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幕墙结构计算书
XX集团郑州店玻璃幕墙钢结构工程计算书
第一部分5-J轴与1/5-15轴相交柱(竖放桁架)设计
一、设计任务
根据使用方要求(详见建筑图),该立柱跨越7个楼层(3层至9层),主要承受幕墙自重、水平风荷载及地震作用,相邻柱距分别为:
6600mm和8400mm。
施工图中构件编号GZ-4。
二、结构选型
根据建筑功能要求及土建条件,采用如下图所示的空间三角桁架结构。
三、设计依据
1、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
2、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
四、荷载分析
根据建筑功能要求及相关规范,该构件结构考虑如下荷载作用:
恒载:
横梁及桁架自重0.78kN/m2,玻璃幕墙传来,恒载标准值取0.7kN/m2。
活载:
风荷载标准值(50年一遇,建筑标高48米)1.15kN/m2
地震作用(7度区,地震加速度0.15)0.42kN/m2
水平组合荷载标准值:
1.402kN/m2
计算简图如下:
恒载简图
风吸力作用下活载简图
风压力作用下活荷载简图
五、内力、变形分析
内力分析采用PKPM—STS软件并配合通用有限元分析程序ANSYS进行校核,杆件的内力、应力比、节点水平位移分析结果如下:
风吸力作用下:
受压杆最大内力(双肢中的一肢):
826KN,受拉杆最大内力:
1480KN
强度最大应力比:
0.80;稳定最大应力比:
0.91
节点最大位移:
110mm=L/324,满足要求。
风压力作用下:
受压杆最大内力:
1747KN,受拉杆最大内力(双肢中的一肢):
771KN
强度最大应力比:
受拉:
0.82;受压:
0.94;稳定最大应力比:
0.92
节点最大位移:
110mm=L/324,满足要求。
六、节点设计
钢柱下端作法见结构施工图,柱脚采用完全铰接设计,作用合力设计值为:
413KN,抗剪螺栓采用Q345材质制作C级螺栓,抗剪强度取155kN/m2,计算得螺栓最小直径46.9mm,实际采用52mm。
计算承压板厚33mm,实际取40mm。
第二部分5-B、C、D、E、F、G、H轴与1/5-15轴
相交柱(竖放桁架)设计
一、设计任务
根据使用方要求(详见建筑图),该立柱跨越2个楼层(8—9层),主要承受幕墙自重、水平风荷载及地震作用,相邻柱距为:
8400mm。
施工图中构件编号GZ-7。
二、结构选型
根据建筑功能要求及土建条件,采用如下图所示的平面管桁架结构。
三、设计依据
1、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
2、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
四、荷载分析
根据建筑功能要求及相关规范,该构件结构考虑如下荷载作用:
恒载:
横梁及桁架自重0.78kN/m2,玻璃幕墙传来,恒载标准值取0.7kN/m2。
活载:
风荷载标准值(50年一遇,建筑标高48米)1.15kN/m2
地震作用(7度区,地震加速度0.15)0.42kN/m2
水平组合荷载标准值:
1.402kN/m2
计算简图如下:
五、内力、变形分析
内力分析采用PKPM—STS软件并配合通用有限元分析程序ANSYS进行校核,杆件的内力、应力比、节点水平位移分析结果如下:
受压杆最大内力:
291KN,受拉杆最大内力:
382KN
强度最大应力比:
受拉:
0.73;受压:
0.22;稳定最大应力比:
0.39
节点最大位移:
13.3mm=L/767,满足要求。
六、节点设计
钢柱下端作法见结构施工图,柱脚采用完全铰接设计,作用合力设计值为:
152KN,抗剪螺栓采用Q345材质制作C级螺栓,抗剪强度取155kN/m2,计算得螺栓最小直径24.1mm,实际采用30mm。
计算承压板厚23mm,实际取30mm。
第三部分与原结构整体分析
一、设计任务
根据使用方要求(详见设计要求),在原钢筋混凝土结外围增设钢柱、钢梁,形成框架体系,在此钢结构框架体系外侧挂幕墙结构。
二、结构选型
根据建筑功能要求及土建条件,采用H形钢柱、钢梁框架结构,楼层板采用钢板上铺混凝土。
三、设计依据
1、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
2、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
四、荷载分析
根据建筑功能要求及相关规范,该构件结构考虑如下荷载作用:
恒载:
采用4mm钢板,上铺60mm混凝土,恒载标准值取2.5kN/m2。
活载:
按商场考虑,取活荷载标准值为3.5kN/m2
五、内力、变形分析
内力分析、构件验算采用PKPM—SATWE软件,内力、应力比、钢梁挠度结果见附录。
按施工图采用的结构体系及选用的构件均能满足承载力、变形要求。
附录:
结构整体分析结果(钢梁设计弯矩、钢构件计算应力比、钢梁挠度)
1、2层钢梁设计弯矩
3、4、5、6层弯矩设计值
7层设计弯矩值
8层设计弯矩值
9层弯矩设计值
1、2层设计应力比
3、4、5、6层设计应力比
7层设计应力比
8层钢构件计算应力比
9层设计应力比
1、2层钢梁挠度
3、4、5、6层钢梁挠度
7层钢梁挠度
8层钢梁挠度
9层钢梁挠度
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