怡化华东研发运营中心项目自平衡计算书sap.docx
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怡化华东研发运营中心项目自平衡计算书sap
怡化华东研发运营中心项目
自平衡结构
计
算
书
计算：
校对：
审核：
批准：
2015年1月6日
第一部分计算说明
一．参照的标准及规范：
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《建筑结构抗震规范》GB50011-2001
二.设计计算依据：
略
三.材料参数：
1.常用参数：
1）材料的弹性模量：
（N/mm2）
材料
E
钢材
2.06×105
玻璃
0.72×105
2）材料的线膨胀系数值：
（1/℃）
材料
α
材料
α
钢材
1.20×10-5
不锈钢绞线
1.60×10-5
混凝土
1.00×10-5
不锈钢板
1.80×10-5
3）材料的泊松比：
材料
υ
材料
υ
钢绞线
计算时可取0
钢、不锈钢
0.30
4）钢材的强度设计值fS（N/mm2）
钢材牌号
厚度或直径
抗拉、抗压、抗弯
抗剪
端面承压
Q235
d≤16
215
125
325
16＜d≤40
205
120
40＜d≤60
200
115
Q345
d≤16
310
180
400
16＜d≤35
295
170
35＜d≤50
265
155
3.坚朗（KINLONG）不锈钢拉索参数：
见坚朗《幕墙配件事业部典型产品目录》（2014年版）P27。
第二部分 立面荷载计算
一荷载参数
1不变荷载（恒载）
玻璃种类:
夹层钢化玻璃
玻璃总厚度（mm）:
30
支承装置及结构重（KN/m^2）:
0.01
2风荷载
基本风压（KN/m^2）:
0.45
结构距地面高度（m）:
22
体形系数:
1
风压高度变化系数:
软件自动计算
地面粗糙度级别:
B
3温差作用
年温差（摄氏度）:
-10~40
温度作用综合系数:
1
4地震作用
地震烈度:
6（0.05g）度
动力放大系数:
5
5荷载标准值计算标准值（KN/m^2）分项系数组合系数
不变荷载:
0.911111
风荷载:
1.011
1）荷载组合标准值计算水平方向垂直方向
总荷载（KN/m^2）:
1.0-0.9111
6荷载设计值计算标准值（KN/m^2）分项系数组合系数
不变荷载:
0.91111.21
风荷载:
1.01.41
地震作用:
0.182221.30.5
1）荷载组合设计值计算水平方向垂直方向
总荷载（KN/m^2）:
-1.5-1.09334
第三部分立面自平衡结构分析
一．基本条件：
1．幕墙设计图（客户提供）。
2.其它参数：
1）结构跨度：
19600mm；自平衡结构许用挠度：
取L/250。
二.荷载组合：
经分析可知，最不利荷载组合如下：
1．预拉力状态：
（式中Pre指预拉力）
1）COMB1：
1.0×Pre
2．正常使用状态：
（式中Pre指预拉力）
1）COMB2：
1.0×GK+1.0×Pre+1.0×WK
3．承载能力极限状态：
（式中Pre指预拉力）
1）COMB3：
1.2×GK+1.0×Pre+1.4×WK+0.2×1.3×qE
4．对荷载组合的说明：
1）以上组合中省略了一部分不可能是最不利的荷载组合。
2）COMB1用于拉索预张力分析
3）COMB2用于拉索结构挠度分析。
4）COMB3用于拉索结构强度分析。
三．结构分析软件说明：
采用SAP2000软件进行。
采用大挠度计算理论，拉索仅考虑受力特性。
四．计算模型及模型信息：
1、结构模型示意图：
滑动铰支座
固定铰支座
滑动铰支座
φ12横向稳定索
φ12横向稳定索
φ30不锈钢拉索
φ89x5支撑杆
φ16不锈钢拉索
φ194X8钢管
支撑杆与中心主撑杆连接:
支撑杆与立柱铰接
2、点荷载施加示意图：
（单位：
N）
自重
风荷载
地震荷载
五．预拉力状态拉索预张力：
（N）
1．拉索预张力（COMB1）：
参考温度15℃下的拉索预张力值。
施工时，应根据施工温度计算施工预张力。
六．正常使用极限状态挠度及校核：
1．COMB2组合下，单索结构最大位移（mm）：
挠度校核：
由上面分析可知，在正常使用极限状态，结构最大位移μ=63.16mm。
校核:
μ/L=63.16/19600=1/310＜1/250结论:
挠度满足!
七．承载能力极限状态轴力及校核：
1．COMB3组合下，软件输出信息如下：
杆件类型
编号
轴力
主弯矩
Text
N
N-mm
Φ30拉索
1
31639.4
0
Φ30拉索
2
53008.79
0
Φ30拉索
3
67442.94
0
Φ30拉索
4
73978.07
0
Φ30拉索
5
70056.75
0
Φ30拉索
6
58229.95
0
Φ30拉索
7
39331.82
0
Φ30拉索
8
19985.39
0
Φ30拉索
9
-352.93
0
Φ30拉索
10
178187.49
0
Φ30拉索
11
177274.72
0
Φ30拉索
12
176552.72
0
Φ30拉索
13
176072.3
0
Φ30拉索
14
175885.02
0
Φ30拉索
15
176001.59
0
Φ30拉索
16
176382
0
Φ30拉索
17
176993.53
0
Φ30拉索
18
177818.97
0
Φ194x8钢管
29
-175041.85
-1344484.84
Φ194x8钢管
30
-188892.44
-6545696.74
Φ194x8钢管
31
-194381.2
-11477041.2
Φ194x8钢管
32
-195921.29
-13464535.8
Φ194x8钢管
33
-196203.1
-11438536.2
Φ194x8钢管
34
-195999.44
-6368118.91
Φ194x8钢管
35
-193588.68
-856537.4
Φ194x8钢管
36
-187463.8
2338715.9
Φ194x8钢管
37
-175313.22
0.89
Φ16拉索
38
59234.68
0
Φ16拉索
39
46211.5
0
Φ16拉索
40
31642.53
0
Φ16拉索
41
21033.93
0
Φ16拉索
42
19706.8
0
Φ16拉索
43
25894.04
0
Φ16拉索
44
36987.16
0
Φ16拉索
45
44782.06
0
Φ16拉索
46
47425.29
0
Φ89x5支撑杆
47
-6038.87
-442120.8
Φ89x5支撑杆
48
-6035.55
-4201000.55
Φ89x5支撑杆
49
-4075.81
-4.275E-11
Φ89x5支撑杆
50
-6324.74
-68.2
Φ89x5支撑杆
51
-0.17
-0.009504
Φ89x5支撑杆
52
-6044.75
-441334.67
Φ89x5支撑杆
53
-5890.34
-3986699.43
Φ89x5支撑杆
54
-5470.19
-8.076E-10
Φ89x5支撑杆
55
-6571.72
-67.66
Φ89x5支撑杆
56
-0.09168
-0.003713
Φ89x5支撑杆
57
-6053.63
-440123.36
Φ89x5支撑杆
58
-5798.77
-2455794.7
Φ89x5支撑杆
59
-6633.13
3.02E-10
Φ89x5支撑杆
60
-7035.18
-395.24
Φ89x5支撑杆
61
-0.04113
-0.002315
Φ89x5支撑杆
62
-6057.42
-439600.5
Φ89x5支撑杆
63
-5874.45
-969155.83
Φ89x5支撑杆
64
-7746.14
-1.783E-10
Φ89x5支撑杆
65
-7459.73
-67.25
Φ89x5支撑杆
66
-0.01967
-0.0003327
Φ89x5支撑杆
67
-6052.4
-440291.16
Φ89x5支撑杆
68
-5921.02
-594480.06
Φ89x5支撑杆
69
-8168.42
-6.366E-11
Φ89x5支撑杆
70
-7634.03
-67.25
Φ89x5支撑杆
71
-0.0161
-0.0002337
Φ89x5支撑杆
72
-6050.66
-440529.66
Φ89x5支撑杆
73
-5872.3
364232.59
Φ89x5支撑杆
74
-7711.76
-1.819E-11
Φ89x5支撑杆
75
-7477.54
-67.34
Φ89x5支撑杆
76
-0.0221
-0.0003542
Φ89x5支撑杆
77
-6058.96
-439384.88
Φ89x5支撑杆
78
-5798.38
2503927.1
Φ89x5支撑杆
79
-6576.09
-2.183E-11
Φ89x5支撑杆
80
-7074.83
-67.61
Φ89x5支撑杆
81
-0.03207
-0.0005914
Φ89x5支撑杆
82
-6070.27
-437821.38
Φ89x5支撑杆
83
-5846.58
4119622.32
Φ89x5支撑杆
84
-4803.49
-5.975E-10
Φ89x5支撑杆
85
-6661.26
-68.05
Φ89x5支撑杆
86
-0.03896
-0.0007619
2.φ16拉索强度校核：
1）由上面分析可知,在承载能力极限状态，竖向拉索强度设计值σ=388.70Mpa
坚朗φ16不锈钢拉索强度设计值[σ]=587.25Mpa,
校核:
388.70Mpa＜587.25Mpa
结论:
强度满足!
3.φ30拉索强度校核：
1）由上面分析可知,在承载能力极限状态，竖向拉索强度设计值σ=335.19Mpa
坚朗φ30不锈钢拉索强度设计值[σ]=587.25Mpa,
校核:
335.19Mpa＜587.25Mpa
结论:
强度满足!
4.φ89x5支撑杆强度校核：
1）由上面分析可知,在承载能力极限状态，支撑杆最大压力F=5890N,支撑杆最大弯矩M=4201000Nmm,
坚朗φ89x5不锈钢撑杆强度设计值[σ]=178Mpa,有效截面积为A=1319mm2,
校核:
=157.02Mpa＜178Mpa（JGJ-102公式6.3.7）
N——轴力设计值（N）
M——弯矩设计值（Nmm）
A——净截面面积（mm2）
Wn——抗弯截面系数（mm3）
γ——截面塑性发展系数，取1.05
结论:
强度满足!
5.φ194x8中心撑杆校核：
考虑稳定索,φ194x8平面外计算长度为6534mm,回转半径为65.82;
在承载能力极限状态，撑杆最大压力F=195921N,支撑杆最大弯矩M=13464535Nmm,
1）强度校核:
φ194x8不锈钢撑杆强度设计值[σ]=215Mpa,有效截面积为A=4674.69mm2,
=164.78Mpa＜215Mpa（JGJ-102公式6.3.7）
N——轴力设计值（N）
M——弯矩设计值（Nmm）
A——净截面面积（mm2）
Wn——抗弯截面系数（mm3）
γ——截面塑性发展系数，取1.05
结论:
强度满足!
2）平面外稳定性校核:
=193.92Mpa＜215Mpa（JGJ-102公式6.3.8-1）
（JGJ-102公式6.3.8-2）
N——轴力设计值（N）
Ne——临界压力值（N）
M——弯矩设计值（Nmm）
——轴心受压稳定系数,查表JGJ-102表6.3.8得
A——净截面面积（mm2）
Wn——抗弯截面系数（mm3）
γ——截面塑性发展系数，取1.05
λ——长细比
结论:
稳定性满足!
八．承载能力极限状态支座反力：
1、支座节点反力图（N）：
顶部支座反力
底部支座反力
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