钢构造雨篷设计计算书1基本参数1.1雨篷所在地区：苏州地区；1.2地面粗糙度分类级别：按《建筑构造荷载规范》(GB50009-)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乡镇和都市郊区；C类：指有密集建筑群都市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高都市市区；依照上面分类原则，本工程按B类地形考虑。

2雨篷荷载计算2.1玻璃雨篷荷载作用阐明：玻璃雨篷承受荷载涉及：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。

(1)自重：涉及玻璃、连接件、附件等自重，可以按照400N/m2估算：(2)风荷载：是垂直作用于雨篷表面荷载，按GB50009采用；(3)雪荷载：是指雨篷水平投影面上雪荷载，按GB50009采用；(4)活荷载：是指雨篷水平投影面上活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用；在实际工程雨篷构造计算中，对上面几种荷载，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时候，按下面公式进行荷载组合：Sk+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk)b.当永久荷载不起控制作用时候，按下面公式进行荷载组合：Sk+=1.2Gk+1.4×wk+0.7×1.4Sk(或Qk)B：考虑负风压时：按下面公式进行荷载组合： Sk-=1.0Gk+1.4wk2.2风荷载原则值计算：按建筑构造荷载规范(GB50009-)计算：wk+=βgzμzμs1+w……7.1.1-2[GB50009- ]wk-=βgzμzμs1-w上式中：wk+：正风压下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；wk-：负风压下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；Z：计算点标高：4m；βgz：瞬时风压阵风系数；依照不同场地类型,按如下公式计算(高度局限性5m按5m计算)：βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调节系数，μf为脉动系数A类场地：βgz =0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz =0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz =0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz =0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，5m高度处瞬时风压阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.8844μz：风压高度变化系数；依照不同场地类型,按如下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，5m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部风压体型系数，对于雨篷构造，按规范，计算正风压时，取μs1+=2；计算负风压时，取μs1-=-2.0；另注：上述局部体型系数μs1(1)是合用于围护构件从属面积A不大于或等于1m2状况，当围护构件从属面积A不不大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件从属面积不大于10m2而不不大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时取A=10m2；当A≤1m2时取A=1m2；w：基本风压值(MPa)，依照现行<<建筑构造荷载规范>>GB50009-附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，苏州地区取0.00045MPa；(1)计算构件风荷载原则值：构件从属面积：A=3×1.5=4.5m2LogA=0.653μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.739μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.739wkA+=βgzμzμsA1+w=1.8844×1×1.739×0.00045 =0.001474MPawkA-=βgzμzμsA1-w=1.8844×1×1.739×0.00045 =0.001474MPa(2)计算面板某些风荷载原则值：面板构件从属面积：A=1.5×1.5=2.25m2LogA=0.352μsB1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.859μsB1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.859wkB+=βgzμzμsB1+w=1.8844×1×1.859×0.00045 =0.001576MPawkB-=βgzμzμsB1-w=1.8844×1×1.859×0.00045=0.001576MPa2.3风荷载设计值计算：wA+：正风压作用下作用在雨篷上风荷载设计值(MPa)；wkA+：正风压作用下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；wA-：负风压作用下作用在雨篷上风荷载设计值(MPa)；wkA-：负风压作用下作用在雨篷上风荷载原则值(MPa)；wA+=1.4×wkA+=1.4×0.001802 =0.002523MPawA-=1.4×wkA-=1.4×0.001802=0.002523MPawB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载设计值(MPa)；wkB+：正风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载原则值(MPa)；wB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载设计值(MPa)；wkB-：负风压作用下作用在雨篷玻璃上风荷载原则值(MPa)；wB+=1.4×wkB+=1.4×0.001927 =0.002698MPawB-=1.4×wkB-=1.4×0.001927=0.002698MPa2.4雪荷载原则值计算：Sk：作用在雨篷上雪荷载原则值(MPa)S：基本雪压，依照现行<<建筑构造荷载规范>>GB50009-取值，苏州地区50年一遇最大积雪自重：0.0002MPa.μr：屋面积雪分布系数，按表6.2.1，为2.0。

依照<<建筑构造荷载规范>>GB50009-公式6.1.1屋面雪荷载原则值为：Sk =μr×S=2.0×0.0002=0.0004MPa2.5雪荷载设计值计算：S：雪荷载设计值(MPa)；S=1.4×Sk=1.4×0.0004=0.00056MPa2.6雨篷面活荷载设计值：Q：雨篷面活荷载设计值(MPa)；Qk：雨篷面活荷载原则值取：500N/m2Q=1.4×Qk=1.4×500/1000000=0.0007MPa由于Sk ≤Qk，因此计算时活荷载参加正压组合！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：雨篷构造平均自重取0.0004MPa；由于Gk与其他可变荷载比较，不起控制作用，因此：G+=1.2×Gk=1.2×0.0004 =0.00048MPaG-=Gk=0.0004MPa2.8选用计算荷载组合：(1)正风压荷载组共计算：SkA+：正风压作用下荷载原则值组合(MPa)；SA+：正风压作用下荷载设计值组合(MPa)；SkA+=Gk+wkA++0.7Qk=0.002552MPaSA+=G++wA++0.7Q=0.003493MPaSkB+：正风压作用下玻璃荷载原则值组合(MPa)；SB+：正风压作用下玻璃荷载设计值组合(MPa)；SkB+=Gk+wkB++0.7Qk=0.002677MPaSB+=G++wB++0.7Q=0.003668MPa(2)负风压荷载组共计算：SkA-：负风压作用下荷载原则值组合(MPa)；SA-：负风压作用下荷载设计值组合(MPa)；SkA-=Gk+wkA-=0.001402MPaSA-=G-+wA-=1.0Gk +1.4wkA-=0.002123MPaSkB-：负风压作用下玻璃荷载原则值组合(MPa)；SB-：负风压作用下玻璃荷载设计值组合(MPa)；SkB-=Gk+wkB-=0.001527MPaSB-=G-+wB-=1.0Gk +1.4wkB-=0.002298MPa(3)最不利荷载选用：SkA：作用在构件上最不利荷载原则值组合(MPa)；SA：作用在构件上最不利荷载设计值组合(MPa)；按上面2项成果，选最不利因素(正风压状况下浮现)：=0.002552MPaSkA=0.003493MPaSA：作用在玻璃上最不利荷载原则值组合(MPa)；SkB：作用在玻璃上最不利荷载设计值组合(MPa)；SB按上面2项成果，选最不利因素(正风压状况下浮现)：=0.002677MPaSkBS=0.003668MPaB3雨篷杆件计算基本参数：1：计算点标高：4m；2：力学模型：悬臂梁；3：荷载作用：均布荷载(无拉杆作用)；4：悬臂总长度：L=1500mm6：分格宽度：B=1250mm7：悬臂梁用200*200*8*10 T型钢，材质：Q235；8：埋板用300*250*12mm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：3.1构造受力分析：(1)荷载集度计算：qk：组合荷载作用下线荷载集度原则值(按矩形分布)(N/mm)； q：组合荷载作用下线荷载集度设计值(按矩形分布)(N/mm)；Sk：组合荷载原则值(MPa)；S：组合荷载设计值(MPa)；B：分格宽度(mm)；qk =SkB=0.002552×1500=3.828N/mmq=SB=0.003493×1500=5.24N/mm(2)拉杆轴力计算：由于拉杆在雨篷外力作用下在铰接点产生位移量在垂直方向上矢量代数和等于拉杆在轴力作用下产生位移量在垂直方向上矢量即：P：拉杆作用力在垂直方向上分力(N)；qL4(3-4a/L+(a/L)4)/24EI-Pb3/3EI=PL拉杆/EAE：材料弹性模量，为206000MPa；3.2选用材料截面特性：(1)悬臂截面特性：材料抗弯强度设计值：f=215MPa；材料弹性模量：E=206000MPa；主力方向惯性矩：I=15260000mm4；主力方向截面抵抗矩：W=181000mm3；塑性发展系数：γ=1.05；材料弹性模量：E=206000MPa；3.3梁抗弯强度计算：抗弯强度应满足：NL /A+Mmax/γW≤f上式中：NL：梁受到轴力(N)；A：梁截面面积(mm3)；Mmax：悬臂梁最大弯矩设计值(N·mm)； W：在弯矩作用方向净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数，取1.05；f：材料抗弯强度设计值，取215MPa；则：NL=Pctgα=13551.688NNL /A+Mmax/γW=13551.688/2867+4031812.5/1.05/181000=25.941MPa≤215MPa悬臂梁抗弯强度满足规定。