钢梯计算书
XXX 楼
玻璃楼梯钢结构计算书
计算: 校对: 审核:
2004-06-25
设计依据
本工程为江苏常熟xxx 楼梯工程,地面粗糙度按B 类取,常熟地区基本风压取0.45 KN/m2(50年一遇) ,抗震设防烈度为7度。设计结合原结构条件,并遵照以下规范(规程)进行:
《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2001) 《钢结构设计规范》 (GBJ 50017-2003) 《建筑抗震设计规范》 (GB 50011-2001) 《玻璃幕墙工程技术规范》 (JGJ 102-96)
结构计算:
一、 荷载条件 1. 恒载
采光顶玻璃自重:(10+1.14PVB +10+12A +10中空钢化夹层玻璃) 标准值=25.6×30×10-3=0.768 KN/m2 立面玻璃自重:(6+12A+6中空钢化玻璃) 标准值=25.6×12×10-3=0.31 KN/m2 楼梯平台板自重:8mm 厚花纹钢板 标准值:78.5×8×10-3=0.63 KN/m2 恒载设计值:
0.768×1.2=0.922 KN/m2 0.31×1.2=0.372 KN/m2 0.63×1.2=0.756 KN/m2
2. 活载
活载标准值:按0.5 KN/m2计 活载设计值:0. 5×1.4=0.7 KN/m2 3. 风载
(1)基本风压w o
现行规范GB50009-2001规定常熟地区基本风压为0.45 KN/m2(50年一遇)。
(2)体形系数μs
荷载规范GB50009-2001规定计算围护结构的局部体形系数:正压区+0.8,负压区-1.0,封闭建筑内表面风压体形系数:正压区-0.2,负压区+0.2。
(3)阵风系数βgz
B 类地面粗糙度17.25m 高度βgz =1.7。 (4)高度变化系数μz
B 类地面粗糙度17.25m 高度μz =1.2。
风荷载标准值:
正风:w k =βgz μs μz w o =1.7×(0.8+0.2)×1.2×0.45=0.92 KN/m2 负风:w k =βgz μs μz w o =1.7×(1.0+0.2)×1.2×0.45=1.10 KN/m2 4. 地震作用
分布水平地震作用标准值:
立面玻璃:q Ek =βEk α max G K /A=5×0.08×25.6×0.012=0.123 KN/m2 顶面玻璃:q Ek =βEk α max G K /A=5×0.08×25.6×0.02=0.205 KN/m2 5. 活载
不上人屋面:0.5 KN/m2 楼梯:2.5 KN/m2
二、 荷载组合
作用于结构的荷载在计算时根据规范考虑了以下组合形式,在SAP2000结构计算软件中对这些组合的命名同时列出。
G:恒载 L:活载 WC:X 向正风载 WCF: X向负风载 WZ:Y 向正风载 WZF:Y向负风载 QC:X 向地震作用 QZ:Y向地震作用 1)GL06WC: 1.2G+1.4L+0.6×1.4WC 2)GL06WCF:1.2G+1.4L+0.6×1.4WZC 3)G07LWC: 1.2G+0.7×1.4L+1.4WC
4)G07LWCF:1.2G+0.7×1.4L+1.4WZC 5)GL06WZ: 1.2G+1.4L+0.6×1.4WZ 6)GL06WZF:1.2G+1.4L+0.6×1.4WZF 7)G07LWZ: 1.2G+0.7×1.4L+1.4WZ 8)G07LWZF:1.2G+0.7×1.4L+1.4WZF 9)GQC: 1.2G+1.3QC 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24)
三、 结构计算分析
结构采用空间钢桁架结构体系(形式见附图): 计算分析采用SAP2000微机结构分析通用程序 参数选择:
180×120×5×5:f=215Mpa; 160×120×5×5:f=215Mpa; 180×180×5×5:f=215Mpa;
GQCF:1.2G-1.3QC GQZ :1.2G+1.3QZ GQZF:1.2G-1.3QZ
BGL06WC: 1.0G+1.0L+0.6×1.0WC BGL06WCF:1.0G+1.0L+0.6×1.0WZC BG07LWC: 1.0G+0.7×1.0L+1.0WC BG07LWCF:1.0G+0.7×1.0L+1.0WZC BGL06WZ: 1.0G+1.0L+0.6×1.0WZ BGL06WZF:1.0G+1.0L+0.6×1.0WZF BG07LWZ: 1.0G+0.7×1.0L+1.0WZ BG07LWZF:1.0G+0.7×1.0L+1.0WZF BGQC: 1.0G+1.0QC BGQCF:1.0G-1.0QC BGQZ :1.0G+1.0QZ BGQZF:1.0G-1.0QZ
经计算24种工况计算内力及变形如下:(电脑文件E:\ 常熟 xx\计算\lta⋅*) 楼梯梁(210号杆 180×120×5×5):A=2900mm2,L=4145mm, Wx =147601.85mm 3,Wy=117736.11mm3,Mx=18.5 KN·m ,My=7.5KN·m
My σmax =+=
6
147601.85
+
6117736.11
=189N /mm 2
满足强度要求。
楼梯梁(117号杆 160×120×5×5):A=2700mm2,L=1475mm, Wx =125281.25mm 3,Wy=106708.33mm3,Mx=13.0 KN·m ,My=3.4KN·m
My σmax =Wx +Wy
=
6
125281.25
+
6106708.33
=136N /mm 2
满足强度要求。
框架梁(157号杆 180×120×5×5):A=2900mm2,L=3300mm, Wx =147601.85mm 3,Wy=117736.11mm3,Mx=2.3KN·m ,My=16.3KN·m
My σmax =Wx +Wy
=
6
147601.85
+
6117736.11
=154N /mm 2
满足强度要求。
框架柱(15号杆 180×180×5×5):A=3500mm2,L=1630mm, Wx =198657.41mm 3,Wy=198657.41mm3,ix=71mm,iy=71mm,N=-189KN,Mx=4.7KN·m ,My=9.7KN·m ,λ=1630/71=23
σmax =
=
⨯A
+
Wx
+
My Wy
30.937⨯3500
+
6198657.41
+
6198657.41
=130N /mm 2
满足刚度、强度、稳定要求。
框架柱(15号杆 180×180×5×5):A=3500mm2,L=1630mm, Wx =198657.41mm 3,Wy=198657.41mm3,ix=71mm,iy=71mm,N=-189KN,Mx=4.7KN·m ,My=9.7KN·m ,λ=1630/71=23
My σmax =++=
3
0.96⨯3500
+
6198657.41
+
6198657.41
=129N /mm 2
满足刚度、强度、稳定要求。
框架柱(14号杆 180×180×5×5):A=3500mm2,L=3500mm, Wx =198657.41mm 3,Wy=198657.41mm3,ix=71mm,iy=71mm,N=-137KN,Mx=3.8KN·m ,My=8.1KN·m ,λ=3500/71=49
My Mx
σmax =N ++⨯A Wx Wy
=
3
0.861⨯3500
+
6198657.41
+
6198657.41
=105N /mm 2
满足刚度、强度、稳定要求。
位移计算结果:
122点最大位移为15mm (第7工况)
15/3300=1/220 满足挠度要求。
支座反力计算结果:
24点: F x =±0.8kN, F y =±0.4kN, F z =±109kN 18点: F x =±2.9kN, F y =±3.7kN, F z =±186kN 153点: F x =±0.5kN, F y =±10.5kN, F z =±38kN 70点: F x =±0.8kN, F y =±3.7kN, F z =±28kN 71点: F x =±1.3kN, F y =±4.5kN, F z =±5.8kN 174点: F x =±42kN, F y =±3.5kN, F z =±14kN
杆件编号图
节点编号图