石材钢架结构计算书.doc

华凯·襄阳天下H区1#、11#楼幕墙工程

雨篷钢结构计算书

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湖北羿天建筑装饰设计有限公司
HUBEI YITIAN ARCHITECTURE & DECORATION DESIGN LTD.

目录
1. 工程概况 1
2. 设计依据 2
2.1 本工程设计遵循的标准、规范、规定及规程 2
2.2 建筑结构安全等级和设计使用年限 2
2.3 设计荷载与荷载组合 2
2.3.1 永久荷载 2
2.3.2 风荷载 2
2.3.3 地震荷载 3
2.3.4 荷载组合 3
3. 材料 3
3.1 材料特性 3
3.2 单元类型 4
3.3 约束模式 4
4. 控制指标 4
5. 钢结构计算分析 4
5.1 分析软件 4
5.2 结构布置 5
5.3 分析模型 6
5.4 杆件截面 6
5.5 荷载施加(KN/m^2) 6
5.5.1 恒载施加 6
5.5.2 风载施加 7
5.5.3 检修荷载施加(KN) 7
5.6 荷载效应分析 8
5.6.1 结构位移 8
5.7 杆件承载力分析 8
5.8 支座反力 9
5.9 埋件计算 10

石材包柱钢结构计算书
1. 工程概况
本工程属于人信·悦玺营销中心幕墙工程，位于湖北省荆州市。地质类别为B。石材包柱钢结构属于空间任意结构，杆件采用矩形钢管，角钢连接。计算标高11.4m.

2. 设计依据
2.1 本工程设计遵循的标准、规范、规定及规程
n 建筑平面布置图、剖面图
n 重要采用的国家规范、规程和标准：
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2023）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2023）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2023）
《钢结构设计规范》（GB50017-2023）
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2023）
《建筑钢结构焊接规程》 （JGJ181-2023）
《钢管结构技术规程》 （CECS 280：2023）
《建筑结构用冷弯矩形钢管》 （JG/T178-2023）
《冷轧低碳钢板及钢带》 （GB/T5213-2023）
2.2 建筑结构安全等级和设计使用年限
设计基如期： 50年
设计使用年限： 50年
结构安全等级： 二级
结构重要性系数： 1.0
抗震设防类别： 丙类
2.3 设计荷载与荷载组合
2.3.1 永久荷载
1、30mm石材：
面板：；
转接件重量：
合计取：
主钢结构自重由SAP2023自动计算。
2.3.2 风荷载

2.3.3 地震荷载

2.3.4 荷载组合
依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2023）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2023）进行荷载组合。各种荷载类型标准值的分项系数与组合系数见下表。
1.2自重+1.4风+0.65地震荷载
3. 材料
3.1 材料特性
钢结构重要受力构件采用Q235b的材料，应符合规范《普通碳素结构钢技术条件》（GB/T700）有关规定。设计中使用的材料的物理性能、力学性能等参数参见下表。sap2023中没有材料阻尼比的接口，附加材料阻尼比为0。
钢材强度设计值
钢号
厚度或直径
(mm)
抗拉、抗压和抗弯f(N/mm2)
抗剪
fv(N/mm2)
端面承压（刨平顶紧）
fce(N/mm2)
Q235
16
215
115
320
>16～40
205
110
>35～50
195
105
3.2 单元类型
采用结构有限元分析软件sap2023进行三维建模分析计算。杆件采用Frame单元，杆件均采用立柱类型进行设计，模型中运用Membrane单元来施加面荷载，该膜单元的质量及刚度均退为0。
3.3 约束模式
节点均为铰接（UX、UY、UZ）。具体可见钢结构轴测图。

4. 控制指标
1）变形控制指标
L/300（L为受弯构件的跨度，或悬臂梁和伸臂梁悬伸长度的2倍，两者取较小值。）
2）应力指标
各构件最大组合设计应力不大于0.8f（f为钢材设计强度）
5. 钢结构计算分析
5.1 分析软件
美国CSI公司的SAP2023 V15通用结构分析与设计软件
5.2 结构布置
本工程上结构图示如下。

钢结构轴侧图（线模型）

钢结构轴侧图（三维实体模型）
5.3 分析模型
钢结构有限元分析采用整体三维模型，杆件采用Frame单元。模型中运用Membrane单元来施加荷载，该膜单元的质量及刚度均退为0。
5.4 杆件截面
所有杆件截面为矩形钢管100×50×5, 方钢管FG 50×5, 等边角钢L 50×4材质均为Q235b，应符合《建筑结构用冷弯矩形钢管》（JG/T178-2023 ）、《钢管结构技术规程》（CECS 280：2023）、冷轧低碳钢板及钢带》（GB/T5213-2023）的规定。
5.5 荷载施加(KN/m^2)
5.5.1 恒载施加

5.5.2 风载施加

5.5.3 检修荷载施加(KN)

5.6 荷载效应分析
5.6.1 结构位移
结构的荷载以竖向荷载为主，涉及永久荷载和可变荷载。本节对结构在 “1.0D+1.0W”组合工况下结构位移进行了分析。

“1.0D+1.0W”组合工况下结构挠度（单位：mm）
主体结构的最大挠度为2.24mm,在工况“1.0D+1.0W”组合下。结构最小跨度为3.0m，挠度2.4mm<3000/300=10mm，满足设计规定。
5.7 杆件承载力分析
经Sap2023运算结构在各荷载工况组合作用下的构件应力比如下：

各杆件在荷载工况组合作用下最大应力：77.72MPa

5.8 支座反力

支座编号（轴测图）
承载力极限状态下，包络工况下的支座反力值见下表：
TABLE: Joint Reactions
Joint
OutputCase
F1
F2
F3
M1
M2
M3
Text
Text
KN
KN
KN
KN-m
KN-m
KN-m
4
1.2D+1.4W+0.65E
-0.80
0
-1.09
0.00
0.00
0.00
6
1.2D+1.4W+0.65E
-0.32
0
-11.54
0.00
0.00
0.00
22
1.2D+1.4W+0.65E
-1.65
0
-0.92
0.00
0.00
0.00
24
1.2D+1.4W+0.65E
-5.40
0
-4.80
0.00
0.00
0.00
26
1.2D+1.4W+0.65E
-1.40
0
-10.43
0.00
0.00
0.00
28
1.2D+1.4W+0.65E
-5.36
0
-6.94
0.00
0.00
0.00
33
1.2D+1.4W+0.65E
-0.78
0
2.69
0.00
0.00
0.00
35
1.2D+1.4W+0.65E
-0.33
0
25.99
0.00
0.00
0.00
51
1.2D+1.4W+0.65E
-3.27
0
6.81
0.00
0.00
0.00
53
1.2D+1.4W+0.65E
-6.22
0
21.38
0.00
0.00
0.00
55
1.2D+1.4W+0.65E
-1.32
0
13.35
0.00
0.00
0.00
57
1.2D+1.4W+0.65E
-0.75
0
3.66
0.00
0.00
0.00

5.9 埋件计算
最不利节点反力：轴力N=5.4KN, 剪力V1=26KN, 弯矩M=2.6KN*m