实例说钢雨篷结构设计(sap2000)

首先来说说雨篷的同音〔雨篷、雨棚and雨蓬〕。雨蓬是觉得错误的，蓬字压根没这个意思。雨篷含有悬挑的意思，如果是挑出结构，无论是挑板，挑梁板还是钢结构悬挑的都可以用雨篷。而雨棚是有自己独立的支撑体系的，单独架立而不需要依附于结构上的。所以应该从概念上认清这几个名词，防止不必要的笑话。

下面说说自己在设计过程中的几个注意之处：拉杆吊点位置的选取

在sap2000里面比照了不同角度的吊点位置，最后得出还是30°角度结构受力最优，图集给出参考角度为30°~60°。风荷载计算

详见后续计算书荷载组合

详见后续计算书长细比

对于吊杆，它可能受拉，也可能受压〔长细比200〕，这就决定了它根本是构造控制。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/21356db5.bmpfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/50db89e0.bmp〔注：下述计算书是最近帮朋友整理的并非本工程的，只是想说明问题〕一、玻璃计算参考图纸及说明1、玻璃选用

玻璃采用：夹层玻璃，四点支承。

支承点间玻璃面板尺寸1600×1414mm，与水平面夹角0度。

玻璃外片厚度为8mm，内片厚度为8mm。

玻璃大面强度为58MPa，侧面强度为41MPa。弹性模量E=0.72x105MPa，泊松比v=0.2。

玻璃密度ρ=25.6kN/m3。2、荷载计算〔1〕自重计算

Gk'：恒载标准值(kN/m2)，方向竖直向下

Gk：恒载标准值(kN/m2)，垂直于板面的恒载分量

Gk'=25.6×(8+8)×10-3=0.410kN/m2

Gk=0.410×cos0o=0.410kN/m2〔2〕风荷载计算

所在高度:6m

所在部位:雨篷地面粗糙度类别:B类

风荷载标准值应按下式计算，并且负风荷载标准值不应小于1.5kN/m^2,正风荷载标准值不应小于0.5kN/m^2：

阵风系数:βgz=1.7

体型系数(负风)：μsl1=-2

体型系数(正风)：μsl2=1

风压高度变化系数：μz=1.0

根本风压：W0=0.45kN/m^2

风荷载标准值(负风)：W1k=min(-1.5kN/m^2,βgz*μsl1*μz*W0)=-1.53kN/m^2

风荷载标准值(正风)：W2k==max〔0.5kN/m^2,βgz*μsl2*μz*W0)=0.765kN/m^2(3)雪荷载

SK：雪荷载标准值(kN/m2)，方向垂直于板面，取0.8kN/m2(4)检修荷载

WOK：检修荷载标准值(kN/m2)，方向垂直于板面，取1kN/m2(5)其他活载

OTK：其他活载标准值(kN/m2)，方向垂直于板面，取0.5kN/m23、荷载组合

(1)、参与组合的荷载项

<1>、恒载〔自重垂直于玻璃的分量〕

Gk=0.410kN/m2

组合系数1.0

分项系数1.0/1.2/1.35

<2>、风荷载〔垂直于玻璃〕

Wk=0.76/1.53kN/m2

组合系数0.6/0.2

分项系数1.4

<3>、活载〔取雪荷载/检修荷载/其他活载之大值，垂直于玻璃〕

Qk=1kN/m2

组合系数0.7

分项系数1.0/1.4

(2)、由以下组合算得最大的荷载组合标准值〔用于刚度校核〕

恒载

恒载+风载

恒载+活载

恒载+风载+0.7活载

恒载+活载+0.6风载

最大的荷载组合标准值qk=1.52kN/m2

(3)、由以下组合算得最大的荷载组合设计值〔用于强度校核〕

1.35恒载

1.2恒载+1.4活载

1.35恒载+0.7×1.4活载

1.2恒载+1.4正风压

1.35恒载+0.6×1.4正风压

1.2恒载+1.4正风压+0.7×1.4活载

1.2恒载+1.4活载+0.6×1.4风载

1.35恒载+0.6×1.4正风压+0.7×1.4活载

1.0恒载-1.4负风压

最大的荷载组合设计值q=+2.38/-1.71kN/m24、板块校核

外片厚度t1=8mm

内片厚度t2=8mm

等效厚度te=(t13+t23)-3=10.079mm

外片承受自身的恒荷载+其他荷载×t13/(t13+t23)

外片所承受荷载组合标准值=0.76kN/m2

外片所承受荷载组合设计值=1.19kN/m2

内片承受自身的恒荷载+其他荷载×t23/(t13+t23)

内片所承受荷载组合标准值=0.76kN/m2

内片所承受荷载组合设计值=1.19kN/m2

(1)、强度校核

支承点间面板长边边长b=1600mm

查表(JGJ102-2003表8.1.5-1)得弯矩系数m=0.147

外片强度校核：

查表(JGJ102-2003表6.1.2-2)得折减系数η=0.891

应力σ=6mqb2η/t2

=6×0.147×1.19×16002×0.891/82×10-3

=36MPa

强度满足!

内片强度校核：

查表(JGJ102-2003表6.1.2-2)得折减系数η=0.891

应力σ=6mqb2η/t2

=6×0.147×1.19×16002×0.891/82×10-3

=36MPa

强度满足!

(2)、刚度校核

刚度D=Ete3/12/(1-v2)=6400000.000N•mm

查表(JGJ102-2003表8.1.5-2)得挠度系数μ=0.02101

查表(JGJ102-2003表6.1.2-2)得折减系数η=0.913

挠度d=μqkb4η/D

=0.02101×0.76×16004×0.913/6400000.000×10-3

=15mm

挠度限值dmax=b/60=1600/60=26.667mm

挠度满足!二、结构计算参考图纸及说明1、计算模型file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image.png拉杆：PIPE102x5的圆钢管〔Q235B〕——紫色杆件主梁：HN250x125x6x9〔Q235B〕

——青色杆件次梁：160x80x4钢方通〔Q235B〕

——绿色、灰色杆件2、荷载计算2.1风荷载计算

所在高度:6m

所在部位:雨篷

地面粗糙度类别:B类

风荷载标准值应按下式计算，并且负风荷载标准值不应小于1.5kN/m^2,正风荷载标准值不应小于0.5kN/m^2：

阵风系数:βgz=1.7

体型系数(负风)：μsl1=-2

体型系数(正风)：μsl2=1

风压高度变化系数：μz=1.0

根本风压：W0=0.45kN/m^2

风荷载标准值(负风)：W1k=min(-1.5kN/m^2,βgz*μsl1*μz*W0)=-1.53kN/m^2

风荷载标准值(正风)：W2k==max〔0.5kN/m^2,βgz*μsl2*μz*W0)=0.765kN/m^2Wind-file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(1).pngWind+file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(2).png2.2、雪荷载计算〔Snow〕

雪荷载作用标准值应按下式计算：

积雪分布系数：μr=2

根本雪压:So=0.4kN/m^2

雪荷载标准值：Sk=0.8kN/m^2file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(3).png2.3、活荷载计算〔live〕

根据《建筑结构荷载标准》GB50009-2023第5.3.1条，雨篷属于不上人屋面。

故作用在雨篷上的活荷载标准值为：Lk=0.5kN/m^2file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(4).png2.4、自重荷载计算〔dead〕

杆件自重软件自动加载

面板及配件自重荷载标准值为：gk=0.5kN/m^22.5、检修及施工荷载计算〔pr〕

施工及检修荷载标准值为:Rek=1kN/m

转换为集中荷载为：1.5kNfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(5).png2.6、荷载组合

强度校核组合工况：

S1=1.2*dead+1.4〔wind+〕+1.4*0.7S

S2=1.2*dead+0.84〔wind-〕+1.4SS3=1.35*dead+0.84〔wind-〕+1.0SS4=0.9*dead+1.4〔wind+〕S5=1.2*dead+1.4〔wind-〕+1.4*0.7liveS6=1.2*dead+1.4pr

挠度校核组合工况：

S1k=1.0*dead+1.0〔wind+〕+1.0*0.7S

S2k=1.0*dead+1.0〔wind-〕

S3k=1.0*dead+1.0pr3、结构分析3.1、强度校核

在强度校核组合工况作用下，杆件的应力比方下：file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(6).png拉/压杆：PIPE102x5的圆钢管〔Q235B〕——最大应力比为0.430<1

OK主梁：HN250x125x6x9〔Q235B〕

——最大应力比为0.432<1

OK次梁：160x80x4钢方通〔Q235B〕

——最大应力比为0.442<1

OK杆件的强度及稳定性满足设计要求3.2、挠度分析在S1k作用下的挠度变形如下：file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(7).png在S2k作用下的挠度变形如下：file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(8).png

最大挠度变形为：15.4mm<6700/400=17mm

杆件挠度满足设计要求！4、支座反力TABLE:

JointReactions

Joint

OutputCase

CaseType

F1

F2

F3

M1

M2

M3Text

Text

Text

KN

KN

KN

KN-m

KN-m

KN-m189

COMB1

Combination

-9.944

-30.372

19.681

0

0

0208

COMB1

Combination

0.076

-37.012

17.108

0

0

0219

COMB1

Combination

11.085

14.724

49.772

0

0

0220

COMB1

Combination

10.618

31.865

48.757

0

0

0221

COMB1

Combination

-0.268

40.428

51.943

0

0

0227

COMB1

Combination

1.447

-1.059

20.181

-2