点式玻璃雨棚计算书..

1、薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书设计：_校对： _审核： _批准： _二一六年一月二十日目录1 计算引用的规范、标准及资料 . 11.1 幕墙及采光顶相关设计规范： . 11.2 建筑设计规范： . 11.3 玻璃规范：. 11.4 钢材规范：. 21.5 胶类及密封材料规范： . 21.6 相关物理性能等级测试方法： . 31.7建筑结构静力计算手册（第二版）. 31.8土建图纸：. 32 基本参数. 32.1 雨篷所在地区. 32.2 地面粗糙度分类等级 . 33 雨篷荷载计算 . 33.1 雨篷的荷载作用说明 . 33.2 风荷载标准值计算. 43.3 风荷载设计值计算. 63.4

2、雪荷载标准值计算. 63.5 雪荷载设计值计算. 63.6 雨篷面活荷载设计值 . 73.7 雨篷构件恒荷载设计值 . 73.8 选取计算荷载组合. 74 雨篷杆件计算. 84.1 悬臂梁的受力分析. 84.2 选用材料的截面特性 . 94.3 梁的抗弯强度计算 . 94.4 梁的挠度计算. 105 雨篷焊缝计算. 105.1 受力分析. 105.2 焊缝校核计算. 106 玻璃的选用与校核 . 116.1 玻璃板块荷载组合计算 . 116.2 玻璃板块荷载分配计算 . 126.3 玻璃的强度计算 . 136.4 玻璃最大挠度校核. 147 雨篷埋件计算（后锚固结构）. 157.1 校核处埋件

3、受力分析 . 157.2 锚栓群中锚栓的拉力计算 . 157.3 群锚受剪内力计算. 167.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算 . 167.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算 . 1 77.6 混凝土劈裂破坏承载力计算 . 197.7 锚栓钢材受剪破坏承载力计算 . 217.8 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算 . 217.9 混凝土剪撬破坏承载能力计算 . 237.10 拉剪复合受力承载力计算 . 237.11 混凝土基材厚度、群锚锚栓最小间距及最小边距计算 .248 附录常用材料的力学及其它物理性能 . 25薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书1钢结构雨篷设计计算书1 1 计算引用的规范、标

4、准及资料1.11.1 幕墙及采光顶相关设计规范：铝合金结构设计规范玻璃幕墙工程技术规范建筑玻璃应用技术规程建筑幕墙建筑玻璃采光顶建筑用玻璃与金属护栏建筑幕墙工程技术规范1.21.2 建筑设计规范：地震震级的规定钢结构设计规范高层建筑混凝土结构技术规程高处作业吊蓝工程抗震术语标准混凝土结构后锚固技术规程混凝土结构加固设计规范混凝土结构设计规范混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓建筑防火圭寸堵应用技术规程钢结构焊接规范建筑工程抗震设防分类标准建筑结构荷载规范建筑结构可靠度设计统一标准建筑抗震设计规范建筑设计防火规范建筑物防雷设计规范冷弯薄壁型钢结构技术规范1.31.3 玻璃规范：镀膜玻璃第1部分：阳光控

5、制镀膜玻璃镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃防弹玻璃平板玻璃建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃GB50429-2007JGJ102-2003JGJ113-2009GB/T21086-2007JG/T231-2007JG/T342-2012DGJ08-56-2012GB/T17740-1999GB50017-2003JGJ3-2010GB19155-2003JGJ/T97-2011JGJ145-2013GB50367-2013GB50010-2010JG160-2004CECS154:2003GB50661-2011GB50223-2008GB50009-2012GB

6、50068-2001GB50011-2010GB50016-2014GB50057-2010GB50018-2002GB/T18915.1-2013GB/T18915.2-2013GB17840-1999GB11614-2009GB15763.3-2009GB15763.2-2005薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书2薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书3建筑用安全玻璃防火玻璃半钢化玻璃热弯玻璃压花玻璃中空玻璃1.41.4 钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管不锈钢棒不锈钢冷加工钢棒不锈钢冷轧钢板及钢带不锈钢热轧钢板及钢带不锈钢丝建筑用不锈钢绞线不锈钢小直径无缝钢管彩色涂层钢板和钢带低合金钢焊条

7、低合金高强度结构钢建筑幕墙用钢索压管接头耐候结构钢高碳铬不锈钢丝合金结构钢金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求冷拔异形钢管碳钢焊条碳素结构钢碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带优质碳素结构钢1.51.5 胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏幕墙玻璃接缝用密封胶彩色涂层钢板用建筑密封胶丁基橡胶防水密封胶粘带工业用橡胶板混凝土建筑接缝用密封胶建筑窗用弹性密封剂建筑密封材料试验方法建筑用防霉密封胶建筑用硅酮结构密圭寸胶建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条聚氨酯建筑密圭寸胶聚硫建筑密圭寸胶GB15763.1-2009GB/T17841-20

8、08JC/T915-2003(2014)JC/T511-2002GB/T11944-2012JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2009GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T4240-2009JG/T200-2007GB/T3090-2000GB/T12754-2006GB/T5118-2012GB/T1591-2008JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T0961997GB/T3077-1999GB/T13912-2002GB/T3094-2012GB/T5117-2012GB/T700-2006GB/T912-200

9、8GB/T3274-2007GB/T699-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004GB/T5574-2008JC/T881-2001JC485-2007GB/T13477.120-2002JC/T885-2001GB16776-2005GB/T19686-2005JG/T174-2014JC/T482-2003JC/T483-2006薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书4绝热用岩棉、矿棉及其制品硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定修补用天然橡胶胶粘剂中空玻璃用弹性密封胶中空玻璃用丁基热熔密封胶1.61.6 相关物理性能等级测试方法：玻

10、璃幕墙工程质量检验标准玻璃幕墙光学性能彩色涂层钢板和钢带试验方法钢结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范建筑防水材料老化试验方法建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法建筑幕墙抗震性能振动台试验方法建筑幕墙平面内变形性能检测方法建筑装饰装修工程质量验收规范金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法1.71.7建筑结构静力计算手册( (第二版) )1.81.8 土建图纸:2 2 基本参数2.12.1 雨篷所在地区薛城地区；2.22.2 地面粗糙度分类等级按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较

11、稀疏的乡镇和城市郊区;C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。3 3 雨篷荷载计算3.13.1 雨篷的荷载作用说明雨篷承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。GB/T11835-2007GB/T529-2008HG/T3318-2002JC/T486-2001JC/T914-2003JGJ/T139-2001GB/T18091-2000GB/T13448-2006GB50205-2001GB50204-2002（2011版）GB/T18244-2000GB/T15227-2007GB/T18575-2001GB

12、/T18250-2000GB50210-2001GB/T228.1-2010薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书5(1)自重： 包括面板、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照500N/m2估算:(2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面的荷载，按GB50009采用；(3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用；(4)活荷载：是指雨篷水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用;在实际工程的雨篷结构计算中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其最大值：A:考虑正风压时：a.当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：SA+=1.35Gk+0

13、.6X1.4wk+0.7X1.4Sk(或Qk)b.当永久荷载不起控制作用的时候， 按下面公式进行荷载组合：SA+=1.2Gk+1.4wk+0.7X1.4Sk(或Qk)(风荷载为第一可变荷载时);SA+=1.2Gk+1.4Sk(或Qk)+0.6X1.4wk(风荷载非第一可变荷载时);B:考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合：SA-=1.0Gk+ 1.4Wk3.23.2 风荷载标准值计算按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算：Wk+=Bgz卩zjis1+W0.8.1.1-2GB50009-2012Wk-=Bgzizis1-W0上式中：Wk+:正风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa

14、);Wk-:负风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高：15m;Bgz：高度z处的阵风系数；根据不同场地类型，按以下公式计算：Bgz=1+2gl10(z/10)-a条文说明部分8.6.1GB50009-2012其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m;A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m;也就是：对A类场地：当z300m时，取z=300m，当z350m时， 取z=350m， 当z450m时， 取z=450m， 当z550m时， 取z=550m， 当z300m时，取z=300m，当z350m时， 取z

15、=350m， 当z450m时， 取z=450m， 当z550m时， 取z=550m， 当zQk，所以计算时雪荷载参与正压组合！3.73.7 雨篷构件恒荷载设计值G+:正压作用下雨篷构件恒荷载设计值(MPa);G-:负压作用下雨篷构件恒荷载设计值(MPa);Gk：雨篷结构平均自重取0.0005MPa;因为Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以：G+=1.2xGk=1.2x0.0005=0.0006MPaG-=Gk=0.0005MPa3.83.8 选取计算荷载组合(1)正风压的荷载组合计算：SkA+:正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa);SA+:正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MP

16、a);SkA+=Gk+Sk+0.6wkA+=0.001425MPaSA+=G+S+0.6wA+=0.001895MPa(2)负风压的荷载组合计算：取值：薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书9SkA-:负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa);SA-:负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa);SkA-=Gk+WkA-=0.000764MPaSA-=G-+WA-= 1.0Gk+1.4wkA-=0.00127MPa(3)最不利荷载选取：SkA:作用在龙骨上的最不利情况下荷载标准值组合(MPa); SA：作用在龙骨上的最不利情况下荷载设计值组合(MPa); 按上面2项结果，选最不利因素(正风压

17、情况下出现)：SkA=0.001425MPaSA=0.001895MPa4 4 雨篷杆件计算基本参数：1：计算点标高：15m；2:力学模型：悬臂梁；3:荷载作用：集中力荷载；4:悬臂总长度：a=2353mm；5:分格宽度：B=1500mm；6:板块配置：夹层玻璃8 +8 mm；7:悬臂梁：变截面H型钢，Q235；本处幕墙杆件按悬臂梁力学模型进行设计计算，受力模型如下:4.14.1 悬臂梁的受力分析(1)集中荷载值计算：本工程结构的每个梁上，共有i=3个集中力作用点，下面对这些力分别求值:Pki：每个集中力的标准值(N)；Pi：每个集中力的设计值(N)；ai：每个分格的沿悬臂梁方向的长度(mm)

18、；Sk：组合荷载标准值(MPa)；薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书10S:组合荷载设计值(MPa)；B:分格宽度(mm)；a1=664mma2=881mma3=808mmPk1=SkBa2/2=941.569NP1=SBa2/2=1252.121NPk3=SkBa3/2=863.55NP3=SBa3/2=1148.37NPk2=SkB(a2+a3)/2=1805.119NP2=SB(a2+a3)/2=2400.491N(2)雨篷杆件截面最大弯矩(根部处)的弯矩设计值计算：M:全部作用力作用下悬臂梁根部弯矩设计值(Nmm);Mi：单个作用力Pi作用下悬臂梁根部弯矩设计值(Nmm);bi：单个

19、作用力Pi作用点到悬臂梁根部的距离(mm);Pi：每个集中力的设计值(N);Mi=PiXbiM=艺MiM1=P1b1=831408.344NmmM3=P3b3=2702114.61NmmM2=P2b2=3708758.595NmmM=艺Mi=7242281.549Nmm4.24.2 选用材料的截面特性材料的抗弯强度设计值：f=215MPa材料弹性模量：E=206000MPa4主力方向惯性矩：l=6601610mm主力方向截面抵抗矩：W=101563mm塑性发展系数：丫=1.054.34.3 梁的抗弯强度计算按悬臂梁抗弯强度公式，应满足：M/丫Wf上式中：M:悬臂梁的弯矩设计值(Nmm);W：

20、在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；Y:塑性发展系数， 取1.05;f:材料的抗弯强度设计值，取215MPa; 则：薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书11M/丫W=7242281.549/1.05/101563=67.913MPa215MPa悬臂梁抗弯强度满足要求。4.44.4 梁的挠度计算df：全部作用力作用下悬臂梁悬臂端挠度计算值(mm)；dfm:悬臂梁悬臂端挠度限值(mm)；dfi：单个作用力Pi作用下悬臂梁悬臂端挠度计算值(mm)；bi：单个作用力Pi作用点到悬臂梁根部的距离(mm)；Pki：每个集中力的标准值(N)；a:悬臂梁总长度(mm)；dfi=Pkibi2a(3-Bi)/

21、6EIBi=bi/adf=艺dfi2dfi=Pkibi2a(3-Bi)/6EI=0.325mm2df3=Pk3b3a(3-B3)/6EI=2.757mm2df2=Pk2b2a(3-B2)/6EI=2.912mmdf=工dfi=5.994mmdf,lim=2X2353/250=18.824mm5.994mmdf,iim=18.824mm悬臂梁杆件的挠度满足要求！5 5 雨篷焊缝计算基本参数：1：焊缝高度：hf=4mm;2:焊缝有效截面抵抗矩：W=76970mm3; 23:焊缝有效截面积：A=2532.4mm;5.15.1 受力分析V:剪力(N)a:悬臂长度(mm):B:分格宽度(mm);M:弯矩

22、(Nmm)V=SaB=0.001895X2353X1500=6688.402NM=7242281.549Nmm薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书125.25.2 焊缝校核计算校核依据：(Tf/Bf)2+Tf2)0.5ffw7.1.3-3GB50017-2003上式中：(Tf：按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力(MPa);Bf：正面角焊缝的强度设计值增大系数，取1.22;Tf：按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa);ffw:角焊缝的强度设计值(MPa);22、0.5(Tf/Bf) +Tf)=(M/1.22W)2+(V/A)2)0.5rr C=(7242281.549/1

23、.22/76970)+(6688.402/2532.4)=77.17MPa77.17MPaffW=160MPa焊缝强度能满足要求6 6 玻璃的选用与校核基本参数：1：计算点标高：15m;2:玻璃板尺寸：宽X高=BXH=1500mmx1000mm;3:玻璃配置：夹层玻璃，夹层玻璃：8 +8 mm上片钢化玻璃，下片钢化玻璃;4:玻璃支撑类型：四点驳接；5:玻璃支撑点间距B1xH1=1500mmx881mm;模型简图为：IH.一4 bH1Bj1点式玻璃板(也点驳接)6.16.1 玻璃板块荷载组合计算(1)玻璃板块自重：Gk：玻璃板块自重标准值(MPa);G:玻璃板块自重设计值(MPa);t1:玻璃板

24、块上片玻璃厚度(mm);t2：玻璃板块下片玻璃厚度(mm);Yg：玻璃的体积密度(N/mm3);薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书13wk+:正风压作用下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa);Gk=Yg(t1+t2)=25.6/1000000X(8+8)=0.00041MPa因为Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以：G+:正压作用下雨篷玻璃恒荷载设计值(MPa)；G-：负压作用下雨篷玻璃恒荷载设计值(MPa)；Gk：玻璃板块自重标准值(MPa);G+=1.2XGk=1.2X0.00041=0.000492MPaG-=Gk=0.00041MPa(2)正风压的荷载组合计算：Sk+:正风压作

25、用下的荷载标准值组合(MPa);S+:正风压作用下的荷载设计值组合(MPa);Sk+=Gk+Sk+0.6wk+=0.001335MPaS+=G+S+0.6w+=0.001787MPa(3)负风压的荷载组合计算：Sk-：负风压作用下的荷载标准值组合(MPa);S-：负风压作用下的荷载设计值组合(MPa);Sk-=Gk+Wk-=0.001089MPaS-=G-+w-=1.0Gk+1.4wk-=0.001689MPa(4)最不利荷载选取：Sk：最不利荷载标准值组合(MPa);S:最不利荷载设计值组合(MPa);按上面2项结果，选最不利因素(正风压情况下出现):Sk=0.001335MPaS=0.00

26、1787MPa6.26.2 玻璃板块荷载分配计算Sk：最不利荷载标准值组合(MPa);S:最不利荷载设计值组合(MPa);t1： 上片玻璃厚度(mm);t2：下片玻璃厚度(mm);Sk1:分配到上片玻璃上的荷载组合标准值(MPa);S仁分配到上片玻璃上的荷载组合设计值(MPa);Sk2:分配到下片玻璃上的荷载组合标准值(MPa);S2：分配到下片玻璃上的荷载组合设计值(MPa);Sk1=Skt13/(t13+t23)333=0.001335X8 /(8 +8 ) =0.000668MPaS1=St13/(t13+t23)薛城区仲建商务广场玻璃雨篷设计计算书14333=0.001787X8 /(

27、8 +8 )=0.000894MPaSk2=Skt23/(t/+t23)333=0.001335X8 /(8 +8 )=0.000668MPaS2=St23/(tl3+t23)333=0.001787X8 /(8 +8 )=0.000894MPa6.36.3 玻璃的强度计算校核依据：fg（1）上片校核：91： 上片玻璃的计算参数；n1： 上片玻璃的折减系数；Sk1:作用在上片玻璃上的荷载组合标准值（MPa）；a:支撑点间玻璃面板长边边长（mm）;E:玻璃的弹性模量（MPa）;t1： 上片玻璃厚度（mm）;4491=Sk1a4/Et146.1.2-3JGJ102-200344=0.000668X15004/72000/84=11.467按系数91,查表6.1.2-2JGJ102-2003,n1=0.954;c1： 上片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值S仁作用在幕墙上片玻璃上的荷载组合设计值（MPa）;a:支撑点间玻璃面板长边边长（mm）;t1： 上片玻璃厚度（mm）;m1：上片玻璃弯矩系数，查表得m1=0.1335;c1=6m1S1an1/t122=6X0.1335X0.000894X15002X0.954/82=24.017MPa24.017MPafg1=42MPa（钢化玻璃）上片玻璃的强度满足！（2）下片校核：9