sap2000钢结构廊架计算书.doc

1、彩虹廊架结构计算书一、设计依据 钢结构设计规范（GB50017-2003）高耸结构设计规范（GB50135-2006）户外广告设施钢结构技术规程（CECS 148:2003）建筑结构荷载规范（GB50009-2012）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）钢结构焊接规范（GB50661-2011）工程基本条件：1、设计概况工程名称: 工程所在地:武汉建筑物安全等级:一级建筑物设计使用年限:25年基本风压:0.40kN/（取100年） 地面粗糙度:B基本雪压:0.50kN/地震基本烈度:6度结构构件应力比控制:0.90二、计算简图采用sap2

2、000 v15.1.1软件进行计算总高3米，顶蓬高2.9米。黄色杆件为168x12圆管，蓝色杆件为120x80x4矩形钢管，青色杆件为120x60x4矩形钢管，材质均为Q235B。三、荷载计算1、 恒载顶蓬面板为2.5mm厚铝单板，龙骨加面板恒载Gk=0.4kN/m；构件自重由软件自动添加。2、活载、雪载顶蓬为不上人屋面，活载为0.5KN/m；雪载为0.5kN/m；两者取较大值L=0.5kN/m。3、检修荷载悬挑雨篷最外端横梁处添加施工或检修荷载L2=1.0/m。4、风荷载顶蓬面风荷载：建筑结构荷载规范8.1.1：垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下列规定确定：1 计算主要受力结构时，应按下

3、式计算：根据建筑结构荷载规范8.4.1条规定，本工程可不考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响，故风振系数z按1考虑。风荷载体型系数参照建筑结构荷载规范表8.3.1第29项次体型，取较大值负风压s=-1.3及正风压s=1.3两种工况体型系数。风压高度变化系数z=1.0基本风压按100年取W0=0.4 kN/m2顶蓬负风压风荷载标准值Wk=1x（-1.3）x1x0.4=-0.52 kN/m，放大按-1.0 kN/m计取；顶蓬正风压风荷载标准值Wk=1x1.3x1x0.4=0.52 kN/m，放大按1.0 kN/m计取。顶蓬横梁风荷载：风荷载标准值按1.0 kN/m计取，横梁外包尺寸0.2m，故横

4、梁线荷载为1.0 kN/mx0.2x1=0.2 kN/m立柱风荷载：风荷载体型系数参照建筑结构荷载规范表8.3.1第37项次体型，取较大值s=1.2风荷载标准值Wk=1x1.2x1x0.4=0.48 kN/m，立柱直径为0.168，换算成线荷载为0.48x0.168x1=0.081kN/m四、荷载组合五、构件计算分析1、 加载恒载：活载：检修荷载：风载工况1：风载工况2：2、 运算结果（1）强度验算所有杆件强度应力比均小于0.90，故强度满足要求。（2）变形验算标准组合作用下：顶蓬钢梁悬挑长度为1.5米，标准组合下挠度值为0.0062，根据钢结构设计规范附录A表A.1.1中第4项，挠度容许值按

5、l/250控制，即1.5x2/250=0.012m，0.00620.012，故变形满足要求。负风压风荷载标准值作用下：钢柱高3m，柱顶位移值为0.0064m。参照钢结构设计规范附录A中A.2.1规定，柱顶位移值按H/150控制，即3/150=0.02m，0.00640.02，故变形满足要求。正风压风荷载标准值作用下：钢柱高3m，柱顶位移值为0.0053m。参照钢结构设计规范附录A中A.2.1规定，柱顶位移值按H/150控制，即3/150=0.02m，0.0053 73.518mm所以按部分截面混凝土受压，部分锚栓受拉来计算(通过对混凝土应力积分):max=1.389N/mm2中性轴的坐标: x

6、 = 35.529最大锚栓的拉力： NTa = 4565.181N锚栓总拉力： Ta = 13023.416 N轴力N大小为： N = 24000 N混凝土的总合压力： F = 37023.416N外力对中性轴的弯矩： M外= 6147313.404N.mm 按（fN(e-x)方式求出）锚栓的合弯矩： Ma = 2039500.762N.mm混凝土的合弯矩： Mc = 4107805.133N.mm混凝土抗压强度设计值：fc=14.3N/mm2底板下混凝土最大受压应力：c=1.389N/mm214.3，满足四. 锚栓承载力验算控制工况：组合工况1N=-24 kN；锚栓最大拉力：Nta=4.56

7、5 kN(参混凝土承载力验算)锚栓的拉力限值为：Nt=63.451kN锚栓承受的最大拉力为：Nta=4.565kN63.451，满足五. 底板验算1 构造要求最小底板厚度验算一般要求最小板厚：tn=20 mm柱截面要求最小板厚：tz=12 mm构造要求最小板厚：tmin=max(tn，tz)=20 mm20，满足2 混凝土反力作用下的最小底板厚度计算非抗震工况底板下最大压应力：cm=1.389 N/mm2底板厚度验算控制应力：c=1.389 N/mm2沿圆周布置的加劲肋之间按三边支承板简化计算：折算跨度：a2=3.142450/8=176.715 mm悬挑长度：b2=0.5(450-168)=

8、141 mm分布弯矩：M1=0.096791.389176.715176.715 10-3=0.004197 kNm得到底板最大弯矩区域的弯矩值为：Mmax=0.004197 kNm混凝土反力要求最小板厚：Tmin=(6*Mmax/f)0.5=(64.197/343 103)0.5=8.568 mm20，满足3 锚栓拉力作用下的最小底板厚度计算非抗震工况锚栓最大拉力：Tam=4.565 kN底板厚度验算控制拉力：Ta=4565.181 kN锚栓中心到柱底截面圆边缘距离：la1=636.396-168-60=222 mmla1对应的受力长度：ll1=2222=444 mm锚栓中心到左侧加劲肋距离

9、：la2=(0.5168+222)0.3827=117.101 mmla2对应的受力长度：ll2=117.101+min(60，117.101+0.524)=177.101 mm锚栓中心到右侧加劲肋边距离：la3=117.101 mmla3对应的受力长度：ll3=ll2=117.101+min(60，117.101+0.524)=177.101 mm弯矩分布系数：1=222117.101117.101/(222177.101177.101+444117.101177.101+444177.101117.101)=0.12得最大弯矩分布系数为：=0.12锚栓拉力要求的最小板厚：tmin=(64.

10、5650.12/343103)0.5=3.095 mm20，满足六. 对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求七. X向加劲肋验算非抗震工况下锚栓最大拉力：Tam=4.565 kN加劲肋承担柱底反力区域面积：Sr=0.01 cm2非抗震工况下加劲肋承担柱底反力：Vrc=cm*Sr=1.3890.01100=0.001389 kN板件控制剪力：组合工况1下锚栓拉力，Vr=4.565 kN计算宽度取为上切边到角点距离：br=196 mm板件宽厚比：br/tr=196/16=12.2518，满足扣除切角加劲肋高度：hr=200-40=160 mm板件剪应力：r=Vb/hr/tr=4.565103/(1