实例说钢雨篷结构设计(sap2000)

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1、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，独自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，避免不必要的笑话。 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里面对比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3060。 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），这就决定了它基本是构造控制。fi

2、le:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/21356db5.bmpfile:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/50db89e0.bmp（注：下述计算书是最近帮朋友整理的并非本项目的，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 16001414 mm，与水平面夹角 0 度。 玻璃外片厚度为 8 mm，内片厚度为 8 mm。 玻璃大面强度为 58 MPa，侧面强度为 41 MPa。 弹性模量E = 0.72x10

3、5 MPa，泊松比 v = 0.2。 玻璃密度 = 25.6 kN/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 = 0.410 kN/m2 Gk = 0.410cos0o = 0.410 kN/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/m2,正风荷载标准值不应小于0.5kN/m2： 阵风系数:gz=1.7 体型系数(负风)：sl1=-2 体型系数(正风)：sl2=1 风压

4、高度变化系数：z=1.0 基本风压：W0=0.45kN/m2 风荷载标准值(负风)：W1k=min(-1.5kN/m2,gz*sl1*z*W0)=-1.53kN/m2 风荷载标准值(正风)：W2k=max（0.5kN/m2,gz*sl2*z*W0)=0.765kN/m2(3)雪荷载 SK：雪荷载标准值(kN/m2)，方向垂直于板面，取 0.8 kN/m2(4)检修荷载 WOK：检修荷载标准值(kN/m2)，方向垂直于板面，取 1 kN/m2(5)其他活载 OTK：其他活载标准值(kN/m2)，方向垂直于板面，取 0.5 kN/m23、荷载组合(1)、参与组合的荷载项 、恒载（自重垂直于玻璃的分

5、量）Gk = 0.410 kN/m2 组合系数 1.0 分项系数 1.0 / 1.2 / 1.35 、风荷载（垂直于玻璃）Wk = 0.76 / 1.53 kN/m2 组合系数 0.6 / 0.2 分项系数 1.4 、活载（取雪荷载/检修荷载/其他活载之大值，垂直于玻璃）Qk = 1 kN/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 = 1.52 kN/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） 1.3

6、5恒载 1.2恒载+1.4活载 1.35恒载+0.71.4活载 1.2恒载+1.4正风压 1.35恒载+0.61.4正风压 1.2恒载+1.4正风压+0.71.4活载 1.2恒载+1.4活载+0.61.4风载 1.35恒载+0.61.4正风压+0.71.4活载 1.0恒载-1.4负风压 最大的荷载组合设计值 q = +2.38 / -1.71 kN/m24、板块校核外片厚度 t1 = 8 mm内片厚度 t2 = 8 mm等效厚度 te=(t13+t23)-3 = 10.079 mm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

7、承受荷载组合设计值 = 1.19 kN/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 = 0.76 kN/m2内片所承受荷载组合设计值 = 1.19 kN/m2(1)、强度校核 支承点间面板长边边长 b = 1600 mm 查表(JGJ 102-2003 表8.1.5-1)得弯矩系数 m = 0.147 外片强度校核： 查表(JGJ 102-2003 表6.1.2-2)得折减系数 = 0.891 应力 = 6mqb2/t2 = 60.1471.19160020.891/8210-3 = 36MPa 强度满足 ! 内片强度校核： 查表(JGJ 102-

8、2003 表6.1.2-2)得折减系数 = 0.891 应力 = 6mqb2/t2 = 60.1471.19160020.891/8210-3 = 36 MPa 强度满足 !(2)、刚度校核 刚度 D = Ete3/12/(1-v2) = 6400000.000 Nmm 查表(JGJ 102-2003 表8.1.5-2)得挠度系数 = 0.02101 查表(JGJ 102-2003 表6.1.2-2)得折减系数 = 0.913 挠度 d = qkb4/D = 0.021010.76160040.913/6400000.00010-3 = 15 mm 挠度限值 dmax = b/60 = 160

9、0/60 = 26.667 mm 挠度满足 !二、结构计算参考图纸及说明1、计算模型file:/C:/Users/ADMINI1/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/m2,正风荷载标准值不应小于0.5kN/m2： 阵风系数:gz=1.7 体型

10、系数(负风)：sl1=-2 体型系数(正风)：sl2=1 风压高度变化系数：z=1.0 基本风压：W0=0.45kN/m2 风荷载标准值(负风)：W1k=min(-1.5kN/m2,gz*sl1*z*W0)=-1.53kN/m2 风荷载标准值(正风)：W2k=max（0.5kN/m2,gz*sl2*z*W0)=0.765kN/m2Wind-file:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(1).pngWind+file:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(

11、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：r=2 基本雪压:So=0.4kN/m2 雪荷载标准值：Sk=0.8kN/m2file:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(3).png2.3、活荷载计算（live） 根据建筑结构荷载规范GB50009-2012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/m2file:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(4).png2.

12、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/m22.5、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/ADMINI1/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+）

13、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，杆件的应力比如下：file:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(6).png拉/压杆：PIPE102x5的圆钢管（Q235B）最大应力比为0.4301 OK主梁：HN250x125x6x9（Q235

14、B） 最大应力比为0.4321 OK次梁：160x80x4钢方通（Q235B） 最大应力比为0.4421 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/ADMINI1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(7).png在S2k作用下的挠度变形如下：file:/C:/Users/ADMINI1/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:Joint Rea

15、ctions 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 Combinati

16、on -0.268 40.428 51.943 0 0 0227 COMB1 Combination 1.447 -1.059 20.181 -21.8058 31.5649 0.5591228 COMB1 Combination -10.519 -14.275 14.636 0 0 0229 COMB1 Combination 1.67 -2.59 1.047 0 0 0281 COMB1 Combination 9.931 -30.318 19.646 0 0 0304 COMB1 Combination -11.097 14.739 49.824 0 0 0305 COMB1 Combination -10.568 31.714 48.529 0 0 0317 COMB1 Combination -1.385 -1.051 20.17 -21.7921 -31.5444 -0.5447318 COMB1 Combination 10.553 -14.315 14.641 0 0 0319 COMB1 Combination -1.599 -2.477 1.048 0 0 0