石材钢架结构计算书.docx
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石材钢架结构计算书
华凯·襄阳天下H区1#、11#楼幕墙工程
雨篷钢结构计算书
编制：
校对：
审核：
羿天建筑装饰设计
HUBEIYITIANARCHITECTURE&DECORATIONDESIGNLTD.
石材包柱钢结构计算书
1.工程概况
本工程属于人信·悦玺营销中心幕墙工程，位于省荆州市。
地质类别为B。
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：
50年
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
Text
KN
KN
KN
KN-m
KN-m
KN-m
4
1.2D+1.4W+0.65E
-0.80
0
-1.09
0.00
0.00
0.00
6
1.2D+1.4W+0.65E
-0.32
0
-11.54
0.00
0.00
0.00
22
1.2D+1.4W+0.65E
-1.65
0
-0.92
0.00
0.00
0.00
24
1.2D+1.4W+0.65E
-5.40
0
-4.80
0.00
0.00
0.00
26
1.2D+1.4W+0.65E
-1.40
0
-10.43
0.00
0.00
0.00
28
1.2D+1.4W+0.65E
-5.36
0
-6.94
0.00
0.00
0.00
33
1.2D+1.4W+0.65E
-0.78
0
2.69
0.00
0.00
0.00
35
1.2D+1.4W+0.65E
-0.33
0
25.99
0.00
0.00
0.00
51
1.2D+1.4W+0.65E
-3.27
0
6.81
0.00
0.00
0.00
53
1.2D+1.4W+0.65E
-6.22
0
21.38
0.00
0.00
0.00
55
1.2D+1.4W+0.65E
-1.32
0
13.35
0.00
0.00
0.00
57
1.2D+1.4W+0.65E
-0.75
0
3.66
0.00
0.00
0.00
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
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