3玻璃雨篷设计计算书

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1、三、玻璃雨篷设计计算书目录1 计算引用的规范、标准及资料1 幕墙及采光顶相关设计规范：1 建筑设计规范：1 玻璃规范：1 钢材规范：1 胶类及密封材料规范：1 相关物理性能等级测试方法：2 建筑结构静力计算手册(第二版)2 土建图纸：22 基本参数2 雨篷所在地区2 地面粗糙度分类等级23 雨篷荷载计算2 雨篷的荷载作用说明2 风荷载标准值计算2 风荷载设计值计算3 雪荷载标准值计算3 雪荷载设计值计算3 雨篷面活荷载设计值3 雨篷构件恒荷载设计值34 玻璃的选用与校核3 玻璃板块荷载组合计算4 玻璃板块荷载分配计算4 玻璃的强度计算4 玻璃最大挠度校核55 雨篷杆件计算56 附录 常用材料的

2、力学及其它物理性能17玻璃雨篷设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1 幕墙及采光顶相关设计规范：铝合金结构设计规范 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2009建筑幕墙 GB/T21086-2007建筑玻璃采光顶 JG/T231-2007建筑用玻璃与金属护栏 JG/T342-2012 建筑幕墙工程技术规范 DGJ08-56-20121.2 建筑设计规范：地震震级的规定 GB/T17740-1999钢结构设计规范 GB50017-2003高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010高处作业吊蓝 GB19155-2003

3、工程抗震术语标准 JGJ/T97-2011混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006混凝土结构设计规范 GB50010-2010混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008建筑结构荷载规范 GB50009-2012建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2010建筑设计防火规范 GB50016-2006建筑物防雷设计规范 GB50057-2010

4、冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-20021.3 玻璃规范：防弹玻璃 GB17840-1999平板玻璃 GB11614-2009半钢化玻璃 GB/T17841-2008热弯玻璃 JC/T915-2003压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-20021.4 钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-2009不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2007不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢丝 GB/T4240-2009建筑用不锈钢绞线 JG/T200-200

5、7不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-1995低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007耐候结构钢 GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997合金结构钢 GB/T3077-1999金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳钢焊条 GB/T5117-1995碳素结构钢 GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-2008碳素结构钢和低

6、合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2007优质碳素结构钢 GB/T699-19991.5 胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001丁基橡胶防水密封胶粘带 JC/T942-2004工业用橡胶板 GB/T5574-2008混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-2001建筑窗用弹性密封剂 JC485-2007建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封胶 JC/T885-2001建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2005建筑用岩棉、矿渣棉绝热

7、制品 GB/T19686-2005建筑用硬质塑料隔热条 JG/T174-2005聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-2003聚硫建筑密封胶 JC/T483-2006绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-2008橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T531-1999修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用弹性密封胶 JC/T486-2001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-20031.6 相关物理性能等级测试方法：玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T139-2001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-

8、2000彩色涂层钢板和钢带试验方法 GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002(2011版)建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法 GB/T15227-2007建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-2001建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000建筑装饰装修工程质量验收规范 GB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法 GB/T228-20021.7 建筑结构静力计算手册(第二版)1.8 土建图纸：2 基本参数

9、2.1 雨篷所在地区 徐州地区；2.2 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 雨篷荷载计算3.1 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。 (1)自重：包括面板、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照600N/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

10、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+kkk(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+kkk(或Qk) (风荷载为第一可变荷载时)； SA+kk(或Qkk (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-kk3.2 风荷载标准值计算 按建筑结构荷载规范

11、(GB50009-2012)计算： wk+=gzzs1+w0 8.1.1-2GB50009-2012 wk-=gzzs1-w0上式中： wk+：正风压下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； 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：4.5m； gz：高度z处的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=1+2gI10(z/10)- 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

12、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=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！3.7 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0.0006MPa； 因为Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以： G+Gk G-=Gk4 玻璃的选用与校核基本参数： 1：计算点标高：4

13、.5m； 2：玻璃板尺寸：宽高=BH=2100mm1000mm； 3：玻璃配置：夹层玻璃，夹层玻璃：10+10mm；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B1H1=1900mm800mm；模型简图为：4.1 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：玻璃板块上片玻璃厚度(mm)； t2：玻璃板块下片玻璃厚度(mm)； g：玻璃的体积密度(N/mm3)； wk+：正风压作用下作用在雨篷上的风荷载标准值(MPa)； Gk=g(t1+t2)(10+10)因为Gk与其它可变荷载比较，

14、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+Gk G-=Gk(2)正风压的荷载组合计算： Sk+：正风压作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+Skk+ S+=G+(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- S-=G-+w-kk- (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

15、组合(MPa)； 按上面2项结果，选最不利因素(正风压情况下出现)： Sk4.2 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)； S1：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)103/(103+103) S1=St13/(t13+t23)103/(103+103) Sk2=Skt23

16、/(t13+t23)103/(103+103) S2=St23/(t13+t23)103/(103+103)4.3 玻璃的强度计算 校核依据：fg(1)上片校核： 1：上片玻璃的计算参数； 1：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)； 1=Sk1a4/Et14 6.1.2-3JGJ102-200319004/72000/104按系数1，查表6.1.2-2JGJ102-2003，1=0.95； 1：上片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)； S1：

17、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=0.1292； 1=6m1S1a21/t12 =6190022fg1=42MPa(钢化玻璃)上片玻璃的强度满足!(2)下片校核： 2：下片玻璃的计算参数； 2：下片玻璃的折减系数； Sk2：作用在下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)； t2：下片玻璃厚度(mm)； 2=Sk2a4/Et24 6.1.2-3JGJ102-200319004/72000/104按系数2，查

18、表6.1.2-2JGJ102-2003，2 2：下片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)； S2：作用在幕墙下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)； t2：下片玻璃厚度(mm)； m2：下片玻璃弯矩系数, 查表得m2=0.1292； 2=6m2S2a22/t22 =6190022fg2=42MPa(钢化玻璃)下片玻璃的强度满足!4.4 玻璃最大挠度校核校核依据： df=Ska4/Ddf,lim 6.1.3-2JGJ102-2003上面公式中： df：玻璃板挠度计算值(mm)； ：玻璃挠度的折减系数； ：玻璃挠度系数，查表得=0.01378；

19、D：玻璃的弯曲刚度(Nmm)； df,lim：许用挠度，取支撑点间玻璃面板长边边长的60，为31.667mm；其中： D=Ete3/(12(1-2) 6.1.3-1JGJ102-2003上式中： E：玻璃的弹性模量(MPa)； te：玻璃的等效厚度(mm)； ：玻璃材料泊松比，为0.2； te=(t13+t23)1/3 6.1.4-5JGJ102-2003 =(103+103)1/3 D=Ete3/(12(1-2) =720003/(122)mm ：玻璃板块的计算参数； =Ska4/Ete4 6.1.2-3JGJ102-2003 190044按参数，查表6.1.2-2JGJ102-2003，

20、df=Ska4/D19004 df,lim玻璃的挠度能满足要求!5 雨篷杆件计算一、设计依据 钢结构设计规范 （GB50017-2003） 建筑结构荷载规范 （GB50009-2012） 二、计算简图 计算简图 (圆表示支座，数字为节点号) 节点编号图 单元编号图三、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1 2 3 4 5- 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19202122232425262728 29 30 31 3233 各单元信息如下表：单元号截面名称长度(m)面积(mm

21、2)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i节点释放j节点释放1工100224x100x16415258882682716084294-2工224388x100x1658888184271275429416341-3工100224x100x16415258882682716084294-4工224388x100x1658888184271275429416341-5工100224x100x16415258882682716084294-6工224388x100x1658888184271275429416341-7工100224x100

22、x16415258882682716084294-8工224388x100x1658888184271275429416341-9工100224x100x16415258882682716084294-105781515-115781515-125781515-135781515-145781515-152.1005781515-165781515-175781515-185781515-195781515-205781515-215781515-225781515-235781515-245781515-255781515-26工224388x100x16588881842712754294

23、16341-27工100224x100x16415258882682716084294-28工224388x100x1658888184271275429416341-29工100224x100x16415258882682716084294-30工224388x100x1658888184271275429416341-31工100224x100x16415258882682716084294-32工224388x100x1658888184271275429416341-33工100224x100x16415258882682716084294-34工224388x100x16588881

24、84271275429416341-355781515-365781515-375781515-385781515-39工224388x100x1658888184271275429416341-40工100224x100x164152588826827160842942.250-41工224388x100x1658888184271275429416341-42工100224x100x16415258882682716084294- 表中：面积和惯性矩的第一二行分别指小头和大头的值；“-”表示不释放； X、Y、Z分别表示沿1、2、3轴平动释放，Rx、Ry、Rz分别表示1、2、3轴转动释放。四

25、、荷载信息 结构重要性系数： (一). (恒、活、风) 节点、单元荷载信息 *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Q1Q2X1X210均布荷载Z20均布荷载Z30均布荷载Z40均布荷载Z50均布荷载Z60均布荷载Z70均布荷载Z80均布荷载Z90均布荷载Z260均布荷载Z270均布荷载Z280均布荷载Z290均布荷载Z300均布荷载Z310均布荷载Z320均布荷载Z330均布荷载Z340均布荷载Z390均布荷载Z400均布荷载Z410均布荷载Z420均布荷载Z第 1 工况单元荷载表单元

26、号工况号类型方向Q1Q2X1X211均布荷载Z21均布荷载Z31均布荷载Z41均布荷载Z51均布荷载Z61均布荷载Z71均布荷载Z81均布荷载Z91均布荷载Z261均布荷载Z271均布荷载Z281均布荷载Z291均布荷载Z-301均布荷载Z311均布荷载Z321均布荷载Z331均布荷载Z341均布荷载Z391均布荷载Z401均布荷载Z411均布荷载Z421均布荷载Z第 2 工况单元荷载表单元号工况号类型方向Q1Q2X1X212均布荷载Z22均布荷载Z32均布荷载Z42均布荷载Z52均布荷载Z62均布荷载Z72均布荷载Z2.882均布荷载Z92均布荷载Z262均布荷载Z272均布荷载Z282均布

27、荷载Z292均布荷载Z302均布荷载Z312均布荷载Z322均布荷载Z332均布荷载Z342均布荷载Z392均布荷载Z402均布荷载Z412均布荷载Z422均布荷载Z (1).工况号: 0 *输入的面荷载: 序号荷载类型导荷方式体形系数面荷载值(基本风压)1恒载单向杆件- 面荷载分布图: 面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元） (2).工况号: 1 *输入的面荷载: 序号荷载类型导荷方式体形系数面荷载值(基本风压)1活载单向杆件- 面荷载分布图: 面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元） (3).工况号: 2 *输入的面荷载: 序号荷载类型导荷方式体形系数面荷载值(基本风压)1风

28、载单向杆件 面荷载分布图: 面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元） *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 工况单元荷载简图第 2 工况单元荷载简图 (二). 其它荷载信息 (1). 地震作用 无地震 (2). 温度作用 (三). 荷载组合 (1) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 (2) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 (3) 1.00 恒载 + 1.40 风载工况2五、内力位移计算结果 (一). 内力第 1 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m

29、)单元号i节点Nj节点Ni节点Q2j节点Q2i节点Q3j节点Q3i节点Mj节点Mi节点M2j节点M2i节点M3j节点M3123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142第 2 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m)单元号i节点Nj节点Ni节点Q2j节点Q2i节点Q3j节点Q3i节点Mj节点Mi节点M2j节点M2i节点M3j节点M3123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142第 3 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m)单元号i节点Nj节点Ni节点Q2j节点Q2i节点Q3j节点Q3i节点Mj节点Mi节点M2j节点M2i节点M3j节点M31