连廊钢结构计算书.docx
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连廊钢结构计算书.docx
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连廊钢结构计算书
钢结构计算书
一.工程结构概况
汾湖钢结构连廊结构采纳顶部份叉柱的单列柱框架结构,柱之间采纳箱型钢梁。
本工程抗震设防类别为标准设防类,场地地震设防烈度为6度,设计大体地震加速度为,建筑场地类别为Ⅲ类,设计地震分组为第1组。
二.结构设计的要紧依据
1.本工程进行结构设计时,所参考的国家及行业标准要紧有:
《建筑结构靠得住度设计统一标准》(GB50068-2001)
《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-2020)
《建筑结构荷载标准》(GB50009-2012)
《建筑抗震设计标准》(GB50011-2010)
《建筑设计防火标准》(GB50016-2006)
《钢结构设计标准》(GB50017-2003)
《冷弯薄壁型钢结构技术标准》(GB50018-2002)
《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)
《钢融化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323-2005)
《结构用无缝钢管》(GB/T8162-1999)
《钢焊缝手工超声波探伤方式和探伤结果分级》(GB11345-1989)
《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91)
《涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈品级》(GB8923-88)
《碳素结构钢》(GB/T700-2006)
《厚度方向性能钢板》(GB5313-2010)
《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-1994)
《钢结构工程施工质量验收标准》(GB50205-2001)
《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》(GB50205-2002)
《碳钢焊条》(GB/T5117-1995)
《低合金钢焊条》(GB5118-85)
《六角头螺栓—C级》(GB5780)
《熔化焊用钢丝》(GB/T14957)
《气体爱惜焊用钢丝》(GB/T14958)
《热扎H型钢和剖分T形钢》(GB/T11263-2020)
《钢结构、管道涂装技术规程》(YB9256-96)
《钢结构制作安装施工规程》(YB9254-95)
2.本结构计算所采纳的结构有限元软件为MidasGen。
三.材料
1.本工程结构主体钢材材质为Q345B及Q235B,详见施工图纸的材料表。
Q345B低合金高强度结构钢应符合《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)的规定;Q235B碳素结构结构钢应符合《碳素结构钢》(GB/T700)的规定;应均具有屈服强度、抗拉极限强度、伸长率、冲击实验,冷弯实验和C、S、P含量的合格保证。
2.手工焊接用的焊条;应符合现行国家标准《碳钢焊条》(GB/T5117-85)和《低合金钢焊条》GB5118-85的规定,选用的焊条型号与主体金属强度相适应。
四.荷载取值
在结构计算中,考虑荷载包括结构自重、活载、风荷载和地震作用。
具体荷载取值如下:
1.结构恒载
(1)结构自重由程序自动计算。
(2)附加恒载(含混凝土面板)m2。
(3)栏杆线荷载m。
2.结构活载
顶面活载m2(另考虑单侧不均匀活荷载)
3.大体风压值/m2
4.地震作用
6度,,Ⅲ类场地,第一组。
五.荷载工况及效应组合
1、荷载工况
依照建筑结构所处地理环境及其自身实际情形,在结构计算中共考虑了7种荷载工况,如下:
(1)恒载(包括自重)D
(2)满布活载L
(3)单侧活载L’
(4)以X向为主向的双向地震Rx
(5)以Y向为主向的双向地震Ry
(6)X向水平风载Wx
(7)Y向水平风载Wy
二、荷载效应组合
从结构的承载力极限状态与正常利用极限状态,共考虑了12种荷载组合,如下:
(1)+
(2)+
(3)+’
(4)++Wx
(5)++Wy
(6)+’+Wx
(7)+’+Wy
(8)+
(9)+’
(10)++Wx
(11)++Wy
(12)+’+Wx
(13)+’+Wy
(14)++Rx
(15)++Ry
(16)+’+Rx
(17)+’+Ry
(18)++Rx+
(19)++Rx+
(20)+++
(21)+++
(22)+’+Rx+
(23)+’+Rx+
(24)+’++
(25)+’++
(26)+Wx
(27)+Wy
六.计算模型及支座约束情形
1.空间计算模型:
由Autocad三维模型线框架图,通过Dxf文件转换而成,按杆系单元计算。
2.杆件单元模型:
主、次梁及柱采纳梁单元。
3.分析方式:
采纳Midas有限元软件来计算分析,考虑各类荷载工况下的荷载效应,然后按上述荷载效应组合进行内力计算。
4.计算模型:
计算模型如图1~6所示。
图1左侧连廊计算模型空间视图
图2左侧连廊计算模型俯视图
图3左侧连廊计算模型立面视图
图4右边连廊计算模型空间视图
图5右边连廊计算模型俯视图
图6右边连廊计算模型立面视图
5.支座约束:
圆钢管柱底考虑为刚接。
6.荷载
图7左侧连廊恒载
图8左侧连廊满布活载
图9左侧连廊单侧活载
图10左侧连廊线荷载
图11左侧连廊X向风荷载
图12左侧连廊Y向风荷载
图13右边连廊恒载
图14右边连廊满布活载
图15右边连廊单侧活载
图16左侧连廊线荷载
图17右边连廊X向风荷载
图18右侧连廊Y向风荷载
说明:
连廊结构下部为镂空,顶部采纳现浇组合楼板,考虑所受风载较小,因此将风荷载等效为节点荷载作用于柱顶对应的连廊梁节点处。
七.计算理论及公式
1.承载能力极限状态
承载能力极限状态指构件的强度、构件的整体稳固性和构件的局部稳固。
构件的高厚比(或宽厚比)在标准规定的范围内,故知足局部稳固要求。
各结构构件考虑为压弯构件,其强度验算公式为:
(1)
稳固验算公式为:
平面内,
(2)
平面外,
(3)
2.正常利用极限状态计算
结构正常利用极限状态是依照荷载标准值来计算分析而得出,钢桁架结构及主梁的跨中挠度应知足下述要求:
(跨中挠度)
(4)
次梁的跨中挠度应知足下述要求:
(跨中挠度)
(5)
构件的刚度由长细比来操纵,应知足于下式
(6)
对拉杆
=350(7)
对压杆
=150(8)
八、整体结构的抗震验算
1.反映谱曲线
利用Midas有限元软件对本工程的结构进行整体反映谱抗震计算,并将其作为地震作用工况,参与荷载组合。
依照最新《建筑抗震设计标准》(GB50011-2010)中的地震阻碍系数曲线(如图19),按6度来对此结构进行整体反映谱计算分析。
图19地震阻碍系数曲线
图中:
—为曲线下降段的衰减指数;
(9)
—为结构阻尼比;
—为直线下降段的下降斜率调整系数,小于0时取0;
(10)
—为阻尼调整系数,当小于时,应取;
(11)
—地震阻碍系数;
—地震阻碍系数最大值;T—结构自振周期;Tg—结构特点周期。
在本结构的整体反映谱分析中采纳图19的水平反映谱来对此结构进行水平的两个方向分析。
水平地震阻碍系数最大值
,结构特点周期为Tg=,,结构结构阻尼比为
,由此即能够取得一条反映谱曲线。
2.结构质量来源
在结构整体反映谱分析中,重力荷载代表值要紧包括结构恒载、50%活载。
九.计算分析结果
1.整体变形及节点侧移
图20左侧连廊最大竖向位移值
图21右边连廊最大竖向位移值
经Midas计算,左侧连廊悬挑端最大挠度为,起拱20mm,则:
知足要求
左侧连廊主梁最大挠度为,那么:
知足要求
右边连廊悬挑端最大挠度为,起拱40mm,那么:
知足要求
右边连廊主梁最大挠度为,那么:
知足要求
右边连廊次梁最大挠度为,那么:
知足要求
2.钢结构各单元设计应力值
图22左侧连廊验算应力比
图23右边连廊验算应力比
经MIDAS(含中国钢结构设计标准GB50017-2003)验算,各杆件设计强度(弯曲、抗剪)、整体稳固应力比如图2二、23所示,左侧连廊杆件最大应力比为,右边连廊杆件最大应力比为。
由以上分析可见,在设计荷载作用下,结构强度、刚度均能知足标准要求。
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