雨篷计算书.docx
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雨篷计算书
玻璃雨篷设计计算书
标高=5.000m
一、设计方法和指标
本工程设计采用概率极限状态设计法,根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001规定
各种载荷的分项系数如下：
1.永久载荷分项系数rg：
1）当其效应对结构不利时
①对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；
②对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；
2）当其效应对结构有利时
①一般情况下应取1.0；
②对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2.可变荷载的分项系数：
①一般情况下应取1.4；
②对标准值大于4KN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3。
对于某些特殊情况，可按建筑结构有关设计规范的规定确定。
在设计中采用可变荷载效应控制的组合，各相的分相系数取值如下
永久载荷分项系数rg为：
1.2
风载荷分项系数rw为：
1.4
雪载荷分项系数rs为：
1.4
活载荷分项系数rq为：
1.3
二、承受荷载计算
1.风荷载标准值计算:
Wk:
风荷载标准值（kN/m2）
W0:
上海50年一遇的风压基本值:
0.550kN/m2
根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001取值
βgz:
瞬时风压的阵风系数，根据校核处标高取定。
βgz:
5.0m高处阵风系数（按D类区计算）
βgz=0.80×[1+350.252×（Z/10）-0.30]=3.210（5米以下按5米计算）
μz:
5.0m高处风压高度变化系数（按D类区计算）:
（GB50009-2001）（2006年版）
μz=0.318×（Z/10）0.60（D类区，在30米以下按30米计算）
=0.318×（30.0/10）0.60=0.620
μs:
风荷载体型系数:
0.800
Wk=βgz×μz×μs×W0（5.2.2）
=3.210×0.620×0.8×0.550
=0.876kN/m2
因为Wk<=1.0KN/M2,取Wk=1.000kN/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《铝门窗幕墙技术资料汇编
（一）》表3-1各种荷载分顶系数采用
Ｗ=rw×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m2
3.雪载荷标准值计算
Sk:
雪荷载标准值（kN/m2）
S0:
基本雪压,上海50年一遇最大积雪的自重:
0.200kN/m2
根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001取值
μr:
屋面积雪分布系数为1.000
根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001公式6.1.1屋面雪载荷按下式计算
Sk=μr×S0
=1.000×0.200
=0.200kN/m2
4.雪载荷设计值计算
S:
雪载荷设计值（KN/m2）
rs:
雪载荷分项系数为1.40
按《铝门窗幕墙技术资料汇编
（一）》表3-1各种荷载分顶系数采用
S=rs×Sk
=1.40×0.200
=0.280kN/m2
5.构件自重荷载设计值
G:
构件自重荷载设计值（KN/m2）
Gk:
结构平均自重[KN/m2]为0.40KN/m2
rg:
恒载荷分项系数为1.20
按《铝门窗幕墙技术资料汇编
（一）》表3-1各种荷载分顶系数采用
G=rg×Gk
=1.20×0.500
=0.600kN/m2
6.坡面活荷载设计值
Q:
坡面活载荷设计值（KN/m2）
rq:
活载荷分项系数为1.30
Qk:
坡面活载荷标准值为0.500kN/m2
Q=rq×Qk
=1.3×0.500
=0.650kN/m2
7.设计中各种荷载组合:
计算构件和结构应力时的载荷组合（沿坡面分布）
根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001规定,计算载荷如下:
1）计算恒载荷+风载荷+活载荷组合:
计算荷载为恒载荷+风载荷+活载荷组合:
W:
风载荷设计值1.400KN/m2
G:
结构平均自重设计值为0.600KN/m2
Q:
活载荷设计值（KN/m2）为0.650KN/m2
α:
坡面水平夹角为3.000°
Zk1:
载荷组合之一（KN/m2）
Zk1=[（G+W）×1/cosα+0.7×Q]
=2.458kN/m2
2）计算恒载荷+活载荷+风载荷组合:
计算荷载为恒载荷+活载荷+风载荷组合:
W:
风载荷设计值1.400KN/m2
G:
结构平均自重设计值为0.600KN/m2
Q:
活载荷设计值（KN/m2）为0.650KN/m2
α:
坡面水平夹角为3.000°
Zk2:
载荷组合之二（KN/m2）
Zk2=[（G+Q）×1/cosα+0.6×W]
=2.092kN/m2
3）设计荷载取组合一和组合二中的最大者,即:
恒载荷+风载荷+活载荷为最大载荷组合
Z1=MAX（Zk1,Zk2）
=2.458kN/m2
2.玻璃验算荷载组合:
Wk:
风载荷标准值1.000KN/m2
W:
风载荷设计值1.400KN/m2
Gk:
玻璃平均自重标准值为0.410KN/m2
G:
玻璃平均自重设计值为0.492KN/m2
Qk:
活载荷标准值（KN/m2）为0.500KN/m2
Q:
活载荷设计值（KN/m2）为0.650KN/m2
Sk:
雪载荷标准值（KN/m2）为0.200KN/m2
S:
雪载荷设计值（KN/m2）为0.280KN/m2
α:
坡面水平夹角为3.000°
计算荷载为恒载荷+风载荷+活载荷组合:
1）载荷标准值组合:
Zbk=[（Gk+Wk）×1/cosα+0.7×Qk]×cosα
=1.759kN/m2
2）载荷设计值组合:
Zb=[（G+W）×1/cosα+0.7×Q]×cosα
=2.346kN/m2
三、玻璃的选用与校核
选用玻璃种类为:
钢化玻璃
1.本处采用夹层玻璃
玻璃的重力密度为:
25.6（KN/m3）
BT_L夹层玻璃内侧玻璃厚度为:
8.0（mm）
BT_w夹层玻璃外侧玻璃厚度为:
8.0（mm）
GAK=25.6×（Bt_L+Bt_w）/1000
=25.6×（8.0+8.0）/1000
=0.410kN/m2
2.玻璃的强度计算:
内侧玻璃校核依据:
σ≤ｆg=42.000N/mm2
外侧玻璃校核依据:
σ≤ｆg=42.000N/mm2
Zbk:
作用于玻璃平面的荷载标准值（N/mm2）
σ:
荷载作用下玻璃截面的最大应力设计值（N/mm2）
θ:
参数
η:
折减系数，可由参数θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用
表6.1.2-2折减系数η
θ
≤5.0
10.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
η
1.00
0.96
0.92
0.84
0.78
0.73
0.68
θ
120.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
≥400.0
η
0.65
0.61
0.57
0.54
0.52
0.51
0.50
a:
玻璃短边边长:
1480.0mm
b:
玻璃长边边长:
1480.0mm
BT_L夹层玻璃内侧玻璃厚度为:
8.0（mm）
BT_w夹层玻璃外侧玻璃厚度为:
8.0（mm）
m:
玻璃板的弯矩系数,按边长比a/b查JGJ102-2003
表6.1.2-1得:
0.0442
表6.1.2-1四边支承玻璃板的弯矩系数m
a/b
0.00
0.25
0.33
0.40
0.50
0.55
0.60
0.65
m
0.1250
0.1230
0.1180
0.1115
0.1000
0.0934
0.0868
0.0804
a/b
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
m
0.0742
0.0683
0.0628
0.0576
0.0528
0.0483
0.0442
Zbk1夹层玻璃分配到外侧玻璃的荷载标准值（N/mm2）
Zbk2夹层玻璃分配到内侧玻璃的荷载标准值（N/mm2）
Zbk1=Zbk×BT_w3/（BT_w3+BT_L3）=0.880（kN/m2）
Zbk2=Zbk×BT_L3/（BT_w3+BT_L3）=0.880（kN/m2）
荷载作用下玻璃截面的最大应力设计值计算（N/mm2）
在荷载作用下外侧玻璃参数θ=Zbk1×a4/（E×t4）
=14.31
η:
折减系数，按θ=14.31
查6.1.2-2表得:
η=0.94
在荷载作用下外侧玻璃最大应力设计值σ=6×m×Zbk1×a2×η/t2
=7.526N/mm2
在荷载作用下内侧玻璃参数θ=Zbk2/（E×t4）
=14.31
η:
折减系数，按θ=14.31
查6.1.2-2表得:
η=0.94
在荷载作用下内侧玻璃最大应力设计值σ=6×m×Zbk2×a2×η/t2
=7.526N/mm2
外侧玻璃最大应力设计值σ=7.526N/mm2<ｆg=42.0N/mm2
内侧玻璃最大应力设计值σ=7.526N/mm2<ｆg=42.0N/mm2
夹层玻璃强度满足要求!
3.玻璃的挠度计算:
df:
在荷载标准值作用下挠度最大值（mm）
D:
玻璃的刚度（N.mm）
te:
玻璃等效厚度（Bt_L3+Bt_w3）^（1/3）=10.1mm
ν:
泊松比，按JGJ102-20035.2.9条采用，取值为0.20
表5.2.9材料的泊松比υ
材料
υ
材料
υ
玻璃
0.20
钢、不锈钢
0.30
铝合金
0.33
高强钢丝、钢绞线
0.30
μ:
挠度系数:
按JGJ102-2003表6.1.3采用μ=0.00406
表6.1.3四边支承板的挠度系数μ
a/b
0.00
0.20
0.25
0.33
0.50
μ
0.01302
0.01297
0.01282
0.01223
0.01013
a/b
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
μ
0.00940
0.00867
0.00796
0.00727
0.00663
a/b
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
μ
0.00603
0.00547
0.00496
0.00449
0.00406
θ=Zbk×a4/（E×te4）
=11.36
η:
折减系数，按θ=11.36
查JGJ102-20036.1.2-2表得:
η=0.95
D=（E×te3）/12（1-ν2）
=6400000.37（N.mm）
df=μ×Zbk×a4×η/D
=5.1（mm）
df/a<1/60
玻璃的挠度满足!
四、单坡式杆件计算:
计算简图（圆表示支座，数字为节点号）
节点编号图
单元编号图
三、几何信息
各节点信息如下表：
节点号
x坐标（m）
y坐标（m）
z坐标（m）
x向约束
y向约束
z向约束
绕x约束
绕y约束
绕z约束
1
7.400
0.000
1.570
2
7.400
2.000
0.000
3
0.000
0.000
1.570
√
√
√
4
0.000
2.000
0.000
5
-4.768
1.743
0.000
6
-4.768
0.250
0.000
7
-4.768
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
8
0.000
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
9
0.000
0.250
0.000
10
0.000
1.743
0.000
11
0.000
3.000
0.000
12
1.480
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
13
1.480
0.250
0.000
14
1.480
1.743
0.000
15
1.480
3.000
0.000
16
2.960
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
17
2.960
0.250
0.000
18
2.960
1.743
0.000
19
2.960
3.000
0.000
20
4.440
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
21
4.440
0.250
0.000
22
4.440
1.743
0.000
23
4.440
3.000
0.000
24
5.920
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
25
5.920
0.250
0.000
26
5.920
1.743
0.000
√
√
√
27
5.920
3.000
0.000
28
7.400
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
29
7.400
0.250
0.000
30
7.400
1.743
0.000
31
7.400
3.000
0.000
32
8.880
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
33
8.880
0.250
0.000
34
8.880
1.743
0.000
35
8.880
3.000
0.000
36
10.360
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
37
10.360
0.250
0.000
38
10.360
1.743
0.000
39
10.360
3.000
0.000
40
-1.794
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
41
-1.794
0.250
0.000
42
-1.794
1.743
0.000
43
-1.794
3.000
0.000
44
-3.588
3.000
0.000
45
-3.588
1.743
0.000
46
-3.588
0.250
0.000
47
-3.588
0.000
0.000
√
√
√
√
√
√
48
10.760
0.250
0.000
49
11.851
1.291
0.000
50
13.642
3.000
0.000
51
11.851
1.241
0.000
√
√
√
√
√
√
52
11.851
1.743
0.000
53
11.851
3.000
0.000
54
-6.170
0.250
0.000
√
√
√
√
√
√
各单元信息如下表：
单元号
截面名称
长度（m）
面积（mm2）
绕2轴
惯性矩（x104mm4）
绕3轴
惯性矩（x104mm4）
绕2轴计
算长度
系数
绕3轴计
算长度
系数
i节点
释放
j节点
释放
1
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
2
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
3
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
4
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
5
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
6
G-1
0.400
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
7
G-1
1.180
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
8
G-1
1.794
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
9
G-1
1.794
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
10
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
11
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
12
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
13
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
14
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
15
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
16
G-1
1.480
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
17
G-1
1.491
2900
1017
1017
0.000
0.000
---
---
18
热钢管76x6.0
2.543
1319
81
81
0.000
0.000
---
---
19
热钢管76x6.0
2.543
1319
81
81
0.000
0.000
---
---
20
GL-1
1.493
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
21
GL-1
0.250
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
22
GL-1
0.250
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
23
GL-1
1.493
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
24
GL-1
0.257
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
25
GL-1
1.000
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
26
GL-1
0.250
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
27
GL-1
1.493
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
28
GL-1
1.257
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
29
GL-1
0.250
5100
791
10659
0.000
0.000
---
---
30
GL-1
1.493
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