钢结构结构设计计算书河北钢铁集团燕钢科技研发中心钢结构计算书一、设计依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）二、荷载信息结构重要性系数： 1.00（一）恒荷载：采光顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.8kN/m2；连廊楼面50厚建筑做法+100厚混凝土板：3.75kN/m2；连廊顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.5kN/m2；连通屋面钢板+建筑做法：5.0kN/m2；连廊侧立面石材+檩条+天沟及建筑防水等：1.0kN/m2；连通屋面底面建筑做法+檩条等：0.5kN/m2；屋面上造型钢结构屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.5KN/m2；屋面上造型侧立面玻璃幕墙及龙骨：1.0KN/m2；（二）活荷载：所有幕墙面均为不上人屋面，活荷载取0.5KN/m2；钢连廊楼面活荷载取3.5KN/m2；连通屋面部分活荷载取2.0KN/m2；屋面上造型钢结构屋面为不上人屋面，活荷载取0.5KN/m2；（三）雪荷载：当地雪荷载为0.40KN/m2（n=100）（四）风荷载：因钢结构对风荷载较为敏感，因此取重现周期为100年的当地基本风压为0.45KN/m2（n=100）考虑B类粗糙度。
风压高度系数，体型系数的等均按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）相关规定执行。
（五）地震作用：地震烈度： 7度(0.15g)水平地震影响系数最大值： 0.12计算振型数： 50-200建筑结构阻尼比： 0.035特征周期值： 0.45地震影响：多遇地震场地类别：Ⅱ类地震分组：第二组（六）温度荷载：本工程各部分钢结构支座均采用了滑动支座，且相应设置了结构温度断缝，因此在计算时不考虑温度作用。
三、计算软件本工程钢结构计算采用美国CSI公司的SAP2000 v14.2.2有限元分析软件进行各个部分的建模计算。
四、荷载组合(1) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载1(2) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 风1(3) 1.20 恒载 + 1.40 活载1(4) 1.20 恒载 + 1.40 风1(5) 1.00 恒载 + 1.40 风1(6) 1.20 恒载(7) 1.20 恒载 + 1.40 x 1.0 活载1 + 1.4 x 0.7 风1(8) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.7 活载1 + 1.4 x 1.0 风1(9) 1.20 恒载 + 1.20 x 0.50 活载1 + 1.30 水平地震(10) 1.00 恒载 + 1.00 x 0.50 活载1 + 1.30 水平地震(11) 1.00 恒载 + 1.00 活载1 （变形控制）五、分区计算（一）.钢连廊部分：1.计算模型计算模型2.几何信息典型钢连廊侧立面图钢连廊跨度为20m，桥面宽度为2800mm，分别位于13.450m、21.250m、29.050m标高，两端分别与混凝土塔楼牛腿连接，一端采用固定铰支座，一端滑动铰支座与混凝土结构连接。
连廊采用钢桁架结构形式，桁架上弦杆截面采用B200x200x8x8，下弦杆采用H300x200x10x10，腹杆采用B200x200x8x8，楼面梁采用HH300X200X10X10及H250X200X6X8，支撑采用P89x5。
楼面采用压型钢板及混凝土楼面，压型钢板规格为YXB46-200-600（B），厚度为1.0mm。
构件及压型钢板材质为Q345B。
3.荷载施加情况楼面恒荷载：3.75KN/m2屋面恒荷载：0.50KN/m2侧立面幕墙恒荷载：1.00KN/m2楼面活荷载：3.5 KN/m2屋面活荷载：0.5 KN/m2风荷载：基本风压0.45KN/m2，高度修正系数μz=1.42，风振系数βz=1.0，连廊侧面迎风面及背风面体型系数μs分别取+0.8及-0.5；4.钢连廊自振频率计算钢连廊的竖向震动周期为0.16780s，相应的自振周期为5.09Hz > 3Hz，满足钢连廊舒适度要求。
附前20阶振型周期频率表：OutputCase StepNum Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ Text Unitless Sec Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless MODAL 1 0.387015 0.0000 0.8687 0.0000 0.0000 0.8687 0.0000 MODAL 2 0.221162 0.0000 0.0124 0.0000 0.0000 0.8811 0.0000 MODAL 3 0.183575 0.0000 0.0013 0.0000 0.0000 0.8824 0.0000 MODAL 4 0.167799 0.0910 0.0000 0.7184 0.0910 0.8824 0.7184 MODAL 5 0.134421 0.0000 0.0004 0.0000 0.0910 0.8828 0.7184 MODAL 6 0.101405 0.0000 0.0422 0.0000 0.0910 0.9250 0.7184 MODAL 7 0.092235 0.0000 0.0001 0.0000 0.0910 0.9251 0.7184 MODAL 8 0.087437 0.7598 0.0000 0.0776 0.8507 0.9251 0.7960 MODAL 9 0.078856 0.0000 0.0001 0.0000 0.8507 0.9252 0.7960 MODAL 10 0.075589 0.0377 0.0000 0.0037 0.8884 0.9252 0.7997 MODAL 11 0.07461 0.0000 0.0006 0.0000 0.8884 0.9257 0.7997 MODAL 12 0.070255 0.0001 0.0000 0.0000 0.8885 0.9257 0.7997 MODAL 13 0.070024 0.0000 0.0000 0.0066 0.8885 0.9257 0.8063 MODAL 14 0.064376 0.0000 0.0093 0.0000 0.8885 0.9350 0.8063 MODAL 15 0.059019 0.0053 0.0000 0.0291 0.8938 0.9350 0.8354 MODAL 16 0.057311 0.0000 0.0001 0.0000 0.8938 0.9351 0.8354 MODAL 17 0.056862 0.0031 0.0000 0.0026 0.8969 0.9351 0.8380 MODAL 18 0.054717 0.0000 0.0000 0.0000 0.8969 0.9351 0.8380 MODAL 19 0.048772 0.0026 0.0000 0.0398 0.8995 0.9351 0.8778 MODAL 20 0.047904 0.0000 0.0012 0.0000 0.8995 0.9363 0.87785、变形计算：恒+活组合下结构最大位移如下图所示：该工况下最大竖向位移为10.2mm，10.2/20000=1/1960 < 1/400，满足要求。
6.支座反力全工况包络下各支座的反力情况（单位：KN）支座反力包络图7.构件验算经设计验算，所有构件应力比均小于0.7，满足设计要求。
（二）.中部采光顶钢结构：1.计算模型计算模型（一侧与混凝土结构固定铰接，另一侧滑动铰接）2.几何信息采光顶钢结构平面布置图典型桁架示意图中部采光顶钢结构拟采用单向桁架体系，跨度为25.2m，桁架高度为1300mm，两边支承于周边的混凝土结构上，采用固定铰支座及滑动铰支座连接。
主要构件采用B300x200x8x8，P114x4，P114x6，P103x4等截面，支座节点局部采用较大截面进行加强。
构件材质为Q345B。
3.荷载施加情况恒荷载：0.8KN/m2活荷载：0.5 KN/m2风荷载，屋面标高为38m，风压高度系数取1.51，风振系数取1.0，体形系数取-0.6，基本风压为0.45KN/m2，计算得风荷载标准值：0.45x1.51x1.0x（-0.6）=0.41KN/m2（风吸力）风荷载标准值远小于恒荷载的0.8KN/m2，因此不考虑风荷载对于结构的有利作用，也不参与计算。
4.结构自振频率计算结构整体的竖向振动振型为第二阶，周期为0.4185s。
附前20阶振型周期频率表：OutputCase StepNum Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ Text Unitless Sec Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless MODAL 1 0.418535 0.0001 0.0006 0.0760 0.0001 0.0006 0.0760 MODAL 2 0.410769 0.0000 0.0045 0.5580 0.0001 0.0050 0.6340 MODAL 3 0.338684 0.0000 0.0006 0.0790 0.0001 0.0057 0.7130 MODAL 4 0.320735 0.0000 0.0000 0.0002 0.0001 0.0057 0.7130 MODAL 5 0.286487 0.0000 0.0000 0.0011 0.0001 0.0057 0.7140 MODAL 6 0.28567 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0057 0.7140 MODAL 7 0.285159 0.0000 0.0002 0.0017 0.0001 0.0058 0.7160 MODAL 8 0.281942 0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 0.0058 0.7160 MODAL 9 0.281472 0.0000 0.0000 0.0093 0.0001 0.0058 0.7250 MODAL 10 0.281229 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0058 0.7250 MODAL 11 0.280913 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0059 0.7250 MODAL 12 0.278749 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0059 0.7250 MODAL 13 0.278728 0.0000 0.0000 0.0044 0.0001 0.0059 0.7290 MODAL 14 0.277513 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0059 0.7290 MODAL 15 0.27726 0.0000 0.0000 0.0290 0.0001 0.0059 0.7580 MODAL 16 0.275831 0.0000 0.0000 0.0002 0.0001 0.0059 0.7580 MODAL 17 0.275764 0.0000 0.0000 0.0010 0.0001 0.0059 0.7590 MODAL 18 0.274683 0.0000 0.0000 0.0005 0.0001 0.0059 0.7600 MODAL 19 0.274048 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0059 0.7600 MODAL 20 0.273292 0.0000 0.0000 0.0000 0.0002 0.0059 0.76005、变形计算：恒+活组合下结构最大位移如下图所示：该工况下桁架杆最大竖向位移为55.9mm，55.9/25200=1/451 < 1/400，满足要求。