石材钢架结构计算书Word格式文档下载.docx
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石材包柱钢结构属于空间任意结构,杆件采用矩形钢管,角钢连接。
计算标高11.4m.
2.设计依据
2.1本工程设计遵循的标准、规、规定及规程
⏹建筑平面布置图、剖面图
⏹主要采用的国家规、规程和标准:
《建筑结构荷载规》(GB50009-2012)
《混凝土结构设计规》(GB50010-2010)
《建筑抗震设计规》(GB50011-2010)
《钢结构设计规》(GB50017-2003)
《冷弯薄壁型钢结构技术规》(GB50018-2002)
《建筑钢结构焊接规程》(JGJ181-2002)
《钢管结构技术规程》(CECS280:
2010)
《建筑结构用冷弯矩形钢管》(JG/T178-2005)
《冷轧低碳钢板及钢带》(GB/T5213-2008)
2.2建筑结构安全等级和设计使用年限
设计基准期:
50年
设计使用年限:
结构安全等级:
二级
结构重要性系数:
1.0
抗震设防类别:
丙类
2.3设计荷载与荷载组合
2.3.1永久荷载
1、30mm石材:
面板:
;
转接件重量:
合计取:
主钢结构自重由SAP2000自动计算。
2.3.2风荷载
2.3.3地震荷载
2.3.4荷载组合
依据《建筑结构荷载规》(GB50009-2012)和《建筑抗震设计规》(GB50011-2010)进行荷载组合。
各种荷载类型标准值的分项系数与组合系数见下表。
1.2自重+1.4风+0.65地震荷载
3.材料
3.1材料特性
钢结构主要受力构件采用Q235b的材料,应符合规《普通碳素结构钢技术条件》(GB/T700)有关要求。
设计中使用的材料的物理性能、力学性能等参数参见下表。
sap2000中没有材料阻尼比的接口,附加材料阻尼比为0。
钢材强度设计值
钢号
厚度或直径
(mm)
抗拉、抗压和抗弯f(N/mm2)
抗剪
fv(N/mm2)
端面承压(刨平顶紧)
fce(N/mm2)
Q235
16
215
115
320
>
16~40
205
110
35~50
195
105
3.2单元类型
采用结构有限元分析软件sap2000进行三维建模分析计算。
杆件采用Frame单元,杆件均采用立柱类型进行设计,模型中利用Membrane单元来施加面荷载,该膜单元的质量及刚度均退为0。
3.3约束模式
节点均为铰接(UX、UY、UZ)。
具体可见钢结构轴测图。
4.控制指标
1)变形控制指标
L/300(L为受弯构件的跨度,或悬臂梁和伸臂梁悬伸长度的2倍,两者取较小值。
)
2)应力指标
各构件最大组合设计应力不大于0.8f(f为钢材设计强度)
5.钢结构计算分析
5.1分析软件
美国CSI公司的SAP2000V15通用结构分析与设计软件
5.2结构布置
本工程上结构图示如下。
钢结构轴侧图(线模型)
钢结构轴侧图(三维实体模型)
5.3分析模型
钢结构有限元分析采用整体三维模型,杆件采用Frame单元。
模型中利用Membrane单元来施加荷载,该膜单元的质量及刚度均退为0。
5.4杆件截面
所有杆件截面为矩形钢管100×
50×
5,方钢管FG50×
5,等边角钢L50×
4材质均为Q235b,应符合《建筑结构用冷弯矩形钢管》(JG/T178-2005)、《钢管结构技术规程》(CECS280:
2010)、冷轧低碳钢板及钢带》(GB/T5213-2008)的要求。
5.5荷载施加(KN/m^2)
5.5.1恒载施加
5.5.2风载施加
5.5.3检修荷载施加(KN)
5.6荷载效应分析
5.6.1结构位移
结构的荷载以竖向荷载为主,包括永久荷载和可变荷载。
本节对结构在“1.0D+1.0W”组合工况下结构位移进行了分析。
“1.0D+1.0W”组合工况下结构挠度(单位:
mm)
主体结构的最大挠度为2.24mm,在工况“1.0D+1.0W”组合下。
结构最小跨度为3.0m,挠度2.4mm<
3000/300=10mm,满足设计要求。
5.7杆件承载力分析
经Sap2000运算结构在各荷载工况组合作用下的构件应力比如下:
各杆件在荷载工况组合作用下最大应力:
77.72MPa
5.8支座反力
支座编号(轴测图)
承载力极限状态下,包络工况下的支座反力值见下表:
TABLE:
JointReactions
Joint
OutputCase
F1
F2
F3
M1
M2
M3
Text
KN
KN-m
4
1.2D+1.4W+0.65E
-0.80
-1.09
0.00
6
-0.32
-11.54
22
-1.65
-0.92
24
-5.40
-4.80
26
-1.40
-10.43
28
-5.36
-6.94
33
-0.78
2.69
35
-0.33
25.99
51
-3.27
6.81
53
-6.22
21.38
55
-1.32
13.35
57
-0.75
3.66
5.9埋件计算
最不利节点反力:
轴力N=5.4KN,剪力V1=26KN,弯矩M=2.6KN*m