1、薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書設計：_校對： _審核： _批準： _二一六年一月二十日目錄1 計算引用的規范、標準及資料 . 11.1 幕墻及采光頂相關設計規范： . 11.2 建筑設計規范： . 11.3 玻璃規范：. 11.4 鋼材規范：. 21.5 膠類及密封材料規范： . 21.6 相關物理性能等級測試方法： . 31.7建筑結構靜力計算手冊（第二版）. 31.8土建圖紙：. 32 基本參數. 32.1 雨篷所在地區. 32.2 地面粗糙度分類等級 . 33 雨篷荷載計算 . 33.1 雨篷的荷載作用說明 . 33.2 風荷載標準值計算. 43.3 風荷載設計值計算. 63.4

2、雪荷載標準值計算. 63.5 雪荷載設計值計算. 63.6 雨篷面活荷載設計值 . 73.7 雨篷構件恒荷載設計值 . 73.8 選取計算荷載組合. 74 雨篷桿件計算. 84.1 懸臂梁的受力分析. 84.2 選用材料的截面特性 . 94.3 梁的抗彎強度計算 . 94.4 梁的撓度計算. 105 雨篷焊縫計算. 105.1 受力分析. 105.2 焊縫校核計算. 106 玻璃的選用與校核 . 116.1 玻璃板塊荷載組合計算 . 116.2 玻璃板塊荷載分配計算 . 126.3 玻璃的強度計算 . 136.4 玻璃最大撓度校核. 147 雨篷埋件計算（后錨固結構）. 157.1 校核處埋件

3、受力分析 . 157.2 錨栓群中錨栓的拉力計算 . 157.3 群錨受剪內力計算. 167.4 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算 . 167.5 混凝土錐體受拉破壞承載力計算 . 1 77.6 混凝土劈裂破壞承載力計算 . 197.7 錨栓鋼材受剪破壞承載力計算 . 217.8 混凝土楔形體受剪破壞承載力計算 . 217.9 混凝土剪撬破壞承載能力計算 . 237.10 拉剪復合受力承載力計算 . 237.11 混凝土基材厚度、群錨錨栓最小間距及最小邊距計算 .248 附錄常用材料的力學及其它物理性能 . 25薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書1鋼結構雨篷設計計算書1 1 計算引用的規范、標

4、準及資料1.11.1 幕墻及采光頂相關設計規范：鋁合金結構設計規范玻璃幕墻工程技術規范建筑玻璃應用技術規程建筑幕墻建筑玻璃采光頂建筑用玻璃與金屬護欄建筑幕墻工程技術規范1.21.2 建筑設計規范：地震震級的規定鋼結構設計規范高層建筑混凝土結構技術規程高處作業吊藍工程抗震術語標準混凝土結構后錨固技術規程混凝土結構加固設計規范混凝土結構設計規范混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓建筑防火圭寸堵應用技術規程鋼結構焊接規范建筑工程抗震設防分類標準建筑結構荷載規范建筑結構可靠度設計統一標準建筑抗震設計規范建筑設計防火規范建筑物防雷設計規范冷彎薄壁型鋼結構技術規范1.31.3 玻璃規范：鍍膜玻璃第1部分：陽光控

5、制鍍膜玻璃鍍膜玻璃第2部分：低輻射鍍膜玻璃防彈玻璃平板玻璃建筑用安全玻璃第3部分：夾層玻璃建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃GB50429-2007JGJ102-2003JGJ113-2009GB/T21086-2007JG/T231-2007JG/T342-2012DGJ08-56-2012GB/T17740-1999GB50017-2003JGJ3-2010GB19155-2003JGJ/T97-2011JGJ145-2013GB50367-2013GB50010-2010JG160-2004CECS154:2003GB50661-2011GB50223-2008GB50009-2012GB

6、50068-2001GB50011-2010GB50016-2014GB50057-2010GB50018-2002GB/T18915.1-2013GB/T18915.2-2013GB17840-1999GB11614-2009GB15763.3-2009GB15763.2-2005薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書2薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書3建筑用安全玻璃防火玻璃半鋼化玻璃熱彎玻璃壓花玻璃中空玻璃1.41.4 鋼材規范：建筑結構用冷彎矩形鋼管不銹鋼棒不銹鋼冷加工鋼棒不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶不銹鋼絲建筑用不銹鋼絞線不銹鋼小直徑無縫鋼管彩色涂層鋼板和鋼帶低合金鋼焊條

7、低合金高強度結構鋼建筑幕墻用鋼索壓管接頭耐候結構鋼高碳鉻不銹鋼絲合金結構鋼金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求冷拔異形鋼管碳鋼焊條碳素結構鋼碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶優質碳素結構鋼1.51.5 膠類及密封材料規范：丙烯酸酯建筑密封膏幕墻玻璃接縫用密封膠彩色涂層鋼板用建筑密封膠丁基橡膠防水密封膠粘帶工業用橡膠板混凝土建筑接縫用密封膠建筑窗用彈性密封劑建筑密封材料試驗方法建筑用防霉密封膠建筑用硅酮結構密圭寸膠建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條聚氨酯建筑密圭寸膠聚硫建筑密圭寸膠GB15763.1-2009GB/T17841-20

8、08JC/T915-2003(2014)JC/T511-2002GB/T11944-2012JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2009GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T4240-2009JG/T200-2007GB/T3090-2000GB/T12754-2006GB/T5118-2012GB/T1591-2008JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T0961997GB/T3077-1999GB/T13912-2002GB/T3094-2012GB/T5117-2012GB/T700-2006GB/T912-200

9、8GB/T3274-2007GB/T699-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004GB/T5574-2008JC/T881-2001JC485-2007GB/T13477.120-2002JC/T885-2001GB16776-2005GB/T19686-2005JG/T174-2014JC/T482-2003JC/T483-2006薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書4絕熱用巖棉、礦棉及其制品硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定修補用天然橡膠膠粘劑中空玻璃用彈性密封膠中空玻璃用丁基熱熔密封膠1.61.6 相關物理性能等級測試方法：玻

10、璃幕墻工程質量檢驗標準玻璃幕墻光學性能彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法鋼結構工程施工質量驗收規范混凝土結構工程施工質量驗收規范建筑防水材料老化試驗方法建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法建筑幕墻平面內變形性能檢測方法建筑裝飾裝修工程質量驗收規范金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法1.71.7建筑結構靜力計算手冊( (第二版) )1.81.8 土建圖紙:2 2 基本參數2.12.1 雨篷所在地區薛城地區；2.22.2 地面粗糙度分類等級按建筑結構荷載規范(GB50009-2012)A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區；B類：指田野、鄉村、叢林、丘陵以及房屋比較

11、稀疏的鄉鎮和城市郊區;C類：指有密集建筑群的城市市區；D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區； 依照上面分類標準，本工程按B類地形考慮。3 3 雨篷荷載計算3.13.1 雨篷的荷載作用說明雨篷承受的荷載包括：自重、風荷載、雪荷載以及活荷載。GB/T11835-2007GB/T529-2008HG/T3318-2002JC/T486-2001JC/T914-2003JGJ/T139-2001GB/T18091-2000GB/T13448-2006GB50205-2001GB50204-2002（2011版）GB/T18244-2000GB/T15227-2007GB/T18575-2001GB

12、/T18250-2000GB50210-2001GB/T228.1-2010薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書5(1)自重： 包括面板、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照500N/m2估算:(2)風荷載：是垂直作用于雨篷表面的荷載，按GB50009采用；(3)雪荷載：是指雨篷水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用；(4)活荷載：是指雨篷水平投影面上的活荷載，按GB50009，可按500N/m2采用;在實際工程的雨篷結構計算中，對上面的幾種荷載，考慮最不利組合，有下面幾種方式，取用其最大值：A:考慮正風壓時：a.當永久荷載起控制作用的時候，按下面公式進行荷載組合：SA+=1.35Gk+0

13、.6X1.4wk+0.7X1.4Sk(或Qk)b.當永久荷載不起控制作用的時候， 按下面公式進行荷載組合：SA+=1.2Gk+1.4wk+0.7X1.4Sk(或Qk)(風荷載為第一可變荷載時);SA+=1.2Gk+1.4Sk(或Qk)+0.6X1.4wk(風荷載非第一可變荷載時);B:考慮負風壓時： 按下面公式進行荷載組合：SA-=1.0Gk+ 1.4Wk3.23.2 風荷載標準值計算按建筑結構荷載規范(GB50009-2012)計算：Wk+=Bgz卩zjis1+W0.8.1.1-2GB50009-2012Wk-=Bgzizis1-W0上式中：Wk+:正風壓下作用在雨篷上的風荷載標準值(MPa

14、);Wk-:負風壓下作用在雨篷上的風荷載標準值(MPa);Z:計算點標高：15m;Bgz：高度z處的陣風系數；根據不同場地類型，按以下公式計算：Bgz=1+2gl10(z/10)-a條文說明部分8.6.1GB50009-2012其中A、B、C、D四類地貌類別截斷高度分別為：5m、10m、15m、30m;A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m;也就是：對A類場地：當z300m時，取z=300m，當z350m時， 取z=350m， 當z450m時， 取z=450m， 當z550m時， 取z=550m， 當z300m時，取z=300m，當z350m時， 取z

15、=350m， 當z450m時， 取z=450m， 當z550m時， 取z=550m， 當zQk，所以計算時雪荷載參與正壓組合！3.73.7 雨篷構件恒荷載設計值G+:正壓作用下雨篷構件恒荷載設計值(MPa);G-:負壓作用下雨篷構件恒荷載設計值(MPa);Gk：雨篷結構平均自重取0.0005MPa;因為Gk與其它可變荷載比較，不起控制作用，所以：G+=1.2xGk=1.2x0.0005=0.0006MPaG-=Gk=0.0005MPa3.83.8 選取計算荷載組合(1)正風壓的荷載組合計算：SkA+:正風壓作用下的龍骨的荷載標準值組合(MPa);SA+:正風壓作用下的龍骨的荷載設計值組合(MP

16、a);SkA+=Gk+Sk+0.6wkA+=0.001425MPaSA+=G+S+0.6wA+=0.001895MPa(2)負風壓的荷載組合計算：取值：薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書9SkA-:負風壓作用下的龍骨的荷載標準值組合(MPa);SA-:負風壓作用下的龍骨的荷載設計值組合(MPa);SkA-=Gk+WkA-=0.000764MPaSA-=G-+WA-= 1.0Gk+1.4wkA-=0.00127MPa(3)最不利荷載選取：SkA:作用在龍骨上的最不利情況下荷載標準值組合(MPa); SA：作用在龍骨上的最不利情況下荷載設計值組合(MPa); 按上面2項結果，選最不利因素(正風壓

17、情況下出現)：SkA=0.001425MPaSA=0.001895MPa4 4 雨篷桿件計算基本參數：1：計算點標高：15m；2:力學模型：懸臂梁；3:荷載作用：集中力荷載；4:懸臂總長度：a=2353mm；5:分格寬度：B=1500mm；6:板塊配置：夾層玻璃8 +8 mm；7:懸臂梁：變截面H型鋼，Q235；本處幕墻桿件按懸臂梁力學模型進行設計計算，受力模型如下:4.14.1 懸臂梁的受力分析(1)集中荷載值計算：本工程結構的每個梁上，共有i=3個集中力作用點，下面對這些力分別求值:Pki：每個集中力的標準值(N)；Pi：每個集中力的設計值(N)；ai：每個分格的沿懸臂梁方向的長度(mm)

18、；Sk：組合荷載標準值(MPa)；薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書10S:組合荷載設計值(MPa)；B:分格寬度(mm)；a1=664mma2=881mma3=808mmPk1=SkBa2/2=941.569NP1=SBa2/2=1252.121NPk3=SkBa3/2=863.55NP3=SBa3/2=1148.37NPk2=SkB(a2+a3)/2=1805.119NP2=SB(a2+a3)/2=2400.491N(2)雨篷桿件截面最大彎矩(根部處)的彎矩設計值計算：M:全部作用力作用下懸臂梁根部彎矩設計值(Nmm);Mi：單個作用力Pi作用下懸臂梁根部彎矩設計值(Nmm);bi：單個

19、作用力Pi作用點到懸臂梁根部的距離(mm);Pi：每個集中力的設計值(N);Mi=PiXbiM=藝MiM1=P1b1=831408.344NmmM3=P3b3=2702114.61NmmM2=P2b2=3708758.595NmmM=藝Mi=7242281.549Nmm4.24.2 選用材料的截面特性材料的抗彎強度設計值：f=215MPa材料彈性模量：E=206000MPa4主力方向慣性矩：l=6601610mm主力方向截面抵抗矩：W=101563mm塑性發展系數：丫=1.054.34.3 梁的抗彎強度計算按懸臂梁抗彎強度公式，應滿足：M/丫Wf上式中：M:懸臂梁的彎矩設計值(Nmm);W：

20、在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)；Y:塑性發展系數， 取1.05;f:材料的抗彎強度設計值，取215MPa; 則：薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書11M/丫W=7242281.549/1.05/101563=67.913MPa215MPa懸臂梁抗彎強度滿足要求。4.44.4 梁的撓度計算df：全部作用力作用下懸臂梁懸臂端撓度計算值(mm)；dfm:懸臂梁懸臂端撓度限值(mm)；dfi：單個作用力Pi作用下懸臂梁懸臂端撓度計算值(mm)；bi：單個作用力Pi作用點到懸臂梁根部的距離(mm)；Pki：每個集中力的標準值(N)；a:懸臂梁總長度(mm)；dfi=Pkibi2a(3-Bi)/

21、6EIBi=bi/adf=藝dfi2dfi=Pkibi2a(3-Bi)/6EI=0.325mm2df3=Pk3b3a(3-B3)/6EI=2.757mm2df2=Pk2b2a(3-B2)/6EI=2.912mmdf=工dfi=5.994mmdf,lim=2X2353/250=18.824mm5.994mmdf,iim=18.824mm懸臂梁桿件的撓度滿足要求！5 5 雨篷焊縫計算基本參數：1：焊縫高度：hf=4mm;2:焊縫有效截面抵抗矩：W=76970mm3; 23:焊縫有效截面積：A=2532.4mm;5.15.1 受力分析V:剪力(N)a:懸臂長度(mm):B:分格寬度(mm);M:彎矩

22、(Nmm)V=SaB=0.001895X2353X1500=6688.402NM=7242281.549Nmm薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書125.25.2 焊縫校核計算校核依據：(Tf/Bf)2+Tf2)0.5ffw7.1.3-3GB50017-2003上式中：(Tf：按焊縫有效截面計算，垂直于焊縫長度方向的應力(MPa);Bf：正面角焊縫的強度設計值增大系數，取1.22;Tf：按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應力(MPa);ffw:角焊縫的強度設計值(MPa);22、0.5(Tf/Bf) +Tf)=(M/1.22W)2+(V/A)2)0.5rr C=(7242281.549/1

23、.22/76970)+(6688.402/2532.4)=77.17MPa77.17MPaffW=160MPa焊縫強度能滿足要求6 6 玻璃的選用與校核基本參數：1：計算點標高：15m;2:玻璃板尺寸：寬X高=BXH=1500mmx1000mm;3:玻璃配置：夾層玻璃，夾層玻璃：8 +8 mm上片鋼化玻璃，下片鋼化玻璃;4:玻璃支撐類型：四點駁接；5:玻璃支撐點間距B1xH1=1500mmx881mm;模型簡圖為：IH.一4 bH1Bj1點式玻璃板(也點駁接)6.16.1 玻璃板塊荷載組合計算(1)玻璃板塊自重：Gk：玻璃板塊自重標準值(MPa);G:玻璃板塊自重設計值(MPa);t1:玻璃板

24、塊上片玻璃厚度(mm);t2：玻璃板塊下片玻璃厚度(mm);Yg：玻璃的體積密度(N/mm3);薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書13wk+:正風壓作用下作用在雨篷上的風荷載標準值(MPa);Gk=Yg(t1+t2)=25.6/1000000X(8+8)=0.00041MPa因為Gk與其它可變荷載比較，不起控制作用，所以：G+:正壓作用下雨篷玻璃恒荷載設計值(MPa)；G-：負壓作用下雨篷玻璃恒荷載設計值(MPa)；Gk：玻璃板塊自重標準值(MPa);G+=1.2XGk=1.2X0.00041=0.000492MPaG-=Gk=0.00041MPa(2)正風壓的荷載組合計算：Sk+:正風壓作

25、用下的荷載標準值組合(MPa);S+:正風壓作用下的荷載設計值組合(MPa);Sk+=Gk+Sk+0.6wk+=0.001335MPaS+=G+S+0.6w+=0.001787MPa(3)負風壓的荷載組合計算：Sk-：負風壓作用下的荷載標準值組合(MPa);S-：負風壓作用下的荷載設計值組合(MPa);Sk-=Gk+Wk-=0.001089MPaS-=G-+w-=1.0Gk+1.4wk-=0.001689MPa(4)最不利荷載選取：Sk：最不利荷載標準值組合(MPa);S:最不利荷載設計值組合(MPa);按上面2項結果，選最不利因素(正風壓情況下出現):Sk=0.001335MPaS=0.00

26、1787MPa6.26.2 玻璃板塊荷載分配計算Sk：最不利荷載標準值組合(MPa);S:最不利荷載設計值組合(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載組合標準值(MPa);S仁分配到上片玻璃上的荷載組合設計值(MPa);Sk2:分配到下片玻璃上的荷載組合標準值(MPa);S2：分配到下片玻璃上的荷載組合設計值(MPa);Sk1=Skt13/(t13+t23)333=0.001335X8 /(8 +8 ) =0.000668MPaS1=St13/(t13+t23)薛城區仲建商務廣場玻璃雨篷設計計算書14333=0.001787X8 /(

27、8 +8 )=0.000894MPaSk2=Skt23/(t/+t23)333=0.001335X8 /(8 +8 )=0.000668MPaS2=St23/(tl3+t23)333=0.001787X8 /(8 +8 )=0.000894MPa6.36.3 玻璃的強度計算校核依據：fg（1）上片校核：91： 上片玻璃的計算參數；n1： 上片玻璃的折減系數；Sk1:作用在上片玻璃上的荷載組合標準值（MPa）；a:支撐點間玻璃面板長邊邊長（mm）;E:玻璃的彈性模量（MPa）;t1： 上片玻璃厚度（mm）;4491=Sk1a4/Et146.1.2-3JGJ102-200344=0.000668X15004/72000/84=11.467按系數91,查表6.1.2-2JGJ102-2003,n1=0.954;c1： 上片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應力設計值S仁作用在幕墻上片玻璃上的荷載組合設計值（MPa）;a:支撐點間玻璃面板長邊邊長（mm）;t1： 上片玻璃厚度（mm）;m1：上片玻璃彎矩系數，查表得m1=0.1335;c1=6m1S1an1/t122=6X0.1335X0.000894X15002X0.954/82=24.017MPa24.017MPafg1=42MPa（鋼化玻璃）上片玻璃的強度滿足！（2）下片校核：9