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计算书连廊
3钢连廊结构设计计算书
1项目概况
项目地点:
成都市金牛区北一环与人民北路交叉口
主体结构设计使用年限:
50年(重现期50年);
基本风压:
W=0.3 KN/m2 ; 基本
地面粗糙度类别:
C类;
抗震设防烈度:
7度0.10g
场地类别:
Ⅱ类
设计地震分组:
第三组
2设计依据
本项目设计主要依据下列国家及地方规范、规程进行:
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)
《建筑结构抗震设防分类标准》(GB50223-2008)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
《混凝土结构设计规范》(2015年版)(GB50010-2010)
《建筑抗震设计规范》(2016年版)(GB50011-2010)
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010,J186-2010)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
3钢连廊设计
钢连廊采用MIDASGEN2017进行结构整体分析设计,结构平面布置,分析及设计过程如下。
3.1结构平面布置
钢连廊长度14.7m,宽3.3m。
由两根主梁GL1、GL2及三根斜撑构成,楼板采用压型钢板-混凝土组合楼板。
钢梁支座设置为一端铰支连接,另一端橡胶隔震支座连接。
3.2荷载取值
(1)附加恒载
楼面找平层+层面二次装修
3.0KN/m2
栏杆+装饰+素混凝土踢脚线
5KN/m
扶梯(一个扶梯有两个点荷载)
85KN
(2)活载
商业连廊考虑可能出现人流密集的情况,楼面活载取值3.5KN/m2;扶梯上的活荷载折算成扶梯点荷载20KN(两点)。
3.3钢梁承载力验算
由MIDASGEN2017建立的模型如下图:
承载力验算结果:
应力比最大为0.81(GL1),满足规范要求。
组合应力比分布图如下:
抗剪应力比比分布如下:
3.4挠度验算
标准荷载组合之下的竖向最大变形值48mm,两根钢梁最大挠度为L/306,利用部分起拱值可满足要求规范要求(L/400)。
3.5橡胶隔震支座设计
根据支座处最大重力荷载代表值为330KN,参照《抗规》12.2.3条规定,估算出隔震支座规格如下表:
型号
设计承载力(kN)
橡胶直径mm
橡胶总厚度mm
支座高度mm
水平等效刚度
竖向刚度(Kv)
kN/m
kN/mm
LRB200
471
200
37
78
466
596
注:
该支座的极限水平变形约为110mm。
根据《抗规》12.2.6条,隔震支座的最大位移应小于其有效直径的0.55倍和支座内部橡胶总厚度3倍二者的较小值。
对整体模型采用大震等效弹性分析,得到X向地震、Y向地震作用下各节点处滑动支座的位移分别为31mm和24mm;可知,小震作用下隔震支座最大位移为40mm,连板支座实际位移均小于橡胶隔震支座水平位移限值,且至少具有2.7倍安全富余,初选支座方案可行。
参照《抗规》12.2.7条,连板和主体结构间应设置竖向隔离缝,缝宽不小于各隔震支座在罕遇地震作用下的最大水平位移值的1.2倍且不小于200mm,取竖向隔离缝缝宽为200mm能满足规范和实际地震作用下的变形需求。
3.6连廊舒适度验算
根据《高规》3.7.7条,本工程对连廊的竖向振动频率和峰值加速度进行分析控制。
由MIDASGEN计算得到竖向振动频率,如下图所示,楼盖结构的竖向第一振动频率(Z向振型质量参与系数最大为23.27%)为2.87,小于3Hz,需补充楼盖竖向加速度分析。
第一竖向振动模态(T=0.3485,f=2.87<3)
《高规》附录A.0.1,楼盖结构竖向振动加速度宜采用时程分析方法计算。
本工程考虑IABSE连续步行工况,进行时程分析以求得连廊结构的竖向振动加速度。
以国际标准化组织颁布的ISO10137所提出的等效同步人数法来计算步幅步频与行人密度的关系,考虑人群密度为1/m2,取Ne个人同步同频行走,近似等效模拟总人数N的随机行走效应。
于是本项目计算人数按公式
(一)取为Ne=7人,单人体重取0.75KN,计算阻尼比取为0.02。
………………………………公式
(一)
注:
S为人群密度;
计算时楼盖结构阻尼比均取0.03,荷载最不利位置参照第一竖向振动模态,考虑7个节点下的同时连续步行,动力荷载布置见及加速度计算结果见下图,加速度最大值为0.188m/s2,小于规范要求限值0.19(线性差值结果)。
故钢连廊舒适度分析满足规范要求。
IABSE连续步行荷载时程
舒适度加速度验算:
竖向加速度0.188m/s2
《高规》表3.7.7中楼盖竖向振动加速度限值
人员活动环境
峰值加速度限值(m/s2)
竖向自振频率不大于2Hz
竖向自振频率不小于4Hz
住宅、办公
0.07
0.05
商场及室内连廊
0.22
0.15
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