1、目录1 基本参数 .11.1 雨篷所在地区： .11.2 地面粗糙度分类等级： .12 雨篷荷载计算 .12.1 玻璃雨篷的荷载作用说明： .12.2 风荷载标准值计算： .22.3 风荷载设计值计算： .42.4 雪荷载标准值计算： .52.5 雪荷载设计值计算： .52.6 雨篷面活荷载设计值： .52.7 雨篷构件恒荷载设计值： .52.8 选取计算荷载组合： .63 雨篷杆件计算 .73.1 结构的受力分析： .73.2 选用材料的截面特性： .93.3 梁的抗弯强度计算： .93.4 梁的挠度计算： .10雨篷设计计算书0钢结构雨篷设计计算书1 基本参数1.1 雨篷所在地区：北京地区
2、；1.2 地面粗糙度分类等级：按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)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 C 类地形考虑。2 雨篷荷载计算2.1 玻璃雨篷的荷载作用说明：玻璃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：包括玻璃、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照 500N/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：是指雨篷水平投影面上的
3、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：Sk+=1.35Gk+0.61.4wk+0.71.4Sk(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：Sk+=1.2Gk+1.4wk+0.71.4Sk(或 Qk)B：考虑负风压时：按下面公式进行荷载组合：雨篷设计计算书1Sk-=1.0Gk+1.4wk2.2 风荷载标准值计算：按建筑结构
4、荷载规范(GB50009-2001)计算：wk+= gz z s1+w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006 年版wk-= gz z s1-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：5m； gz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足 5m 按 5m 计算)： gz=K(1+2 f)其中 K 为地面粗糙度调整系数， f为脉动系数A 类场地： gz=0.92(1+2 f) 其中： f=0.387(Z/10)-0.12B 类场地： gz=0.89(1+2 f) 其中：
5、 f=0.5(Z/10)-0.16C 类场地： gz=0.85(1+2 f) 其中： f=0.734(Z/10)-0.22D 类场地： gz=0.80(1+2 f) 其中： f=1.2248(Z/10)-0.3对于 C 类地形，5m 高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.85(1+2(0.734(Z/10)-0.22)=2.30 z：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A 类场地： z=1.379(Z/10)0.24当 Z300m 时，取 Z=300m，当 Z350m 时，取 Z=350m，当 Z400m 时，取 Z=400m，当 Z450m 时，取 Z=450m，当 ZGB5
6、0009-2001 附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期 50 年，北京地区取0.00045MPa；风荷载标准值：wkA+= gz z sA1+w0=2.300.7410.00045=0.000628MPawkA-= gz z sA1-w0=2.300.7420.00045=0.001256MPa2.3 风荷载设计值计算：wA+：正风压作用下的风荷载设计值(MPa)；wA-：负风压作用下的风荷载设计值(MPa)；wA+=1.4wkA+=1.40.000628 =0.000879MPawA-=1.4wkA-=1.40.001256=0.001758MPa2.4 雪荷载标准值计算：
7、Mk：作用在雨篷上的雪荷载标准值(MPa)雨篷设计计算书3M0：基本雪压，根据现行GB50009-2001 取值，北京地区 50 年一遇最大积雪的自重：0.0004MPa. r：屋面积雪分布系数，按表 6.2.1GB50009-2001，为 2.0。根据GB50009-2001 公式 6.1.1 屋面雪荷载标准值为：Mk= rM0=2.00.0004=0.0008MPa2.5 雪荷载设计值计算：M：雪荷载设计值(MPa)；M=1.4Mk=1.40.0008=0.00112MPa2.6 雨篷面活荷载设计值：Q：雨篷面活荷载设计值(MPa)；Qk：雨篷面活荷载标准值取：500N/m 2Q=1.4Q
8、k=1.4500/1000000=0.0007MPa因为 Sk Qk，所以计算时雪荷载参与正压组合！2.7 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 0.0005MPa；因为 Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以：G+=1.2Gk=1.20.0005=0.0006MPaG-=Gk=0.0005MPa雨篷设计计算书42.8 选取计算荷载组合：(1)正风压的荷载组合计算：SkA+：正风压作用下的荷载标准值组合(MPa)；SA+：正风压作用下的荷载设计值组合(MPa)；SkA+=Gk+wkA+
9、0.7Mk=0.001688MPaSA+=G+wA+0.7M=0.002263MPa(2)负风压的荷载组合计算：SkA-：负风压作用下的荷载标准值组合(MPa)；SA-：负风压作用下的荷载设计值组合(MPa)；SkA-=Gk+wkA-=0.000756MPaSA-=G-+wA-=1.0Gk+1.4wkA-=0.001861MPa(3)最不利荷载选取：SkA：最不利荷载标准值组合(MPa)；SA：最不利荷载设计值组合(MPa)；按上面 2 项结果，选最不利因素(正风压情况下出现)：SkA=0.001688MPaSA= 0.002263MPa3 雨篷杆件计算基本参数：1：计算点标高：0.5m；2：
10、力学模型：悬臂梁；3：荷载作用：集中荷载；4：悬臂总长度：L=3750mm；5：分格宽度：B=1350mm6：玻璃板块配置：夹层玻璃 6mm+1.52PVB+6mm雨篷设计计算书57：悬臂梁用 HM400*200 热轧 H 型钢，材质：Q235；8：埋板用 600*300*16mm 厚钢板本处杆件按悬臂梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：P1 p2 p3a a a3.1 结构的受力分析：(1)集中荷载值计算：pk：每个集中荷载标准值(N)；p：每个集中荷载设计值(N)；Sk：组合荷载标准值(MPa)；S：组合荷载设计值(MPa)；B：分格宽度(mm)；a=1250mmPk1=SkBa/2=0
11、.00168813501250/2=1.424KNP1=SBa/2=0.00226313501250/2=1.909KNPk3=SkBa/2=0.00168813501250/2=1.424KNP3=SBa/2雨篷设计计算书6=0.00226313501250/2=1.909KNPk2=SkBa=0.00168813501250=2.848KNP2=SBa=0.00226313501250=3.819KN(2)雨篷杆件截面最大弯矩处(距悬臂端距离为 x 处)的弯矩设计值计算：Mmax：悬臂梁最大弯矩设计值(Nmm)；MI：单个力作用下悬臂梁根部弯矩设计值；bI：单个作用力到悬臂梁根部距离；L：
12、悬臂总长度(mm)；M1=P1a=1.9091350=2577150NmmM2=P2a*2=1.90913503=7731450NmmM3=P3a*3=3.81913502=10308600NmmMmax = M1 + M2 + M3 =20617200Nmm选用材料的截面特性：(1)悬臂杆件的截面特性：材料的抗弯强度设计值：f=215MPa；材料弹性模量：E=206000MPa；主力方向惯性矩：I=18800000mm 4；主力方向截面抵抗矩：W=188000mm 3；塑性发展系数：=1.05；3.2 梁的抗弯强度计算：抗弯强度应满足：Mmax/Wf上式中：Mmax：悬臂梁的最大弯矩设计值(
13、Nmm)；W：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm 3)；：塑性发展系数，取 1.05；雨篷设计计算书7f：材料的抗弯强度设计值，取 215MPa；则：Mmax/W=20617200/1.05/188000=104.44MPa215MPa悬臂梁抗弯强度满足要求。3.3 梁的挠度计算：df：全部作用力作用下悬臂梁悬臂端挠度计算值(mm)；df,lim：悬臂梁悬臂端挠度限值(mm)；dfi：单个作用力 Pi 作用下悬臂梁悬臂端挠度计算值(mm)；bi：单个作用力 Pi 作用点到悬臂梁根部的距离(mm)；Pi：每个集中力的设计值(N) ；L：悬臂梁总长度(mm)；dfi=Pibi2L(3- i)/6EI i=bi/Ldf=d fidf1=Pk1b12L(3- 1)/6EI=0.958mmdf3=Pk3b32L(3- 3)/6EI=6.463mmdf2=Pk2b22L(3- 2)/6EI=6.703mmdf=d fi=14.124mmdf,lim=15mm14.124mmdf,lim=15mm悬臂梁杆件的挠度满足要求!
