火车站改造项目屋盖钢结构及金属屋面板工程结构计算书.docx
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火车站改造项目屋盖钢结构及金属屋面板工程结构计算书
某火车站改造项目屋盖钢结构及金属屋面板工程
结构计算书
第一章铝合金屋面板计算
一、荷载取值
1、恒荷载
面板:
铝镁锰合金屋面板4.0kg/㎡
2、活荷载
屋面活荷载:
0.5KN/㎡
3、风荷载
风荷载:
工程所在城市:
山东某
基本风压Wo:
0.55Kpa
地面粗糙度类别:
A类
屋面计算高度Hmax:
(m)23m(A.C.D区)
屋面计算高度Hmax:
(m)58m(B区)
A.C.D区中区:
体型系数Us:
正风压:
0.6;负风压:
-1
B区边区 :
体型系数Us:
正风压:
0.6;负风压:
-2
α:
-(为地面粗糙系数指数,aA=0.12,aB=0.16,aC=0.22,aD=0.30)
k:
-(为地面粗糙度调整系数,kA=0.92,kB=0.89,kC=0.85,kD=0.80)
μf-为脉动系数
阵风系数Bz:
(α=0.16k=0.89;a=1b=0.32)
A.C.D区中区:
=0.5x35^[1.8x(0.16-0.16)]x(23/10)^(-0.12)
=0.3503
=0.92×(1+2×0.0.3503)
=1.5645
高度变化系数Uz:
=1.379×(23/10)^0.24=1.6842
风荷载标准值WK上(Kpa)
=1.5645×1.6842×(-1)×0.55=-1.45Kpa
风荷载标准值WK下(Kpa)
=1.5645×1.6842×(0.6)×0.55
=0.87Kpa
B区边区 :
=0.5x351.8×(0.16-0.16)×(58/10)-0.12
=0.3135
=0.92×(1+2×0.0.3135)
=1.4968
高度变化系数Uz:
=1.379×(58/10)0.24=2.1028
风荷载标准值WK上(Kpa)
=1.4968×2.1028×(-2)×0.55=-3.463Kpa
风荷载标准值WK下(Kpa)
=1.4968×2.1028×(0.6)×0.55
=1.039Kpa
4、雪荷载
基本雪压S0(Kpa)0.4Kpa(100年一遇)
积雪分布系数μr1.00
雪荷载标准值S(Kpa)=S0×μr=0.4×1.00=0.4Kpa
屋面活荷载与雪荷载取较大值:
0.50Kpa(活荷载控制)
二、荷载组合
1、荷载效应的基本组合
基本组合1:
1.2恒载+1.4(活载+0.6风载(压力)
基本组合2:
1.2恒载+1.4(0.7活载+风载(压力)
基本组合3:
1.0恒载+1.4风载(吸力)
2、荷载效应的标准组合
标准组合1:
恒载+(活载+0.6风载(压力)
标准组合2:
恒载+(0.7活载+风载(压力)
标准组合3:
恒载+风载(吸力)
3、屋面板计算
设计依据及理论:
建筑结构荷载规范:
GB50009—2001
屋面板采用:
1mm厚,AA3004铝镁锰合金直立锁边压型板,板宽400mm,计算截面特性取板宽400mm,高65mm;
计算模型:
多跨连续梁(每跨1.5米)
屋面自重标准值:
0.04Kpa
(A.C.D区)
风荷载标准值:
0.87Kpa(正) -1.45Kpa(负)
(B区)
风荷载标准值:
1.039Kpa(正)-3.463Kpa(负)
活荷载标准值:
0.5Kpa
雪荷载标准值:
0.4Kpa
屋面活荷载与雪荷载取较大值:
0.5Kpa(活荷载控制)
截面及材料物理性能和力学特性:
AA3004铝镁锰合金强度设计值:
f=180Mpa
弹性模量:
E=69×103Mpa
b=400mmh=65mmt=1mmc=2.1cm
I压力=27.4cm4/mI吸力=41.9cm4/mα=0~3°
W压力=6.23cm3/mW吸力=9.52cm3/m
截面验算:
(A.C.D区):
(1)1.2恒载+1.4(活载+0.6风载(压力))组合
q=1.2×0.04+1.4x(0.5+0.6×0.87)=1.48Kpa
经查FLEXLOK板荷载表强度计算满足。
(2)1.2恒载+1.4(0.7活载+风载(压力))组合
q=1.2×0.04+1.4×(0.7×0.5+0.87)=1.76Kpa
经查FLEXLOK板荷载表强度计算满足。
(3)1.0恒载+1.4风载(吸力)组合
q=1.0×0.04+1.4×(-1.45)=-2.07Kpa
经查FLEXLOK板荷载表强度计算满足。
(4)荷载标准值作用下,计算
1.0恒载+1.0风载(吸力)组合
q=1.0×0.04+1.0×(-1.45)=-1.41Kpa
经查FLEXLOK板荷载表挠度计算满足。
(B区):
(1)1.2恒载+1.4(活载+0.6风载(压力))组合
q=1.2×0.04+1.4×(0.5+0.6×1.039)=1.62Kpa
经查FLEXLOK板荷载表强度计算满足。
(2)1.2恒载+1.4(0.7活载+风载(压力))组合
q=1.2×0.04+1.4×(0.7×0.5+1.039)=1.99Kpa
经查FLEXLOK板荷载表强度计算满足。
(3)1.0恒载+1.4风载(吸力)组合
q=1.0×0.04+1.4×(-3.463)=-4.8Kpa
经查FLEXLOK板荷载表强度计算满足。
(4)荷载标准值作用下,计算
1.0恒载+1.0风载(吸力)组合
q=1.0×0.04+1.0×(-3.463)=-3.423Kpa
经查FLEXLOK板荷载表挠度计算满足。
第二章檩条计算
一、A、C区边区1
A.C区边区1(28m高)
1、设计依据:
建筑结构荷载规范(GB50009--2001)
冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)
2、设计数据:
屋面坡度(度):
30.00
檩条跨度(m):
4.00
檩条间距(m):
0.75
设计规范:
冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
钢材钢号:
Q345钢
拉条设置:
设置一道拉条
拉条作用:
约束檩条上翼缘
净截面系数:
0.900
压型钢板屋面,挠度限值为1/200
屋面板能阻止檩条侧向失稳
构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性
建筑类型:
封闭式建筑
分区:
角部
基本风压:
0.550
风荷载高度变化系数:
1.770
风荷载体型系数:
-2.000
风荷载标准值(kN/m2):
-1.947
屋面自重标准值(kN/m2):
0.300
活荷载标准值(kN/m2):
0.500
雪荷载标准值(kN/m2):
0.400
积灰荷载标准值(kN/m2):
0.000
检修荷载标准值(kN):
1.000
截面及材料特性:
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
b=70.000h=200.000c=20.000t=3.000
A=0.1104E-02Ix=0.6699E-05Iy=0.7040E-06
It=0.3312E-08Iw=0.5546E-08
Wx1=0.6699E-04Wx2=0.6699E-04Wy1=0.3445E-04
Wy2=0.1420E-04
钢材钢号:
Q345钢
fy=345.000f=310.000ff=309.023
截面验算:
选用1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力))组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mx=1.860
弯矩设计值(kN.m):
My=0.268
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmax=51.858<=309.023
选用1.0恒载+1.4风载(吸力)组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mxw=-3.549
弯矩设计值(kN.m):
Myw=0.078
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmaxw=64.958<=309.023
整体稳定系数:
φb=0.823
檩条的稳定性(N/mm2):
fstabw=69.820<=310.00
荷载标准值作用下,挠度计算:
垂直于屋面的挠度(mm):
v=1.698<=20.000
计算满足要求。
檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):
N=39.000
计算结束
二、A、C区边区2
A.C区边区1(23m高)
1、设计依据:
建筑结构荷载规范(GB50009--2001)
冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)
2、设计数据:
屋面坡度(度):
2.00
檩条跨度(m):
4.00
檩条间距(m):
1.50
设计规范:
冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
钢材钢号:
Q345钢
拉条设置:
不设置拉条
净截面系数:
0.900
檩条支承压型钢板屋面,尚有吊顶,挠度限值为1/200
屋面板能阻止檩条侧向失稳
构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性
建筑类型:
封闭式建筑
分区:
中间区
基本风压:
0.550
风荷载高度变化系数:
1.770
风荷载体型系数:
-2.000
风荷载标准值(kN/m2):
-1.947
屋面自重标准值(kN/m2):
0.300
活荷载标准值(kN/m2):
0.500
雪荷载标准值(kN/m2):
0.400
积灰荷载标准值(kN/m2):
0.000
检修荷载标准值(kN):
1.000
截面及材料特性:
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
b=70.000h=200.000c=20.000t=3.000
A=0.1104E-02Ix=0.6699E-05Iy=0.7040E-06
It=0.3312E-08Iw=0.5546E-08
Wx1=0.6699E-04Wx2=0.6699E-04Wy1=0.3445E-04
Wy2=0.1420E-04
钢材钢号:
Q345钢
fy=345.000f=310.000ff=309.023
截面验算:
选用1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力))组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mx=3.386
弯矩设计值(kN.m):
My=0.118
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmax=65.410<=309.023
选用1.0恒载+1.4风载(吸力)组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mxw=-7.105
弯矩设计值(kN.m):
Myw=0.037
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmaxw=120.771<=309.023
整体稳定系数:
φb=0.823
檩条的稳定性(N/mm2):
fstabw=131.431<=310.00
荷载标准值作用下,挠度计算:
垂直于屋面的挠度(mm):
v=3.106<=16.667
计算满足要求。
檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):
N=13.000
计算结束
三、A、C区边区3
A.C区边区2(23m高)
1、设计依据:
建筑结构荷载规范(GB50009--2001)
冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)
2、设计数据:
屋面坡度(度):
30.00
檩条跨度(m):
4.00
檩条间距(m):
0.75
设计规范:
冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
钢材钢号:
Q345钢
拉条设置:
设置一道拉条
拉条作用:
约束檩条上翼缘
净截面系数:
0.900
压型钢板屋面,挠度限值为1/200
屋面板能阻止檩条侧向失稳
构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性
建筑类型:
封闭式建筑
分区:
角部
基本风压:
0.550
风荷载高度变化系数:
1.770
风荷载体型系数:
-2.000
风荷载标准值(kN/m2):
-1.947
屋面自重标准值(kN/m2):
0.300
活荷载标准值(kN/m2):
0.500
雪荷载标准值(kN/m2):
0.400
积灰荷载标准值(kN/m2):
0.000
检修荷载标准值(kN):
1.000
截面及材料特性:
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
b=70.000h=200.000c=20.000t=3.000
A=0.1104E-02Ix=0.6699E-05Iy=0.7040E-06
It=0.3312E-08Iw=0.5546E-08
Wx1=0.6699E-04Wx2=0.6699E-04Wy1=0.3445E-04
Wy2=0.1420E-04
钢材钢号:
Q345钢
fy=345.000f=310.000ff=309.023
截面验算:
选用1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力))组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mx=1.860
弯矩设计值(kN.m):
My=1.074
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmax=114.871<=309.023
选用1.0恒载+1.4风载(吸力)组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mxw=-3.549
弯矩设计值(kN.m):
Myw=0.312
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmaxw=83.244<=309.023
整体稳定系数:
φb=0.823
檩条的稳定性(N/mm2):
fstabw=86.277<=310.00
荷载标准值作用下,挠度计算:
垂直于屋面的挠度(mm):
v=1.698<=20.000
计算满足要求。
檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):
N=35.000
计算结束
四、A、C区中部1
A.C区中部(23m高)
1、设计依据:
建筑结构荷载规范(GB50009--2001)
冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)
2、设计数据:
屋面坡度(度):
2.000
檩条跨度(m):
4.500
檩条间距(m):
1.500
设计规范:
冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
钢材钢号:
Q345钢
拉条设置:
设置一道拉条
拉条作用:
约束檩条上翼缘
净截面系数:
0.900
檩条支承压型钢板屋面,尚有吊顶,挠度限值为1/240
屋面板能阻止檩条侧向失稳
构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性
建筑类型:
封闭式建筑
分区:
中间区
基本风压:
0.550
风荷载高度变化系数:
1.680
风荷载体型系数:
-1.180
风荷载标准值(kN/m2):
-1.090
屋面自重标准值(kN/m2):
0.300
活荷载标准值(kN/m2):
0.500
雪荷载标准值(kN/m2):
0.400
积灰荷载标准值(kN/m2):
0.000
检修荷载标准值(kN):
1.000
截面及材料特性:
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
b=70.000h=200.000c=20.000t=3.000
A=0.1104E-02Ix=0.6699E-05Iy=0.7040E-06
It=0.3312E-08Iw=0.5546E-08
Wx1=0.6699E-04Wx2=0.6699E-04Wy1=0.3445E-04
Wy2=0.1420E-04
钢材钢号:
Q345钢
fy=345.000f=310.000ff=309.023
截面验算:
选用1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力))组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mx=4.285
弯矩设计值(kN.m):
My=0.037
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmax=74.004<=309.023
选用1.0恒载+1.4风载(吸力)组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mxw=-4.438
弯矩设计值(kN.m):
Myw=0.012
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmaxw=74.539<=309.023
整体稳定系数:
φb=0.759
檩条的稳定性(N/mm2):
fstabw=88.074<=310.00
荷载标准值作用下,挠度计算:
垂直于屋面的挠度(mm):
v=4.975<=20.000
计算满足要求。
檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):
N=21.000
计算结束
五、A、C区中部2
2.1A.C区中部2(23m高)
1、设计依据:
建筑结构荷载规范(GB50009--2001)
冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)
2、设计数据:
屋面坡度(度):
2.000
檩条跨度(m):
4.000
檩条间距(m):
1.500
设计规范:
冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
钢材钢号:
Q345钢
拉条设置:
不设置拉条
净截面系数:
0.900
檩条支承压型钢板屋面,尚有吊顶,挠度限值为1/240
屋面板能阻止檩条侧向失稳
构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性
建筑类型:
封闭式建筑
分区:
中间区
基本风压:
0.550
风荷载高度变化系数:
1.770
风荷载体型系数:
-2.000
风荷载标准值(kN/m2):
-1.947
屋面自重标准值(kN/m2):
0.300
活荷载标准值(kN/m2):
0.500
雪荷载标准值(kN/m2):
0.400
积灰荷载标准值(kN/m2):
0.000
检修荷载标准值(kN):
1.000
截面及材料特性:
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
b=70.000h=200.000c=20.000t=3.000
A=0.1104E-02Ix=0.6699E-05Iy=0.7040E-06
It=0.3312E-08Iw=0.5546E-08
Wx1=0.6699E-04Wx2=0.6699E-04Wy1=0.3445E-04
Wy2=0.1420E-04
钢材钢号:
Q345钢
fy=345.000f=310.000ff=309.023
截面验算:
选用1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力))组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mx=3.386
弯矩设计值(kN.m):
My=0.118
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmax=65.410<=309.023
选用1.0恒载+1.4风载(吸力)组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mxw=-7.105
弯矩设计值(kN.m):
Myw=0.037
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmaxw=120.771<=309.023
整体稳定系数:
φb=0.823
檩条的稳定性(N/mm2):
fstabw=131.431<=310.00
荷载标准值作用下,挠度计算:
垂直于屋面的挠度(mm):
v=3.106<=16.667
计算满足要求。
檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):
N=13.000
计算结束
六、B区边区次檩
B区边区(58m高)
1、设计依据:
建筑结构荷载规范(GB50009--2001)
冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)
2、设计数据:
屋面坡度(度):
47.000
檩条跨度(m):
3.800
檩条间距(m):
1.500
设计规范:
冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
钢材钢号:
Q345钢
拉条设置:
设置一道拉条
拉条作用:
约束檩条上翼缘
净截面系数:
1.000
压型钢板屋面,挠度限值为1/240
屋面板不能阻止檩条侧向失稳
构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性
建筑类型:
封闭式建筑
分区:
角部
基本风压:
0.550
风荷载高度变化系数:
2.000
风荷载体型系数:
-2.000
风荷载标准值(kN/m2):
-2.200
屋面自重标准值(kN/m2):
0.300
活荷载标准值(kN/m2):
0.500
雪荷载标准值(kN/m2):
0.400
积灰荷载标准值(kN/m2):
0.000
检修荷载标准值(kN):
1.000
截面及材料特性:
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C200×70×20×3.0
b=70.000h=200.000c=20.000t=3.000
A=0.1104E-02Ix=0.6699E-05Iy=0.7040E-06
It=0.3312E-08Iw=0.5546E-08
Wx1=0.6699E-04Wx2=0.6699E-04Wy1=0.3445E-04
Wy2=0.1420E-04
钢材钢号:
Q345钢
fy=345.000f=310.000ff=309.023
截面验算:
选用1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力))组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mx=2.085
弯矩设计值(kN.m):
My=0.559
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmax=70.490=309.023
整体稳定系数:
φb=0.989
整体稳定应力(N/mm2):
fstab=70.822<=310.000
选用1.0恒载+1.4风载(吸力)组合:
弯矩设计值(kN.m):
Mxw=-7.678
弯矩设计值(kN.m):
Myw=0.177
有效截面计算结果:
全截面有效
截面强度(N/mm2):
Sgmmaxw=127.091<=309.023
整体稳定系数:
φb=0.848
檩条的稳定性(N/mm2):
fstabw=147.697<=310.00
荷载标准值作用下,挠度计算:
垂直于屋面的挠度(mm):
v=1.726<=19.000
计算满足要求。
檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):
N=15.000
计算结束
七、B区边区主檩
B区边区(58m高)
1、设计依据:
建筑结构荷载规范(GB50009--2001)
冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)
2、设计数据:
屋面坡度(度):
47.000
檩条跨度(m):
4.500
檩条间距(m):
3.800
设计规范:
冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002
檩条形式:
[]双卷边槽形口对口C200
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