钢架计算书.docx

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钢架计算书

观景平台及走廊设计计算书

一、计算依据：

1.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）

2．《钢结构设计规范》GB50017-2003

3．《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

二、计算基本参数:

1．平台及走廊结构上铺设25mm木板，采用40X40木龙骨作为骨架，自重取面荷载0.5（kN/m2），栏杆自重线荷载0.5（kN/m）;钢结构自重程序计算。

2．活荷载取2.0（kN/m2）。

3．本工程位于北京市怀柔区，基本风压ω0=0.40（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=1.0x0.8=0.8（kN/m2）。

4.地面粗糙度类别按B类考虑，风压高度变化系数取1.6米处（标高最高处），查下页表1-1知，该处风压高度变化系数为：

z=1.0。

依据《建筑结构荷载规范》，风荷载体形系数，对于挑檐风荷载向上取μs=2.0。

5.本工程抗震设防八度（0.15g），抗震设防等级为丙类。

6.材质选用

钢材采用Q235B钢

三、结构限值

该处平台及走廊是以桁架和钢架作为承重结构的框架体系。

钢构件体系在正常使用状态下变形限制为：

（悬挑取L/200）

柱顶位移在正常使用状态下变形限制为：

四、设计荷载确定原则:

作用于平台及走廊平面的荷载主要是活荷载、风荷载、及平台结构自重，其中活荷载引起的效应最大。

在进行平台及走廊构件、连接件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值；进行位移和挠度计算时，各分项系数均取1.0，即采用其标准值。

1、风荷载

根据《建筑结构荷载规范》，垂直于平台及走廊平面上的风荷载标准值，按下列公式（1.1）计算：

Wk=zszWo················（1.1）

式中:

Wk---风荷载标准值（kN/m2）；

z---瞬时风压的阵风系数；βz=1.88

s---风荷载体型系数；向下取μs=0.5和向上取μs=-2.0。

z---风荷载高度变化系数，并与建筑的地区类别有关；按《建筑结构荷载规范》GB5009-2001（2006年版）；

Wo---基本风压（kN/m2），按《技术要求》Wo=0.4（kN/m2）

正压：

（kN/m2）

负压：

（kN/m2）

3、平台及走廊结构自重

●木板

考虑到龙骨，连接件等因素计算取0.60kN/㎡。

●钢结构

钢结构自重由程序自行计算

按规范要求，结构自重的分项系数取γG=1.2。

4、荷载组合

按照《建筑荷载规范》（GB50009-2001）进行组合。

按规范要求对作用于平台及走廊同一方向上的各种荷载应作最不利组合。

对垂直于平台及走廊平面上的荷载，其最不利荷载组合为：

1、正常使用极限状态（钢结构）

DS1：

1.0*重力荷载+1.0*活荷载

DS2：

1.0*重力荷载+1.0*风荷载（50年吸）

DS3：

1.0*重力荷载+1.0*风荷载（50年压）

2、承载力设计（钢结构）

LC1：

1.35*重力荷载+1.4*0.7*活荷载

LC2：

1.2*重力荷载+1.4*活荷载

LC3：

1.2*重力荷载+1.4*风荷载（50年压）

LC4：

1.0*重力荷载+1.4*风荷载（50年吸）

LC5：

1.2*重力荷载+1.4*风荷载（50年压）+0.7*1.4*活荷载

LC6：

1.2*重力荷载+1.4*活荷载+0.6*1.4*风荷载（50年压）

五、计算模型

1.计算假定

观景平台与桁架连接采用铰接，其它钢构件相互连接为固接；钢构件与混凝土连接处采用铰接，柱底与基础采用铰接。

荷载传递：

表面荷载通过龙骨传递给至钢结构，一部分传递至混凝土结构，一部分传递给柱至基础。

设计保证结构具有足够的刚度,保证平台及走廊在自重、风载作用下不发生过大的变形。

2.计算模型

本项目计算采用ETABS9.2.0有限元计算与设计程序，钢架采用梁柱单元，围护采用膜单元，仅传递平台及走廊面荷载。

计算模型

3.支座及节点约束

柱脚采用铰接支座，保证支座与基础连接结构的合理性，其它约束条件详见“支座及约束条件图”。

支座及约束条件图

4.荷载施加

面荷载施加信息

六、平台及走廊钢架的计算

1、变形计算

最大竖向位移位移（单位：

mm）

最大竖向位移位移（单位：

mm）

最大竖向位移位移（单位：

mm）

悬挑结构均满足L/200的要求。

2、强度校核

杆件截面布置图

正应力验算图（平面视图）

3、结果分析

1）节点位移分析:

由节点位移输出的结果可知，变形主要发生在Z轴方向，结构的最大变形为Umax=15.75mm。

根据规范对刚度要求，钢骨的最大允许挠度不大于L/400（对于悬臂梁L为悬伸长度的2倍）,即5500/200=27.5mm。

Umax=15.75mm≤27.5mm

故结构挠度能完全满足规范要求。

2）应力极值分析

由节点应力极值表可知，应力比均不大于0.8。

故结构的强度能满足要求。