地铁灯箱计算书

1、目 录主体结构验算21.计算软件：22.设计依据：23.设计条件：24.主要结构材料2一、计算简图9二、几何信息11三、荷载信息13(一). (恒、活、风) 节点、单元荷载信息13(二). 其它荷载信息23(三). 荷载组合23四、内力位移计算结果24(一). 内力24(二). 位移29五、设计验算结果31节点验算341、灯箱在最不利荷载组合作用下支座反力图如下：342、箱体与角码连接计算35玻璃计算351.玻璃面积352. 玻璃板块荷载计算363.玻璃强度计算364. 玻璃最大挠度校核37结构胶计算371. 抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算372. 结构硅酮密封胶粘接厚度的计算383. 结

2、构胶设计总结39主体结构验算1. 计算软件：采用同济大学开发的3D3S软件，其版本号为9.0。2. 设计依据：1.建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）（2006年版）；2.钢结构设计规范（GB 50017-2003）；3.冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB 50018-2002）；4.钢结构工程施工质量验收规范（GB 50205-2001）;5.钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规范（JGJ 82-91）;3. 设计条件： 前框 (恒)：0.8X1.75=1.4kN/m。（作用上框，竖直向下） 后框（恒）：0.8X1.75/2=0.7 kN/m。（作用上、下框，竖直向下） 设备（恒）：

3、1.2X1.75/2=1.05 kN/m。（作用上、下框，竖直向下） 服务荷载 (恒)：0.75×3.2/2=1.2kN/m。（作用边框，竖直向下） 集群式荷载 (活1)：3kN/m。（作用下框、边框，水平，距地1.1m） 撞击式荷载 (活2)：0.5×1.8/0.33kN。（作用下框中点，水平，距地0.7m）4. 主要结构材料41 钢材主要结构钢材采用Q235B，应符合国家有关规范要求。钢材的物理性能指标弹性模量E(N/mm2)剪变模量G(N/mm2)线膨胀系数a（以每°C计）质量密度r（kg/m3）2.06×10579×1041.20

4、15;10-57850钢材强度设计值钢  材抗拉、抗压和抗弯fy/f抗   剪fv端面承压(刨平顶紧)fce钢 号厚度或直径(mm)Q235钢£16235/215125325>1640225/205120325>4060215/200115325>60100205/190110325钢材的化学成分及含量限值、力学及环境耐侯性能、延性与可焊性等要求符合国家有关标准。钢材强度标准值的保证率要求不小于95%4.2 焊接材料手工焊采用E43型或E50型焊条，焊条型号选择与主体金属强度相适应，手工焊接用焊条符合现行国家标准碳素钢焊条（GB5117

5、-1995）和低合金钢焊条（GB5118-1995）的规定。自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂选择与主体金属强度相适应，焊丝符合现行国家标准熔化用焊丝（GB/T 14957）的规定。焊缝连接强度设计值焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径（mm）抗压焊缝等级为下列等级时，抗拉抗剪抗拉、抗压及抗剪一、二级三级自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q23516215215185125160>1640205205175120>4060200200170115>601001901901601104.3连接螺栓普通螺栓符合现行国家标准六角头螺栓A和B级（GB 5782

6、）和六角头螺栓C级（GB 5780）锚栓采用Q235或Q345钢制作高强度螺栓符合现行国家标准钢结构高强度大六角头螺栓、大六角螺母，垫圈与技术条件（GB/T 1228-1231）或钢结构用扭剪型高强螺栓连接副（GB/T 3632GB/T 3633）的规定；螺栓连接的强度设计值、高强螺栓的设计预应力值，以及高强螺栓连接的钢材摩擦面抗滑移系数值，符合现行国家钢结构设计规范（GB50017-2003）的规定。螺栓连接强度设计值螺栓类型螺栓性能等级抗拉 ftb (N/mm2)抗剪 fvb (N/mm2)备注 普通螺栓4.6 级 4.8级170140C级螺栓8.8级400320A,B

7、级螺栓锚栓Q235140-Q345180-摩擦型高强螺栓8.8级40025010.9级500310灯箱透视图灯箱左边框截面图灯箱右边框截面图灯箱上边框截面图灯箱下边框截面图灯箱加肋截面图一、计算简图 计算简图 (圆表示支座，数字为节点号) 节点编号图 单元编号图二、几何信息 各节点信息如下表：节点号x坐标(m)y坐标(m)z坐标(m)x向约束y向约束z向约束绕x约束绕y约束绕z约束12.3500.0001.750 22.3500.0000.000 30.8500.0001.750 40.8500.0000.000 51.6000.0001.750 61.6000.0000.000 70.000

8、0.0001.750 80.0000.0000.000 93.2000.0001.750 103.2000.0000.000 各单元信息如下表：单元号截面名称长度(m)面积(mm2)绕2轴惯性矩(x104mm4)绕3轴惯性矩(x104mm4)绕2轴计算长度系数绕3轴计算长度系数小节点释放大节点释放1加肋1.7502321121.0001.000-2加肋1.7502321121.0001.000-3加肋1.7502321121.0001.000-4右边框1.75013691652371.0001.000-5上框0.75010321412332.1331.000-6左边框1.75013691652

9、371.0001.000-7上框0.85010321412331.8821.000-8下框0.85010321412333.7651.000-9下框0.75010321412334.2671.000-10下框0.75010321412334.2671.000-11下框0.85010321412333.7651.000-12上框0.85010321412331.8821.000-13上框0.75010321412332.1331.000-三、荷载信息 结构重要性系数： 1.00(一). (恒、活、风) 节点、单元荷载信息 1.节点荷载 *以下为节点荷载汇总表: 单位：力(kN)；弯距(kN.m)

10、第 2 工况节点荷载表节点号PxPyPzMxMyMz20.03.00.00.00.00.040.03.00.00.00.00.0 (1).工况号: 2 *输入荷载库中的荷载: 序号Px(kN)Py(kN)Pz(kN)Mx(kN.m)My(kN.m)Mz(kN.m)10.03.00.00.00.00.0 节点荷载分布图: 节点荷载序号1分布图 *以下为节点荷载图 单位：力(kN)；弯距(kN.m)第 2 工况节点荷载简图 2.单元荷载 *以下为单元荷载汇总表: 单位：力(kN)；分布力(kN/m)；弯距(kN.m)；分布弯距(kN.m/m)第 0 工况单元荷载表单元号工况号类型方向Q1Q2X1X

11、240梯形荷载Z-1.20.00.00.050梯形荷载Z-3.10.00.00.060梯形荷载Z-1.20.00.00.070梯形荷载Z-3.10.00.00.080梯形荷载Z-1.80.00.00.090梯形荷载Z-1.80.00.00.0100梯形荷载Z-1.80.00.00.0110梯形荷载Z-1.80.00.00.0120梯形荷载Z-3.10.00.00.0130梯形荷载Z-3.10.00.00.0第 1 工况单元荷载表单元号工况号类型方向Q1Q2X1X241梯形荷载Y3.00.00.00.061梯形荷载Y3.00.00.00.081梯形荷载Y3.00.00.00.091梯形荷载Y3.

12、00.00.00.0101梯形荷载Y3.00.00.00.0111梯形荷载Y3.00.00.00.0 (1).工况号: 0 *输入荷载库中的荷载: 序号类型方向Q1Q2X1(mm)X2(mm)1梯形荷载Z-1.40.00.00.02梯形荷载Z-0.70.00.00.03梯形荷载Z-1.10.00.00.04梯形荷载Z-1.20.00.00.0 单元荷载分布图: 单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元）单元荷载序号2分布图（实粗线表示荷载作用的单元）单元荷载序号3分布图（实粗线表示荷载作用的单元）单元荷载序号4分布图（实粗线表示荷载作用的单元） (2).工况号: 1 *输入荷载库中的荷载

13、: 序号类型方向Q1Q2X1(mm)X2(mm)1梯形荷载Y3.00.00.00.0 单元荷载分布图: 单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元） *以下为单元荷载图: 单位：力(kN)；分布力(kN/m)；弯距(kN.m)；分布弯距(kN.m/m)第 0 工况单元荷载简图第 1 工况单元荷载简图(二). 其它荷载信息 (1). 地震作用 规范： 建筑抗震设计规范（GB50011-2001） 地震烈度： 7度(0.15g) 水平地震影响系数最大值： 0.12 计算振型数： 9 建筑结构阻尼比： 0.035 特征周期值： 0.35 地震影响： 多遇地震 场地类别： 类 地震分组： 第一组

14、周期折减系数： 1.00 地震力计算方法： 振型分解法振型号周期（秒）10.098620.050730.035540.033150.017360.009870.007380.005790.0047(三). 荷载组合 (1) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 (2) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况2 (3) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 (4) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况2 (5) 1.00 恒载 + 1.40 活载工况1 (6) 1.00 恒载 + 1.40 活载工况2 (7) 1.20 恒载 + 1.20 x 0.50 活载

15、工况1 + 1.30 水平地震 (8) 1.20 恒载 + 1.20 x 0.50 活载工况2 + 1.30 水平地震 (9) 1.00 恒载 + 1.00 x 0.50 活载工况1 + 1.30 水平地震 (10) 1.00 恒载 + 1.00 x 0.50 活载工况2 + 1.30 水平地震 (11) 1.20 恒载四、内力位移计算结果(一). 内力最不利内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m)；位置(m)单元号名称组合号序号位置轴力N剪力Q2剪力Q3弯距M2弯距M3N最大910.0-1.8-0.0-0.00.0-0.01M3最大311.8-2.2-0.0-0.0-0.00.0N最小

16、111.8-2.5-0.0-0.0-0.00.0M3最小310.0-2.2-0.0-0.00.0-0.0N最大920.0-1.8-0.00.0-0.0-0.02M3最大311.8-2.2-0.00.00.00.0N最小111.8-2.5-0.00.00.00.0M3最小310.0-2.2-0.00.0-0.0-0.0N最大110.01.1-0.00.0-0.0-0.03M3最大311.81.0-0.00.00.00.0N最小911.80.8-0.0-0.0-0.00.0M3最小310.01.0-0.00.0-0.0-0.0N最大110.01.5-2.5-0.20.20.04M3最大310.90

17、.00.1-0.10.01.6N最小111.8-1.52.6-0.2-0.1-0.0M3最小311.8-1.43.7-0.1-0.1-0.1N最大710.00.00.80.4-0.1-0.05M3最大110.80.0-2.40.60.30.6N最小920.10.00.40.3-0.1-0.1M3最小210.20.00.00.4-0.0-0.1N最大110.01.5-2.50.2-0.20.06M3最大310.90.00.10.1-0.01.6N最小111.8-1.52.60.20.1-0.0M3最小311.8-1.43.70.10.1-0.1N最大920.3-0.0-0.3-0.3-0.10.

18、27M3最大110.4-0.0-0.1-0.6-0.30.3N最小710.0-0.0-1.4-0.4-0.10.0M3最小210.8-0.02.1-0.4-0.4-0.2N最大710.00.21.10.2-0.50.28M3最大110.00.01.20.4-0.80.2N最小920.0-0.20.90.2-0.40.2M3最小110.50.0-0.01.9-0.2-0.1N最大910.00.1-1.0-1.1-0.4-0.29M3最大210.5-0.0-0.10.0-0.90.1N最小720.0-0.1-1.2-1.3-0.5-0.2M3最小110.0-0.0-1.3-2.2-0.8-0.2N

19、最大920.00.11.0-1.1-0.40.210M3最大210.0-0.01.30.0-0.90.2N最小710.0-0.11.2-1.3-0.50.2M3最小210.5-0.00.10.0-0.9-0.1N最大720.00.2-1.10.2-0.5-0.211M3最大210.50.00.01.6-0.10.1N最小910.0-0.2-0.90.2-0.4-0.2M3最小210.00.0-1.21.6-0.9-0.2N最大1010.1-0.00.7-0.2-0.1-0.212M3最大110.8-0.0-2.1-0.6-0.60.2N最小720.0-0.01.4-0.4-0.1-0.0M3最

20、小110.4-0.00.1-0.6-0.3-0.3N最大720.10.0-0.50.4-0.10.113M3最大110.20.0-0.00.6-0.00.1N最小1010.00.0-0.60.2-0.10.0M3最小110.80.02.40.60.3-0.6各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kN、kN.m)节点号控制组合号组合序号NxNyNzMxMyMzNx最大110.0-1.85.00.00.00.0Ny最大1110.0-0.04.50.00.00.0Nz最大110.0-1.85.00.00.00.0Mx最大110.0-1.85.00.00.00.0My最大110.0-1.85.00.0

21、0.00.0Mz最大110.0-1.85.00.00.00.02合力最大110.0-1.85.00.00.00.0Nx最小110.0-1.85.00.00.00.0Ny最小310.0-2.54.50.00.00.0Nz最小920.0-0.93.70.00.00.0Mx最小110.0-1.85.00.00.00.0My最小110.0-1.85.00.00.00.0Mz最小110.0-1.85.00.00.00.0Nx最大110.0-1.85.00.00.00.0Ny最大1110.0-0.04.50.00.00.0Nz最大110.0-1.85.00.00.00.0Mx最大110.0-1.85.00

22、.00.00.0My最大110.0-1.85.00.00.00.0Mz最大110.0-1.85.00.00.00.04合力最大110.0-1.85.00.00.00.0Nx最小110.0-1.85.00.00.00.0Ny最小310.0-2.54.50.00.00.0Nz最小920.0-0.93.70.00.00.0Mx最小110.0-1.85.00.00.00.0My最小110.0-1.85.00.00.00.0Mz最小110.0-1.85.00.00.00.0Nx最大910.0-0.64.40.00.00.0Ny最大103-0.00.14.40.00.00.0Nz最大11-0.0-1.26

23、.00.00.00.0Mx最大11-0.0-1.26.00.00.00.0My最大11-0.0-1.26.00.00.00.0Mz最大11-0.0-1.26.00.00.00.05合力最大11-0.0-1.26.00.00.00.0Nx最小82-0.0-0.65.30.00.00.0Ny最小31-0.0-1.85.30.00.00.0Nz最小92-0.0-0.64.40.00.00.0Mx最小11-0.0-1.26.00.00.00.0My最小11-0.0-1.26.00.00.00.0Mz最小11-0.0-1.26.00.00.00.0Nx最大91-0.1-1.02.70.00.00.0Ny

24、最大41-0.10.63.20.00.00.0Nz最大11-0.2-2.03.60.00.00.0Mx最大11-0.2-2.03.60.00.00.0My最大11-0.2-2.03.60.00.00.0Mz最大11-0.2-2.03.60.00.00.07合力最大31-0.1-2.83.20.00.00.0Nx最小11-0.2-2.03.60.00.00.0Ny最小31-0.1-2.83.20.00.00.0Nz最小92-0.1-1.02.70.00.00.0Mx最小11-0.2-2.03.60.00.00.0My最小11-0.2-2.03.60.00.00.0Mz最小11-0.2-2.03.

25、60.00.00.0Nx最大710.3-3.42.20.00.00.0Ny最大1110.1-0.02.20.00.00.0Nz最大110.2-5.52.40.00.00.0Mx最大110.2-5.52.40.00.00.0My最大110.2-5.52.40.00.00.0Mz最大110.2-5.52.40.00.00.08合力最大310.1-7.92.20.00.00.0Nx最小92-0.0-2.81.80.00.00.0Ny最小310.1-7.92.20.00.00.0Nz最小92-0.0-2.81.80.00.00.0Mx最小110.2-5.52.40.00.00.0My最小110.2-5

26、.52.40.00.00.0Mz最小110.2-5.52.40.00.00.0Nx最大110.2-2.03.60.00.00.0Ny最大410.10.63.20.00.00.0Nz最大110.2-2.03.60.00.00.0Mx最大110.2-2.03.60.00.00.0My最大110.2-2.03.60.00.00.0Mz最大110.2-2.03.60.00.00.09合力最大310.1-2.83.20.00.00.0Nx最小920.1-1.02.70.00.00.0Ny最小310.1-2.83.20.00.00.0Nz最小920.1-1.02.70.00.00.0Mx最小110.2-2

27、.03.60.00.00.0My最小110.2-2.03.60.00.00.0Mz最小110.2-2.03.60.00.00.0Nx最大910.0-2.81.80.00.00.0Ny最大111-0.10.02.20.00.00.0Nz最大11-0.2-5.52.40.00.00.0Mx最大11-0.2-5.52.40.00.00.0My最大11-0.2-5.52.40.00.00.0Mz最大11-0.2-5.52.40.00.00.010合力最大31-0.1-7.92.20.00.00.0Nx最小72-0.3-3.42.20.00.00.0Ny最小31-0.1-7.92.20.00.00.0N

28、z最小92-0.3-2.81.80.00.00.0Mx最小11-0.2-5.52.40.00.00.0My最小11-0.2-5.52.40.00.00.0Mz最小11-0.2-5.52.40.00.00.0轴力 N 包络图(单位：kN)弯距 M3 包络图(单位：kN.m)轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M314110.0001.5-2.5-0.20.60.20.026110.0001.5-2.50.2-0.6-0.20.033110.0001.1-0.00.00.0-0.0-0.0411720

29、.0000.2-1.10.20.0-0.5-0.258710.0000.21.10.2-0.0-0.50.269910.0000.1-1.0-1.1-0.0-0.4-0.2710920.0000.11.0-1.10.0-0.40.285710.0000.00.80.40.0-0.1-0.0913720.0630.0-0.50.4-0.0-0.10.1107920.283-0.0-0.3-0.30.0-0.10.2轴力 N 最小的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M311111.750-2.5-0.0-0.0-0

30、.0-0.00.022111.750-2.5-0.00.00.00.00.034111.750-1.52.6-0.20.6-0.1-0.046111.750-1.52.60.2-0.60.1-0.0511910.000-0.2-0.90.20.0-0.4-0.268920.000-0.20.90.2-0.0-0.40.279720.000-0.1-1.2-1.3-0.0-0.5-0.2810710.000-0.11.2-1.30.0-0.50.297710.000-0.0-1.4-0.40.0-0.10.01012720.000-0.01.4-0.4-0.0-0.1-0.0弯距 M3 最大的前

31、 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M314310.8750.00.1-0.10.90.01.626310.8750.00.10.1-0.9-0.01.635110.7500.0-2.40.60.00.30.647110.354-0.0-0.1-0.60.0-0.30.358110.0000.01.20.4-0.0-0.80.2610210.000-0.01.30.00.0-0.90.2712110.850-0.0-2.1-0.6-0.0-0.60.2813110.1880.0-0.00.6-0.0-0.00.19

32、9210.500-0.0-0.10.0-0.0-0.90.11011210.4960.00.01.60.0-0.10.1弯距 M3 最小的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)序号单元号组合号组合序位置轴力N剪力Q2剪力Q3扭矩M弯距M2弯距M3113110.7500.02.40.6-0.00.3-0.6212110.354-0.00.1-0.6-0.0-0.3-0.3311210.0000.0-1.21.60.0-0.9-0.249110.000-0.0-1.3-2.2-0.0-0.8-0.257210.850-0.02.1-0.40.0-0.4-0.265210.1880.0

33、0.00.40.0-0.0-0.1710210.500-0.00.10.00.0-0.9-0.188110.4960.0-0.01.9-0.0-0.2-0.194311.750-1.43.7-0.10.9-0.1-0.1106311.750-1.43.70.1-0.90.1-0.1(二). 位移 X向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和16710.02.5-0.02.524710.01.80.01.832710.01.80.01.841710.00.1-0.10.155110.00.00.00.067110.00.00.0

34、0.078110.00.00.00.089110.00.00.00.0910110.00.00.00.010381-0.00.1-0.10.1“Y向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和16310.05.0-0.05.02231-0.03.60.03.634310.03.60.03.64331-0.00.2-0.10.251310.00.2-0.10.265110.00.00.00.077110.00.00.00.088110.00.00.00.099110.00.00.00.01010110.00.00.00.0“Z向位移

35、”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和1211-0.02.50.02.524110.02.50.02.535110.00.00.00.047110.00.00.00.058110.00.00.00.069110.00.00.00.0710110.00.00.00.086710.02.5-0.02.59371-0.00.1-0.10.1101710.00.1-0.10.1“合位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和16310.05.0-0.05.02231-0.0

36、3.60.03.634310.03.60.03.64331-0.00.2-0.10.251310.00.2-0.10.265110.00.00.00.077110.00.00.00.088110.00.00.00.099110.00.00.00.01010110.00.00.00.0“X向位移”最小的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号X向位移Y向位移Z向位移位移平方和1672-0.02.5-0.02.52272-0.01.80.01.83472-0.01.80.01.84372-0.00.1-0.10.155110.00.00.00.067110.00.00.00.078110.00.00.00.089110.00.00.00.0910110.00.00.00.0101720.00.1-0.10.1“Y向位移”最小的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节