雨篷梁计算
例题8-1
某钢筋混凝土雨篷过梁，250600b h mm mm ?=?，已知设计弯
矩M=257kN-m,设计剪力V=210kN ，设计扭矩T=20 kN-m ，混凝
土等级为30C ，纵筋采用Ⅱ级(HRB335)钢筋，箍筋采用Ⅰ级
(HPB235)钢筋，试设计此梁。
解： 已知b=250mm. 0h =565mm ， c f =14.3N/2mm
t f =1.432/N mm ，yv f =210N/2mm ，y f =300N/2mm
1．
计算t W ，cor U 和cor A t W =26
b （3h-b ）=731.6110mm ?
cor U =2(cor b +co r h )=2(200550)?+=1500mm cor A =co cor r b h =52200550 1.110mm ?=?
2. 验算适用条件
（1） 验算截面尺寸
3627
021******* 3.04/0.82505650.81.6110t V T N mm bh W ??+=+=???<20.250.2514.31 3.58/f N mm c c β=??=
截面尺寸满足要求
（2）验算构造配筋界限
3627
021******* 2.73/250565 1.6110t V T N mm bh W ??+=+=??20.70.7 1.43 1.00/t f N mm >=?=
需按承载力计算配筋
(3) 验算简化条件
V=210kN > 0.35 070.7t f bh kN =
200.175 4.03t t T kN f W kN m =>=?
不能简化计算，需按钢筋混凝土弯，剪，扭构件进行计算
3． 确定箍筋用量（按剪扭构件考虑）
按剪扭构件进行计算
（1）设ζ=1.2
(2) 计算t β 33601.5 1.5210101.161010.510.5250565
2010t t W V T bh β==??++??? 0.938=
0.5 (3) 计算抗扭所需箍筋 10.35st t t t yv cor A T f W S f A β-= 67520100.350.9381.431.61101.22101.110 ?-????=?? 20.398/mm mm = （4）计算抗剪所需箍筋 100 0.7(1.5)1.25sv t t yv nA V f bh S f h β--= 3210100.7(1.50.938)1.432505651.25210565 ?-?-???=??20.712/mm mm = n=2 ∴120.356/sv A mm mm S = 总用量1120.754/sv sv st A A A mm mm S S S =+= 配置10@100? （* 0.7850.754A sv S =>） （5）验算最小配箍率 .min 0.28t sv yv f f ρ= =0.19 % *20.785250 nA sv bs ?==0.63%> .min sv ρ 4. 确定纵筋用量（按弯扭构件考虑） （1） 计算抗扭纵筋 21485f A yv st A U mm cor stl f S y ζ== （2） 计算抗弯纵筋 0(1x h = =126mm< 0b h ξ=307mm 121674c SM y f bx A mm f α== (2) 验算最小纵筋配筋率 受弯 .min 0.2%s y f f ρ=t 或45 受扭 .min tl y f f ρ=t 1.430.6300 = 0.18%= (2T Vb ≤) 实际纵筋配筋率 04851674250600250565 stl SM A A bh bh +=+?? 1.51%= > .min .min s tl ρρ+ 选配纵筋 受拉区： 218363 A stl A mm SM += 选配 4Φ25 （ 2219641836S A mm mm =>） 雨棚设计 13.1雨篷的荷载作用说明 雨篷承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。 (1)自重：包括面板、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照500N/m2估算： (2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面的荷载，按GB50009采用； (3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用； (4)活荷载：是指雨篷水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用； A：考虑正风压时： a.当永久荷载起控制作用的时 SA+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk B：考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合： SA-=1.0Gk+1.4wk 13.1.1风荷载标准值计算 (1)计算龙骨构件的风荷载标准值： 龙骨构件的从属面积： A=5.18×1.525=7.8995m2 LogA=0.898 μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(25)-μs1+(1)]logA/1.4 =0.5 μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(25)-μs1-(1)]logA/1.4 =1.487 wkA+=βgzμzμsA1+w0 =1.7×1×0.5×0.0004 =0.00034MPa wkA-=βgzμzμsA1-w0 =1.7×1×1.487×0.0004 =0.001011MPa (2)计算面板部分的风荷载标准值： μsB1+(A)=0.5 μsB1-(A)=2 wkB+=βgzμzμsB1+w0 =1.7×1×0.5×0.0004 =0.00034MPa wkB-=βgzμzμsB1-w0 =1.7×1×2×0.0004 =0.00136MPa 13.1.2风荷载设计值计算 wA+=1.4×wkA+ =1.4×0.00034 =0.000476MPa wA-=1.4×wkA- =1.4×0.001011 =0.001415MPa 钢结构雨篷设计计算书 1基本参数 1.1雨篷所在地区： 苏州地区； 1.2地面粗糙度分类等级： 按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012) 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B类地形考虑。 2雨篷荷载计算 2.1玻璃雨篷的荷载作用说明： 玻璃雨篷承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。 (1)自重：包括玻璃、连接件、附件等的自重，可以按照400N/m2估算： (2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面的荷载，按GB50009采用； (3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用； (4)活荷载：是指雨篷水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用； 在实际工程的雨篷结构计算中，对上面的几种荷载，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的时候，按下面公式进行荷载组合： S k+=1.35G k +0.6×1.4w k +0.7×1.4S k (或Q k ) b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： S k+=1.2G k +1.4×w k +0.7×1.4S k (或Q k ) B：考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合： S k-=1.0G k +1.4w k 2.2风荷载标准值计算： 按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算： w k+=β gz μ z μ s1+ w ……7.1.1-2[GB50009-2012 2006年版] w k-=β gz μ z μ s1- w 上式中： w k+ ：正风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； w k- ：负风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：4m； β gz ：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： β gz =K(1+2μ f ) 其中K为地面粗糙度调整系数，μ f 为脉动系数 A类场地：β gz =0.92×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.387×(Z/10)-0.12 B类场地：β gz =0.89×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.5(Z/10)-0.16 C类场地：β gz =0.85×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.734(Z/10)-0.22 D类场地：β gz =0.80×(1+2μ f ) 其中：μ f =1.2248(Z/10)-0.3 对于B类地形，5m高度处瞬时风压的阵风系数： β gz =0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.8844 μ z ：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地：μ z =1.379×(Z/10)0.24 当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地：μ z =(Z/10)0.32 当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m； C类场地：μ z =0.616×(Z/10)0.44 当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； D类场地：μ z =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： μ z =1.000×(Z/10)0.32=1 μ s1 ：局部风压体型系数，对于雨篷结构，按规范，计算正风压时，取μ 目录 一、编制依据及说明 (2) 二、工程概况………………………………………………………………５ 三、施工部署………………………………………………………………９ 四、施工方案及主要技术措施……………………………………………１5 五、质量管理目标及保证措施 (22) 六、施工进度计划及工期保证措施………………………………………３2 七、施工进度计划及工期保证措施………………………………………3４ 第一章编制依据及说明 第一节编制依据及原则 一、编制依据 1、采用标准及规范 (1）幕墙工程技术规范、规程 《建筑幕墙》JG３035－１９96 《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96 《建筑玻璃应用技术规程》JＧJ１１3-97 《铝及铝合金阳级氧化、阳极氧化膜的总规范》ＧB801３ 《铝及铝合金加工产品的化学成分》GB／T319 (２）结构设计规范 《建筑结构荷载规范》GB５000９-２0０1 《建筑设计防火规范》GBJ16－87 《建筑用铝型材铝板氟碳涂层》JC133－2000 （3）材料标准 《碳素结构钢》GＢ700-８８ 《焊接结构用耐候钢》GB／T417２-2000 《铝合金建筑型材》GB/T52３７-2０00 《钢化玻璃》ＧB／T9９63-1９98 《中空玻璃》GＢ11９４4－89 《建筑用安全玻璃防火玻璃》GＢ15７６3-2001 《硅酮建筑密封胶》GB/Ｔ14６8３-９3 《建筑用硅酮结构密封胶》ＧB１６7７６-1997 (4)施工规范 《玻璃幕墙工程质量检验标准》JＧＪ/T139－２001 《涂装前的钢材表面锈蚀等级和防锈等级》GB8923-8８ 《建筑钢结构焊接规程》JGＪ８1－91 《建筑施工高处作业安全技术规范》2016 钢筋场雨棚棚检算书 1.钢筋场雨棚设计： 雨棚采用轻钢屋面结构，共设4跨，跨度22.5m，进深25m。立柱间距6.25m。立柱采用,160mm φ厚度的钢管。纵梁采用22号工字钢。屋面拱架采用钢管桁架，屋面板采用蓝色钢板。立柱基础利用混凝土料仓隔墙,立柱与基础连接采用地脚螺栓连接．立柱顶部与纵梁采用焊接连接．具体布置形式见附图． mm 850Φ20C 2.雨棚检算： 主要验算雨棚的抗风性能即立柱抗拔能力，是否能满足要求。选取雨棚侧面一个立柱间距进行检算。 ①采用ANSYS 进行模型建立：钢管柱可简化为梁（beam3）；其实常数(Real)： 222220038.0))008.0216.0(16.0(4 141592654 .3)(4 m d D A =×??×= ?×= π 4544441060)144.016.0(32 )(32 m d D I ?×=?×= ?= π π m h 16.0= ②主拱架采用梁单元BEAM3，内部连杆采用杆构件单元link1参数如下： 主拱架： 222220004.0))003.0205.0(05.0(4 141592654 .3)(4 m d D A =×??×=?×= π 4744441046.2)044.005.0(32 )(32 m d D I ?×=?×= ?= π π m h 05.0= 内部连接杆： 222220004.0))003.0205.0(05.0(4 141592654 .3)(4 m d D A =×??×= ?×= π ③材料参数： 弹性模量： MPa EX 11102×=泊松比：17.0=ν ④约束：钢管柱底部简化为固定端约束。 ⑤荷载计算： a.桂林地区基本风压值为： 2/35.0m kN 设计说明 一、工程概况： 1、工程名称：金穗悦景花园项目钢结构雨篷 2、工程地理位置：广东省中山市 3、工程内容：点式玻璃雨篷 二、设计依据及引用标准、规范： 1、依据本工程相关建筑施工图、结构施工图。 2、引用中华人民共和国有关行业标准及规范如下： 《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 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版、局部修订) 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008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 《钢结构设计规范》GB50017-2003 《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 《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003 《浮法玻璃》GB11614-1999 《夹层玻璃》GB/T9962-1999 《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》GB15763.1-2001 《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999 《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005 《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001 《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 《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005 三、雨蓬系统材料说明： 1、玻璃： 雨篷玻璃均采用8+1.14pvb+6夹胶钢化玻璃、6+0.76pvb+6夹胶 钢化玻璃. 玻璃外质量和性能均符合《钢化玻璃》GB9963-98，和《浮法玻 璃》GB1614-99的标准，同时钢化玻璃在生产过程中需要进行 均质化处理，以消除玻璃在使用过程中产生自爆现象,提高玻璃 的安全性。 2、密封胶： 雨篷选用密封胶均符合《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-93有关 标准，并符合相容性要求。 厂房雨棚结构设计计算书 一、工程概况 本设计是雨棚结构设计，为组合梁悬挑结构，悬挑宽度3.7米，根部为锚固端。根据实际使用情况，荷载计算不考虑风载；只考虑重力荷载及雨棚雪荷载。单元格计算宽度按照1m计算。 二、荷载计算 1、雪荷载标准值S k =μz S 0=0.3 KN/m2 2、恒载 铝塑板：45.7*2=0.0914 KN/m2 钢龙骨及支撑=0.19 KN/m2 60*30*2方管龙骨：3.7m*2*2.826kg/m=20.90kg 30*30*2方管龙骨：15.9m*1.884kg/m=29.96kg 相当于均布荷载q=0.0194+（20.9+29.96）*10/1000/3.7=0.157 KN/m2 三、荷载组合计算 雪荷载按洞口面积占构架轮廓面积的比率取0.7的系数折减并按照均布荷载计算。 恒+活（雪）：q=1.2*0.157+1.4*0.3*1=0.608 KN/m 四、内力计算 1、内力计算模型见附图1。 按照悬臂梁弯矩计算公式： 最大弯矩M max=-1/2 ql2 =-0.5*0.608*3.72 =4.16KN*M 最大剪力V max= ql=0.608*3.7=2.25KN 五、截面验算 60*30*2组合钢梁有关截面特性计算结果如下： 断面面积：A=3.44cm2 *2=6.88 cm2 截面惯性距（单根龙骨）I0=（60*303-56*263）/12=52978.7mm4 I x=2（I0+A*y2）=2（52978.7+344*200*200）=2.76*107 mm4 截面抵抗距I x=2.76*107/215=1.28*105mm3 1、梁强度验算 σMAX=M max/（γ*w）=4.16*106/（1.05*128*103）=30.95<[f]=215满足要求。 τmax= V max/A=2.25*1000/688=3.27<[τ]=125N/mm2满足要求。 2、梁刚度验算： 根据扰度变形有关计算公式 梁变形f=ql4/（8*E*I） =0.125*0.608*37004/（206*1000*2.76*107） =25.05mm<37mm=l*1/100 满足要求。 六、螺栓及焊缝验算： 1、螺栓连接梁端部连接采用螺栓连接，梁端最大弯矩25.15KN*M 则上排螺栓最大平均拉力： 辽宁工程技术大学 综合训练（一） （混凝土雨棚） 教学单位建筑工程学院 专业土木工程 班级土木14-3 学生姓名邵培根 学号1423040316 指导教师曹启坤 目录 一、雨棚板设计要求 (3) 二、雨棚板设计思路 (5) 三、雨棚板的正截面承载力计算 (5) （1）、雨棚板尺寸和荷载取值情况 (5) （2）、雨棚板的计算 (5) 四、雨棚梁在弯矩，剪力，扭矩共同作用下的计算 (7) （1）、雨棚梁尺寸和荷载取值情况 (7) （2）、雨棚梁的计算 (7) 五、雨棚板的配筋图 (10) 一、雨棚板设计要求 一、设计题目 设计一个悬臂雨棚板及雨棚边梁，见下图。 二、设计内容 1、根据给出的设计条件确定雨棚板的厚度、雨棚梁的截面尺寸； 2、进行雨棚板、雨棚梁的内力及配筋计算,要求有完整的计算书； 3、绘制出雨棚板、雨棚梁配筋图。 三、设计资料 1、雨棚板的尺寸L1=1200mm，L2=2300mm。 2、雨棚板边缘的承重砖墙厚度a =370mm，雨棚板距洞口边缘距离b =400mm。 3、荷载 （1）、雨棚板活荷载q =2.5 KN／m2。 4、材料 （1）、混凝土：C30 混凝土 （2）、钢筋：雨棚板受力钢筋为HRB335、分布钢筋采用HPB300，雨棚梁纵向受力钢筋为HRB400级，箍筋采用HRB335级。 5、参考资料 （1）《设计规范》网上看电子版 （2）《混凝土结构》 ` 二、雨棚板设计思路 雨棚计算包括三个方面的内容 （1）雨棚板的正截面承载力的计算； （2）雨棚梁在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算； （3）雨棚抗倾覆验算； 三、雨棚板的正截面承载力计算 （1）、雨棚板尺寸和荷载取值情况 雨棚板上的荷载有恒载（包括自重、粉刷等）、雪荷载、雨棚板上的均布活荷载，以及施工和检修集中荷载。雨棚板的均布活荷载与雪荷载不同时考虑，取两者中较大值进行设计。 每一检修集中荷载值为1.0进行承载力计算时沿板宽每隔1m考虑一个集中荷载。施工集中荷载和雨棚的均布活荷载不同时考虑，取其最大值。 雨棚板的厚度一般取1／10挑出长度，但不小于70mm，板端不小于50mm。 （2）雨棚板的计算 雨篷板的计算取1m 板宽为计算单元，根部厚度为120mm，端部厚度为80mm。 钢结构雨篷设计计算书 一、计算依据： 1.《建筑结构荷载规》 2．《钢结构设计规》GB50017-2015 3．《建筑抗震设计规》 4．《钢雨篷（一）》07SG528-1图集 二、计算基本参数: 1．本工程位于xx市，基本风压ω0=0.750(kN/m2)，考虑到结构的重要性,按50年 一遇考虑乘以系数1.0，故本工程基本风压ω=1.0x0.75=0.75(kN/m2)。 2. 地面粗糙度类别按B类考虑，风压高度变化系数取5.0米处（标高最高处），查荷载规 知，取: z=1.00，对于雨篷风荷载向上取μs=-2.0，向瞬时风压的阵风系数βz=1.70 。 3. 本工程耐火等级二级，抗震设防六度。 三、结构平面布置 结构平面布置图： 初步估计主梁采用：HN400×200×8×13 次梁采用：HN250×125×6×9 拉压杆采用：Φ152×5.0 钢材均采用Q235级钢 四、荷载计算 1、风荷载 垂直于雨篷平面上的风荷载标准值，按下列公式(1.1)计算： W k = βz μs μz 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=1.70 μs---风荷载体型系数；参照07GSG528-1图集说明5.1.4条，向上取μs=-2.0，向下取μs=1.0。 μz---风荷载高度变化系数；按《建筑结构荷载规》GB5009-2012取值μz=1.0； W o---基本风压(kN/m2) ，查荷载规，市风压取 W o =0.750(kN/m2) 正风：Wk+=1.70×1.0×1.0×0.75=1.28 kN/m2 负风：Wk-=1.70×（-2.0）×1.0×0.75=-2.55 kN/m2 简化为作用在主梁上的集中荷载，荷载作用面积A=5.08×1.1=5.59㎡ 正风时，W k1=1.28×5.59=7.12 kN/m 负风时，W k2=-2.55×5.59=-14.25kN/m 2、恒荷载 07GSG528-1图集说明5.1.1条，正风时，雨篷玻璃永久荷载0.8 kN/m2，负风时取0.3 kN/m2。简化为作用在主梁上的集中荷载，荷载作用面积A=5.08×1.1=5.59㎡ 正风时的雨篷玻璃永久荷载：0.8×5.59=4.47 KN/m 负风时的雨篷玻璃永久荷载：0.3×5.59=1.68 KN/m 次梁HN250×125×6×9，每米重29.7kg，自重g次1=0.30KN/m。简化成在主梁上的集中荷载，G次=0.30×5.08=2.53 KN/m 主梁HN400×200×8×13，每米重66kg，自重g主=0.66KN/m。 正风时恒载的集中荷载G1=2.53+4.47=7.00KN 负风时恒载的集中荷载G2=2.53+1.68=4.21KN 3、活荷载 07GSG528-1图集说明5.1.2条，钢雨篷活荷载标准值取0.5 kN/m2 简化为作用在主梁上的集中荷载，荷载作用面积A=5.59㎡ Q=0.5×5.59=2.80 KN/m 雨篷活荷载考虑满跨布置。 4、施工或检修荷载S q2 施工或检修荷载标准值为1.0KN，沿雨篷宽度每隔一米取一个集中荷载，并布置在最不利位置。简化为在主梁上的集中力，主梁间距S=5080。近似取P=5×1.0=5.0KN。 巴东县山城汽车商贸中心商住楼幕墙工程 玻璃雨篷 设计计算书 设计： 校对： 审核： 批准： 武汉创高幕墙装饰工程有限责任公司 二〇一五年六月五日 目录 1 计算引用的规范、标准及资料 (1) 1.1 幕墙及采光顶相关设计规范： (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 (3) 3.1 雨篷的荷载作用说明 (3) 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 (7) 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) (8) 4.1 悬臂梁的受力分析 (9) 4.2 选用材料的截面特性 (9) 4.3 梁的抗弯强度计算 (9) 4.4 梁的挠度计算 (10) 5 雨篷焊缝计算 (10) 5.1 受力分析 (10) 5.2 焊缝校核计算 (11) 6 玻璃的选用与校核 (11) 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 (12) 6.3 玻璃的强度计算 (13) 6.4 玻璃最大挠度校核 (14) 7 雨篷埋件计算(粘结型化学锚栓) (14) 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 (15) 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 (16) 7.5 锚栓钢材受剪破坏承载力计算 (17) 7.6 拉剪复合受力承载力计算 8 附录常用材料的力学及其它物理性能 (18) 雨篷设计应考虑的问题 设计雨蓬时应该考虑那些问题雨蓬的设计是一个很宽的话题,结构布置、截面选择、支座条件、荷载计算及组合、节点构造、排水等等,很难全讲清楚. 甲 根据本人多年来对雨蓬的设计经验和参考其他同行们的设计实例,我主要针对非独立雨蓬的设计表达一下自己的观点. 1、荷载计算 雨蓬的荷载主要包括风荷载、恒载、活载、雪载、地震荷载,其中活载和雪载不同时考虑. ⑴恒载-恒载没什么好说的,计算玻璃考虑玻璃的自重,计算构件要考虑玻璃、构件等本身的自重. ⑵活载-活载一般取0.5KN/m2,活载可以覆盖施工荷载,检修荷载等. ⑶雪载-有积雪的地方才有雪载,按照《荷载规范》取值,雪载不与活载同时考虑,两者中应取较大者. ⑷地震荷载-6、7度设防地区的雨蓬一般可以不考 虑地震荷载,如果考虑的话应该是竖向地震,不必考虑水平地震. ⑸风荷载-风荷载是最难也最有争议的荷载；我先谈一下高度变化系数,得到高度变化系数有两种方法,一是采用《荷载规范》条文说明中的公式,二是直接查《荷载规范》的 表7.2.1；但高度比较小时,两者得到的数据有较大的差异,应该以《荷载规范》表7.2.1为准. 负风压体型系数取为－2.0,这基本上没有争议,正风压体形系数则无相关规范可以遵循,大家莫衷一是,有人不考虑,有人取0.2,有人取0.6,有人取1.0,还有人取为1.5；有人认为可以参考《荷载规范》中“单坡及双坡顶盖”,独立雨蓬正风压体形系数可以遵循此条取为1.0（也可以稍微保守一点取为1.3或1.4）,我认为大门口的雨蓬和独立雨蓬不一样,虽然说建筑物周围气流的方向是非常紊乱的,很难把握,但是我相信气流在建筑物周围主要还是向上的,所以正风压体形系数应该比独立雨蓬要小,正风压体形系数应该小于1.0,至于具体是多少绝对不是我们几个非研究人员在这里讨论讨论就可以决定的,这是要经过大量的风洞试验才能确定的,如果《荷载规范》不对此做出规定,此争议将长期存在；另外,从工程事故来看,也从来都是听说雨蓬被掀翻,从来没听说过被风吹掉下来过,如果按照有些人把体形系数取为1.5的话,那么向下组合比向上组合还大,应该是向下破坏,显然与实际不符.因为气流向上,非独立雨蓬考虑向下组合时我个人一般不考虑风荷载,下面的荷载组合可以看到. 2、荷载组合 1）向上组合 1.4风荷载标准值－1.0恒载标准值 这里不能考虑活载和雪载 2）向下组合 目录 1 基本参数 (1) 1.1 雨篷所在地区： (1) 1.2 地面粗糙度分类等级： (1) 2 雨篷荷载计算 (1) 2.1 玻璃雨篷的荷载作用说明： (1) 2.2 风荷载标准值计算： (2) 2.3 风荷载设计值计算： (4) 2.4 雪荷载标准值计算： (5) 2.5 雪荷载设计值计算： (5) 2.6 雨篷面活荷载设计值： (5) 2.7 雨篷构件恒荷载设计值： (5) 2.8 选取计算荷载组合： (6) 3 雨篷杆件计算 (7) 3.1 结构的受力分析： (7) 3.2 选用材料的截面特性： (9) 3.3 梁的抗弯强度计算： (9) 3.4 拉杆的抗拉(压)强度计算： (10) 3.5 梁的挠度计算： (10) 4 雨篷焊缝计算 (11) 4.1 受力分析： (11) 4.2 焊缝校核计算： (11) 5 雨篷埋件计算(后锚固结构) (12) 5.1 校核处埋件受力分析： (12) 5.2 群锚受剪内力计算： (13) 5.3 锚栓钢材受剪破坏承载力计算： (17) 5.4 混凝土剪撬破坏承载能力计算： (20) 5.5 拉剪复合受力承载力计算： (20) 钢结构雨篷设计计算书 1基本参数 1.1雨篷所在地区： 上海地区； 1.2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B类地形考虑。 2雨篷荷载计算 2.1玻璃雨篷的荷载作用说明： 玻璃雨篷承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。 (1)自重：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照400N/m2估算： (2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面的荷载，按GB50009采用； (3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用； (4)活荷载：是指雨篷水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用； 在实际工程的雨篷结构计算中，对上面的几种荷载，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的时候，按下面公式进行荷载组合： S k+=1.35G k +0.6×1.4w k +0.7×1.4S k (或Q k ) b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： S k+=1.2G k +1.4×w k +0.7×1.4S k (或Q k ) B：考虑负风压时： 运达中央广场瑞吉南面雨篷系统计算书设计： 校对： 审核： 批准： 中国建筑装饰集团有限公司 二零一四年九月 目录 瑞吉酒店雨篷系统计算 .................................................................................................... §1、雨篷面荷载确定[标高：4.5m] ........................................................................... §2、雨篷8+1.52PVB+8mm夹胶玻璃面板计算 .................................................. §3、雨篷支撑钢架结构计算.................................................................................. §4、雨篷支撑钢架结构固定钢梁计算.................................................................. §5、雨篷支撑钢架结构固定钢梁焊缝强度计算.................................................. 瑞吉酒店雨篷系统计算 §1、雨篷面荷载确定[标高：4.5m] 雨篷系统分析包括8+1.52PVB+8mm 夹胶钢化玻璃和3mm 厚铝单板作饰面材料， 为保守计算，按玻璃和铝单板自重平均值取，该部位最大计算标高5.0m ，玻璃区域 单位面积自重为0.250kN/m 2（该值包括8+1.52PVB+8mm 夹胶钢化玻璃、3mm 铝单 板、辅助型材及其它连 接附件，即在8+1.52PVB+8mm 夹胶钢化玻璃的单位面积自 重的基础上考虑1.2倍的系数，但不包括支撑钢结构本身的自重，支撑钢结构本身 的自重0.30 N/m 2）。 1.1、风荷载计算 根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，，对于粗糙度为B 类的地区，该处 的风压高度变化系数为μz =1.0，阵风风压系数βgz =1.7。 （1）、负风压风荷载体型系数取-1.3时的风荷载（用于顶部面板，为保守计算现 取值-1.3）： 根据载荷确定的有关公式可得： =-1.70×1.0×1.3×0.35 =-0.774(kN/m 2) =-1.4×0.774=-1.083(kN/m 2) （2）、正风压风荷载体型系数取+1.3时的风荷载（作用于顶部面板，由于雨棚 属于悬挑结构，为保守计算现取值+1.3）： =1.70×1.0×1.3×0.35 =0.774(kN/m 2) =1.4×0.774=1.083(kN/m 2) 1.2、雪荷载计算 根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012和《长沙地方规范》取值： 0.7 kN/m 2。（用于雨篷顶面板的水平顶面），为保守计算积雪系数取1.4。 =1.4×0.70=0.98(kN/m 2) w w 0s s r k μ 雨蓬计算书一、基本资料 1．设计规范: 《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001） 《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002） 《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）2．设计参数: 几何信息 类型: 雨篷 梁宽b b: 250mm 梁高h b: 450mm 挑板宽L: 1000mm 梁槛高h a: 0mm 梁槛宽b a: 0mm 墙厚b w: 250mm 板下沉h0: 100mm 板斜厚h1: 0mm 板净厚h2: 100mm 上翻板高h3: 200mm 上翻板厚t1: 80mm 悬挑长度t2: 0mm 第一排纵筋至梁近边距离a s: 30mm 荷载信息 板端集中活载标准值P k: 1.00kN/m 板上均布活载标准值q k: 0.70kN/m2 板上均布恒载标准值g k: 0.80kN/m2 混凝土容重L: 28.00kN/m3 恒载分项系数G: 1.20 活载分项系数Q: 1.40 指定梁上抗倾覆荷载G r: 100.00kN/m 墙体容重W: 5.50kN/m3 过梁上墙高H w: 2550mm 墙洞宽l n: 3600mm 墙洞高h n: 0mm 梁伸入墙内D l: 500mm 墙洞下墙高h w: 2550mm 材料信息 混凝土等级: C30 混凝土强度设计值f c: 14.30N/mm2 主筋级别: HRB335(20MnSi) 主筋强度设计值f y: 300N/mm2 箍筋级别: HPB235(Q235) 强度设计值f yv: 210N/mm2 墙体材料: 砌块 砌体抗压强度设计值f: 1.700N/mm2 100 80 200 100 1000 250450 二、计算过程 1．计算过梁截面力学特性 根据混凝土结构设计规范式7.6.3-1过梁截面 W t = b 2 6 (3h - b ) = 2502 6 ×(3×450 - 250) = 11458333mm 3 cor = 2(b cor + h cor ) = 2×(250 - 30 × 2 + 450 - 30 × 2) = 1160mm 过梁截面面积 A = b b h b = 250×450 = 112500mm 2 2．荷载计算 2．1 计算x 0 x 0 = 0.13l 1, L 1 = b w x 0 = 32.50mm 2．2 倾覆荷载计算 g T = L ( h 1 + 2h 2 2) = 28.00×(0 + 2×1002 ) = 2.80kN/m 2 q T = G (g k + g T ) + Q q k = 1.20×(0.80 + 2.80) + 1.40×0.70 = 5.300kN/m 2 P T = G g F + Q P k = 1.20×0.45 + 1.40×1.00 = 1.94kN/m 倾覆力矩 M OV = 12 q T (L + x 0)2 + P T (L + x 0) = 12 ×5.30×(1000 + 32.50)2/106 + 1.94×(1000 + 32.50)/103 = 4.83kN·m 2．3 挑板根部的内力计算 M Tmax = M OV = 4.83kN·m V Tmax = q T L + p T = 5.30×1000/103 + 1.94 = 7.24kN/m 2．4 计算过梁内力 因为墙体材料是砌块，所以 h w0 = min(h w ,l n /2) = min(2550,3600/2) = 1800mm 3.6 其它构件设计 本节所述其它构件设计，主要包括楼梯设计、雨蓬设计、阳台设计、屋面檐沟（女儿墙）设计、门窗洞口过梁设计、电梯井道设计、自动扶梯设计，有关这些构件设计的一般构造要求，详3.3.1所述。 3.6.1 楼梯设计 楼梯在建筑物中的主要作用是承担垂直交通，同时满足消防要求，楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑师设计完成。 板式楼梯和梁式楼梯是最常见的楼梯结构形式，在公共建筑中也采用其它结构形式的楼梯，如螺旋楼梯、悬臂楼梯等。 本节仅对现浇板式楼梯、梁式楼梯的结构设计做简要介绍，当进行其它结构形式的楼梯设计时请参考相关设计手册。 3.6.1.1 板式楼梯设计 1、板式楼梯的组成 板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成，详图3.6.1所示，最常见的形式为双跑楼梯，也有采用单跑楼梯和三跑楼梯形式。 图3.6.1 双跑板式楼梯示意图 板式楼梯的优点：下表面较平整，施工支模较方便，外观较轻巧。 板式楼梯的缺点：梯段斜板t 较厚，混凝土用量和钢筋用量较多。 2、梯段板设计 梯段板为单向板，通常取 1000mm宽板带进行近似计算和配 筋。 （1）板厚 当梯段的水平投影净跨度L n不 超过4m、荷载不太大时，梯段板厚 t取(1/25～1/30)L n。 （2）计算简图 梯段板按斜放的简支板计算，图3.6.2a 板式楼梯梯段板计算简图一 详图3.6.2a 所示；当存在折角时， 计算简图详图3.6.2b 所示。 ① 计算跨度 取平台梁之间的斜长净距L n 的1.05倍。 ② 截面形式 正截面与梯段板垂直。 图3.6.2b 板式楼梯梯段板计算简图二 ③ 活荷载q 取值 按水平投影计算，数值大小根据建筑物的使用性质按照《荷载规范》4.1.1确定，详表3.1.5。 ④ 恒荷载g 取值 先计算单个踏步荷载（包括踏步板上面层、板侧面层，梯形钢筋混凝土结构层，板底粉刷层），再除踏步板宽，最后转化为线荷载作用形式。 （3）内力计算与钢筋配置 方法一：跨中最大弯矩按照均布荷载作用下的简支板进行计算，根据最大弯矩配置跨中抗弯纵向板底钢筋①，两侧支座负钢筋②满足简支板端部构造钢筋配置要求，详图3.6.3a 、图3.6.3b 所示。 方法二：考虑两端支承梁对板的部分约束嵌固作用，跨中最大弯矩和支座最大弯矩近似按照公式（3.6-1）计算，跨中纵向板底钢筋①、两侧支座负钢筋②相同配置，详图3.6.3a 、图3.6.3b 所示。 3.6.3a 板式楼梯梯段板配筋构造图一 2)(1 l q g M M +==中 1.建筑设计说明 1.1工程概况 ⑴工程名称：第六中学教学楼建筑结构设计 ⑵总建筑面积：12029.78平方米 ⑶结构形式：本工程主体为框架结构 ⑷层数：主体建筑为5层（6层水箱间） ⑸耐火等级：本工程耐火等级为二级 1.2平面设计 1.2.1设计依据 ⑴建设主管部门对该项目的批复文件； ⑵建设提供的设计任务书及审查通过的设计方案； ⑶依据《民用建筑设计通则》。［GB50352-2005 ; ⑷依据《建筑抗震设计规范》。［GB50011-2001］; ⑸依据《建筑设计防火规范》。［GB50016-2006］; ⑹依据《中小学校建筑设计规范》。［GBJ99-86］; ⑺依据《公共建筑节能设计标准》。［DB21/T1477-2006 J10923-2007］; ⑻依据《建筑内部装修设计防火规范》。［GB50222-95］; ⑼依据国家各有关建筑设计《规范》和《法规》及条文，辽宁省建筑标准设计《建筑构造图集》等国家及地方有关设计规范及标准。 1.2.2柱网尺寸 综合考虑建筑的使用功能，以及受力等多方面因素，本建筑柱网采用：9000 X 7200、9000X 3300、9000 X 5700。 1.2.3平面布置形式及变形缝的设置 本建筑主体采用矩形形式。建筑总长125.1m,分别在6轴和7轴，14轴和15轴之间设有变形缝。 伸缩缝：伸缩缝也叫温度缝，是考虑温度变化时对建筑物的影响而设置的。气候的冷热变化会使建筑材料和构配件产生胀缩变形，太长和太宽的建筑物都会由于这种胀缩而出现墙体开裂甚至破坏。因此，把太长和太宽的建筑物设置伸缩缝分割成若干个区段，保证各段自由胀缩，从而避免墙体的开裂。伸缩缝缝宽 20 ~ 30 mm，内填弹性保温材料。 防震缝：防震缝是考虑地震对建筑的破坏而设置的。对于地震设防地区的多层 公寓楼地下车库出入口玻璃雨棚 结 构 计 算 书 2014年9月 ---- 设计信息----- 钢梁钢材:Q235 梁跨度(m): 8、500 梁平面外计算长度(m): 3、000 钢梁截面:箱形截面: B*H*T1*T2=200*250*6*6 容许挠度限值[υ]: l/400 = 21、250 (mm) 强度计算净截面系数:1、000 计算梁截面自重作用: 计算 简支梁受荷方式: 竖向单向受荷 荷载组合分项系数按荷载规范自动取值 ----- 设计依据----- 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003) ----- 简支梁作用与验算----- 1、截面特性计算 A =5、2560e-003; Xc =1、0000e-001; Yc =1、2500e-001; Ix =4、9210e-005; Iy =3、4881e-005; ix =9、6761e-002; iy =8、1464e-002; W1x=3、9368e-004; W2x=3、9368e-004; W1y=3、4881e-004; W2y=3、4881e-004; 2、简支梁自重作用计算 梁自重荷载作用计算: 简支梁自重(KN): G =3、5071e+000; 自重作用折算梁上均布线荷(KN/m) p=4、1260e-001; 3、梁上恒载作用 荷载编号荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2 1 1 0、79 0、00 0、00 0、00 4、梁上活载作用 荷载编号荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2 1 1 0、79 0、00 0、00 0、00 **************************工程 雨篷工程 结构设计计算书 设计： 校对： 审核： 批准： *******************************公司 二〇一一年十月十八日 玻璃雨篷结构计算 1 计算位置示意图 大样A-DY02示意图 2 计算点标高 计算点标高：5.1m； 3雨篷荷载计算 3.1玻璃雨篷的荷载作用说明 玻璃雨篷承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。 (1)自重：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照500N/m2估算： (2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面的荷载，按GB50009采用； (3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用； (4)活荷载：是指雨篷水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用； 在实际工程的雨篷结构计算中，对上面的几种荷载，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的时候，按下面公式进行荷载组合： S k+=1.35G k+0.6×1.4w k+0.7×1.4S k(或Q k) b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： S k+=1.2G k+1.4×w k+0.7×1.4S k(或Q k) B：考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合： S k-=1.0G k+1.4w k 3.2风荷载标准值计算 按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算： w k+=βgzμzμs1+w0……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] w k-=βgzμzμs1-w0 上式中： w k+：正风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； w k-：负风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：5.1m； βgz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： βgz=K(1+2μf) 其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数 A类场地：βgz=0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12 B类场地：βgz=0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16 C类场地：βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22 D类场地：βgz=0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3 对于C类地形，5.1m高度处瞬时风压的阵风系数： βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=2.297 μz：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： 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C类地形，5.1m高度处风压高度变化系数： μz=0.616×(Z/10)0.44=0.7363 μs1：局部风压体型系数，对于雨篷结构，按规范，计算正风压时，取μs1+=0.5；计算负风压时，取μs1-=-2.0； 另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A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，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，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； w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，天津地区取0.0005MPa； (1)计算龙骨构件的风荷载标准值： 龙骨构件的从属面积： A=2.85×1.6=4.56m2 LogA=0.659 μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA =0.434 μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA =1.736 w kA+=βgzμzμsA1+w0 =2.297×0.7363×0.434×0.0005 =0.000367MPa钢结构雨棚设计
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