广告招牌位钢梁设计计算书

广告招牌位钢梁设计计算书基本参数:xx地区抗震7度设防一、荷载计算1、标高为46.0m处风荷载计算(1).风荷载标准值计算:Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)βgz:46.000m高处阵风系数(按C类区计算):μf=0.734×(Z/10)^(-0.22)＝0.525βgz=0.85×(1+2μf)=1.742μz:46.000m高处风压高度变化系数(按C类区计算):(GB50009-2001)μz=0.616×(Z/10)^0.44=1.206风荷载体型系数μs=1.20Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=1.742×1.206×1.2×0.750=1.890kN/m^2(2).风荷载设计值:W:风荷载设计值:kN/m^2rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用W=rw×Wk=1.4×1.890=2.646kN/m^22.作用于横钢梁的荷载标准值：横钢梁上的荷载作用来自3mm厚的复合铝板和玻璃面板上.A、qw:作用于角码70x7的线均布荷载;及作用于方钢管上的三角荷载Wk:风荷载标准值:1.890kN/m^2B:幕墙分格宽:4.500m/2=2.250mqw1=Wk×B=1.890×2.250=4.25kN/mB、垂直于幕墙平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m^2)qEAk=5×αmax×GAk=5×0.080×200.000/1000=0.080kN/m^2qE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qE=qEA×B=0.08×2.2500=0.18kN/mC、GAk:铝板幕墙自重:200N/m^2Gk1:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):Gk1=200×H/1000=200×2.2500/1000=0.450kN/mGAk:玻璃幕墙自重:400N/m^2Gk2:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):Gk2=400×H/1000=400×2.2500/1000=0.90kN/mGk=Gk1+Gk2=1.35kN/mD、横梁钢架的自重DL由SAP2000自行运行计算。荷载的组合： 组合一：COMB1:1.4qw+1.3x0.5qek+1.2Gk+1.0DL组合二:COMB2:1.0qw+1.0x0.5qek+1.0Gk+1.0DL二、横钢梁内力分析:基本参数：1：计算点标高：46.0m；2：力学模型：钢架；3：横梁跨度：L=3.55+12.90+3.55=20.0m；4：龙骨间距：宽1.20m；5：板块配置：吊挂玻璃及复合铝板；一、）计算简图（如图）二、）几何信息节点编号图，杆件编号图，截面尺寸图，荷载分布图，内力包络图详见附录SAP2000输出文件。通过SAP2000电算计算结果：三、）内力输出结果：考虑最不利内力输出结果（参考附录SAP2000内力输出结果）进行杆件校核：杆件80x60x5mm内力大小杆件单元（FRAME）组合工况（COMB）最大轴力（N）0．37kN122COMB1最大剪力（Q2、Q3）Q2=0.004kNQ3=3.63Kn122COMB1最大弯矩(M2、M3)M2=0.59kNmM3=0.002kNm122COMB1杆件L50x5mm内力大小杆件单元（FRAME）组合工况（COMB）最大轴力（N）10.83kN37COMB1最大剪力（Q2、Q3）Q2=1.53kNQ3=0.008Kn37COMB1最大弯矩(M2、M3)M2=0.003kNmM3=0.59kNm37COMB1杆件L70x7mm内力大小杆件单元（FRAME）组合工况（COMB）最大轴力（N）0.35kN190COMB1最大剪力（Q2、Q3）Q2=3.88kNQ3=1.41Kn190COMB1最大弯矩(M2、M3)M2=0.35kNmM3=0.81kNm190COMB1四、）据内力结果校核型材（1、）校核型材80x60x5mm1.选用立柱型材的截面特性:选用型材号:80X60X5型材强度设计值:215.000N/mm^2型材弹性模量:E=2.1×10^5N/mm^2X轴惯性矩:Ix=113.237cm^4Y轴惯性矩:Iy=71.152cm^4X轴抵抗矩:Wx1=28.309cm^3X轴抵抗矩:Wx2=28.309cm^3 Y轴抵抗矩:Wy1=23.694cm^3型材截面积:A=13.008cm^2型材计算校核处壁厚:t=5.000mm型材截面面积矩:Ss=17.394cm^3塑性发展系数:γ=1.052.幕墙横梁受弯强度计算:校核依据:Mx/γ/wx+My/γ/wy≤ｆa=215.0N/mm2(拉弯构件)σ:横梁计算强度(N/mm2)(横梁为拉弯构件) Mx:横梁弯矩X-X:0.59kN·m Wx:横梁截面X轴抗弯矩:28.309cm3 My:横梁弯矩Y-Y:0.002kN·m Wy:横梁截面Y轴抗弯矩:23.694cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=N/A+Mx/γ/wx+My/γ/wy=0.37X10/13.008+0.59×103/1.05/28.309+0.002×103/1.05/23.694=20.2N/mm220.2N/mm2≤ｆa=215.0N/mm2横梁强度可以满足.2.横梁抗剪计算:校核依据:VyxSx/(Ixxtx)≤[τ]=125.0N/mm2 VxxSy/(Iyxty)≤[τ]=125.0N/mm2Vy:横梁竖直方向（Y轴）的剪力设计值（kN）:Vy= 0.004kNVx:横梁水平方向（X轴）的剪力设计值（kN）:Vx= 3.63kNτ:横梁剪应力:Sx:横梁型材截面x轴的毛截面面积矩:17.394cm3Sy:横梁型材截面y轴的毛截面面积矩:14.459cm3Ix:横梁型材截面惯性矩:113.237cm4Iy:横梁型材截面惯性矩:71.152cm4tx:横梁型材截面垂直于x轴腹板的截面总宽度:5.000mmty:横梁型材截面垂直于y轴腹板的截面总宽度:5.000mmτx=(Vx^2+Vy^2)^0.5×Sx×100/Ix/tx=(0.004^2+3.63^2)^0.5×17.394×100/113.237/5.000=11.15N/mm211.15N/mm2≤125.0N/mm2横梁抗剪强度可以满足.（2、）校核型材L50x5mm1.选用横梁型材的截面特性:选用型材号:L50X5型材强度设计值:215.000N/mm^2型材弹性模量:E=2.1×10^5N/mm^2X轴惯性矩:Ix=11.231cm^4Y轴惯性矩:Iy=11.181cm^4X轴抵抗矩:Wx1=3.138cm^3X轴抵抗矩:Wx2=7.901cm^3Y轴抵抗矩:Wy1=7.887cm^3Y轴抵抗矩:Wy2=3.121cm^3型材截面积:A=4.804cm^2型材计算校核处壁厚:t=5.000mm型材截面面积矩:Ss=3.428cm^3塑性发展系数:γ=1.052.幕墙横梁受弯强度计算:校核依据:Mx/γ/wx+My/γ/wy≤ｆa=215.0N/mm2(拉弯构件)σ:横梁计算强度(N/mm2)(横梁为拉弯构件) Mx:横梁弯矩X-X:0.003kN·m Wx:横梁截面X轴抗弯矩:3.138cm3 My:横梁弯矩Y-Y:0.59kN·m Wy:横梁截面Y轴抗弯矩:3.138cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=N/A+Mx/γ/wx+My/γ/wy=10.83x10/4.804+0.003×103/1.05/3.138+0.59×103/1.05/3.138=202.5N/mm2205.5N/mm2≤ｆa=215.0N/mm2横梁强度可以满足.2.横梁抗剪计算:校核依据:VyxSx/(Ixxtx)≤[τ]=125.0N/mm2 VxxSy/(Iyxty)≤[τ]=125.0N/mm2Vy:横梁竖直方向（Y轴）的剪力设计值（kN）:Vy= 1.53kNVx:横梁水平方向（X轴）的剪力设计值（kN）:Vx= 0.008kNτ:横梁剪应力:Sx:横梁型材截面x轴的毛截面面积矩:3.428cm3Ix:横梁型材截面惯性矩:11.231cm4tx:横梁型材截面垂直于x轴腹板的截面总宽度:5.000mmτx=(Vx^2+Vy^2)^0.5×Sx×100/Ix/tx=(1.53^2+0.008^2)^0.5×3.428×100/11.231/5.000=9.34N/mm29.34N/mm2≤125.0N/mm2横梁抗剪强度可以满足.（2、）校核型材L70x7mm1.选用横梁型材的截面特性:选用型材号:L70X7型材强度设计值:215.000N/mm^2型材弹性模量:E=2.1×10^5N/mm^2X轴惯性矩:Ix=43.219cm^4Y轴惯性矩:Iy=43.219cm^4X轴抵抗矩:Wx1=8.657cm^3Y轴抵抗矩:Wy1=8.657cm^3型材截面积:A=9.31cm^2型材计算校核处壁厚:t=7.000mm型材截面面积矩:Ss=14.618cm^3塑性发展系数:γ=1.052.幕墙横梁受弯强度计算:校核依据:N/A+Mx/γ/wx+My/γ/wy≤ｆa=215.0N/mm2(拉弯构件)σ:横梁计算强度(N/mm2)(横梁为拉弯构件) Mx:横梁弯矩X-X:0.35kN·m Wx:横梁截面X轴抗弯矩:8.657cm3 My:横梁弯矩Y-Y:0.81kN·m Wy:横梁截面Y轴抗弯矩:8.657cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=N/A+Mx/γ/wx+My/γ/wy=0.35x10/9.31+0.35×103/1.05/8.657+0.81×103/1.05/8.657=128N/mm2128N/mm2≤ｆa=215.0N/mm2横梁强度可以满足.2.横梁抗剪计算:校核依据:VyxSx/(Ixxtx)≤[τ]=125.0N/mm2 VxxSy/(Iyxty)≤[τ]=125.0N/mm2Vy:横梁竖直方向（Y轴）的剪力设计值（kN）:Vy= 3.88kNVx:横梁水平方向（X轴）的剪力设计值（kN）:Vx= 1.41kNτ:横梁剪应力:Sx:横梁型材截面x轴的毛截面面积矩:14.618cm3Ix:横梁型材截面惯性矩:43.219cm4tx:横梁型材截面垂直于x轴腹板的截面总宽度:7.000mmτx=(Vx^2+Vy^2)^0.5×Sx×100/Ix/tx=(3.88^2+1.41^2)^0.5×14.618×100/43.219/7.000=19.95N/mm219.95N/mm2≤125.0N/mm2横梁抗剪强度可以满足.三、后补埋件强度计算钢架支支座最大反力:节点42+节点151:节点42：F1=3.13Kn,F2=21.91Kn;F3=4.78kN节点151：F1=3.77Kn,F2=11.34Kn;F3=0.77kN作用于后置埋件的总反力为：剪力：V1=3.13+3.77=6.90KnV2=4.78+0.77=5.55Kn拉力：T=21.91+11.34=33.25Kn根据现场情况，采用12支M12x110膨胀螺栓与14mm厚弯钢板作埋件。校核膨胀螺栓抗拉力及抗剪力。单个M12x110膨胀螺栓(静止状态)技术参数如下：允许拉力[N]=10.10KN允许剪力[V]=7.275KN本工程预埋件受拉力和剪力V:剪