荷载+0.51.3地震荷载 (水平向：y方向及x方向)钢立柱上固定铝合金立柱处施加集中荷载为：P=(1.0*1.4*1.0+0.5*1.3*0.1)*1.8*3=7.911KN(竖向：z方向)钢立柱上固定铝合金立柱处施加集中荷载为：G=(1.0*1.2*0.5)*1.8*3=3.24KNB、采光顶荷载组合1.01.0恒载+1.01.4负风荷载(竖向：z方向)钢横梁上施加集中荷载为：G=1.0*1.0*0.6+1.0*1.4*(-1.615)*1.8*1.45=4.335KNC、雨篷荷载组合1.01.0恒载+1.01.4负风荷载(竖向：z方向)钢横梁上施加集中荷载为：G=1.0*1.0*0.5+1.0*1.4*(-1.713)*1.8*1.5/2=2.562KN工况2（无风状态）A、立面幕墙荷载组合1.01.35恒载+1.01.3地震荷载 (水平向：y方向及x方向)钢立柱上固定铝合金立柱处施加集中荷载为：P=(1.0*1.3*0.1)*1.8*3=0.702KN(竖向：z方向)钢立柱上固定铝合金立柱处施加集中荷载为：G=(1.0*1.35*0.5)*1.8*3=3.645KNB、采光顶荷载组合1.01.2恒载+1.01.4活荷载+0.51.3地震荷载(竖向：z方向)钢横梁上施加集中荷载为：G=(1.0*1.2*0.6+1.0*1.4*0.5+0.5*1.3*0.12)*1.8*1.45=3.910KNC、雨篷荷载组合1.01.2恒载+1.01.4活荷载+0.51.3地震荷载(竖向：z方向)钢横梁上施加集中荷载为：G=(1.0*1.2*0.5+1.0*1.4*0.5+0.5*1.3*0.10)*1.8*1.5/2=1.843KN四、结构描述1立面幕墙及采光顶横竖主梁：100*200*5*5（Q235B）2立面幕墙拐角竖梁及采光顶采光顶边部横梁：200*200*5*5（Q235B）3雨篷梁：60*120*5*5（Q235B）4结构示意图五、计算结果1、工况1计算结果A、支座及荷载加载见下图B、结构整体位移图C、幕墙钢框水平位移图最大位移量(34.115/1.3)/9000=1/3431/300,位移满足要求。D、雨篷钢梁竖向位移图最大位移量(6.22/1.3)/(1800*2)=1/7521/300,位移满足要求。E、结构应力图最大应力125.21215Mpa，应力满足要求。F、支座反力清单 PRINT REACTION SOLUTIONS PER NODE * POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE FX FY FZ MX MY MZ 357 -5851.1 -793.38 6634.4 397 -5812.0 -673.83 4944.5 586 -12168. -7983.0 180.58 682 -1841.3 -4427.9 19805. 812 -28.130 -13460. -9570.8 815 11.679 -13851. -7681.0 948 20.900 -8811.6 8519.0 1129 -14.988 -7617.3 10624. 1263 -1.7010 -15324. -10673. 1266 -4.3094 -15208. -10410. 1399 -0.14771 -9352.8 7524.5 1580 8.1729 -9302.0 7582.0 1713 4.3094 -15208. -10410. 1716 1.7010 -15324. -10673. 1849 -8.1729 -9302.0 7582.0 2030 0.14771 -9352.8 7524.5 2313 5812.0 -673.83 4944.5 2353 5851.1 -793.38 6634.4 2489 28.130 -13460. -9570.8 2583 -20.900 -8811.6 8519.0 2765 14.988 -7617.3 10624. 2900 -11.679 -13851. -7681.0 2936 12168. -7983.0 180.58 3031 1841.3 -4427.9 19805. TOTAL VALUES VALUE -0.24885E-05-0.21361E+06 54958. 0.0000 0.0000 0.0000 2、工况2计算结果A、支座及荷载加载见下图B、结构整体位移图C、幕墙钢框水平位移图最大位移量(3.228/1.3)/9000=1/36251/300,位移满足要求。D、雨篷钢梁竖向位移图最大位移量(8.131/1.3)/(1800*2)=1/5761/300,位移满足要求。E、结构应力图最大应力86.351215Mpa，应力满足要求。F、支座反力清单 PRINT REACTION SOLUTIONS PER NODE * POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN GLOBAL COORDINATES NODE FX FY FZ MX MY MZ 357 -520.98 -59.489 12337. 397 -505.44 -57.922 5905.7 586 -996.36 -539.23 8469.4 682 -174.85 -358.38 13526. 812 -0.24518 -992.48 3428.7 815 2.5465 -1333.4 3419.3 948 0.73181 -1079.9 17841. 1129 -4.2856 -758.25 15372. 1263 0.72553E-01 -762.15 3487.1 1266 0.50804 -856.98 3465.3 1399 0.49766E-01 -1382.0 19550. 1580 0.38653 -1297.9 19271. 1713 -0.50804 -856.98 3465.3 1716 -0.72553E-01 -762.15 3487.1 1849 -0.38653 -1297.9 19271. 2030 -0.49766E-01 -1382.0 19550. 2313 505.44 -57.922 5905.7