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1、xx人防(民防）疏散基地懸臂鋼骨架設計計算書設計： 校對： 審核： 批準： 目錄1 計算引用的規(guī)范、標準及資料11.1 建筑設計規(guī)范：11.2 鋼材規(guī)范：11.3 建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊(第二版)21.4 土建圖紙：22 基本參數(shù)22.1 懸臂骨架所在地區(qū)22.2 地面粗糙度分類等級23 懸臂骨架荷載計算23.1 懸臂骨架的荷載作用說明23.2 風荷載標準值計算33.3 風荷載設計值計算53.4 雪荷載標準值計算53.5 雪荷載設計值計算53.6 懸臂骨架面活荷載設計值53.7 懸臂骨架構(gòu)件恒荷載設計值63.8 選取計算荷載組合64 懸臂桿件計算64.1 懸臂梁的受力分析74.2 選用材料的截面2、特性74.3 梁的抗彎強度計算84.4 梁的撓度計算8懸臂骨架設計計算書1 計算引用的規(guī)范、標準及資料1.1 建筑設計規(guī)范：地震震級的規(guī)定 GB/T17740-1999鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 GB50017-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程 JGJ3-2010高處作業(yè)吊藍 GB19155-2003工程抗震術語標準 JGJ/T97-2011混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術規(guī)程 JGJ145-2004混凝土結(jié)構(gòu)加固設計規(guī)范 GB50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 GB50010-2010混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓 JG160-2004建筑防火封堵應用技術規(guī)程 CECS154：2003建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術規(guī)程 3、JGJ81-2002建筑工程抗震設防分類標準 GB50223-2008建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2012建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準 GB50068-2001建筑抗震設計規(guī)范 GB50011-2010建筑設計防火規(guī)范 GB50016-2006建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057-2010冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)范 GB50018-20021.2 鋼材規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005不銹鋼棒 GB/T1220-2007不銹鋼冷加工鋼棒 GB/T4226-2009不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 GB/T3280-2007不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 GB/T4237-2007不銹鋼絲 GB/4、T4240-2009建筑用不銹鋼絞線 JG/T200-2007不銹鋼小直徑無縫鋼管 GB/T3090-2000彩色涂層鋼板和鋼帶 GB/T12754-2006低合金鋼焊條 GB/T5118-1995低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 GB/T1591-2008建筑幕墻用鋼索壓管接頭 JG/T201-2007耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T4171-2008高碳鉻不銹鋼絲 YB/T0961997合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-1999金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求 GB/T13912-2002冷拔異形鋼管 GB/T3094-2000碳鋼焊條 GB/T5117-1995碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金5、結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶GB/T912-2008碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶GB/T3274-2007優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-19991.3 建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊(第二版)1.4 土建圖紙：2 基本參數(shù)2.1 懸臂骨架所在地區(qū) xx地區(qū)；2.2 地面粗糙度分類等級 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012) A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；依照上面分類標準，本工程按B類地形考慮。3 懸臂骨架荷載計算3.1 懸臂骨架的6、荷載作用說明 懸臂骨架承受的荷載包括：自重、風荷載、雪荷載以及活荷載。 (1)自重：包括面板、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照800N/m2估算： (2)風荷載：是垂直作用于懸臂表面的荷載，按GB50009采用； (3)雪荷載：是指懸臂骨架水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用； (4)活荷載：是指懸臂骨架水平投影面上的活荷載，按GB50009，可按500N/m2采用； 在實際工程的懸臂結(jié)構(gòu)計算中，對上面的幾種荷載，考慮最不利組合，有下面幾種方式，取用其最大值： A：考慮正風壓時： a.當永久荷載起控制作用的時候，按下面公式進行荷載組合： SA+=1.35Gk+0.61.4wk+0.77、1.4Sk(或Qk) b.當永久荷載不起控制作用的時候，按下面公式進行荷載組合： SA+=1.2Gk+1.4wk+0.71.4Sk(或Qk) (風荷載為第一可變荷載時)； SA+=1.2Gk+1.4Sk(或Qk)+0.61.4wk (風荷載非第一可變荷載時)； B：考慮負風壓時： 按下面公式進行荷載組合： SA-=1.0Gk+1.4wk3.2 風荷載標準值計算 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)計算： wk+=gzzs1+w0 8.1.1-2GB50009-2012 wk-=gzzs1-w0上式中： wk+：正風壓下作用在懸臂骨架上的風荷載標準值(MPa)； wk-：負風壓下作用在8、懸臂骨架上的風荷載標準值(MPa)； Z：計算點標高：5.5m； gz：高度z處的陣風系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算： gz=1+2gI10(z/10)- 條文說明部分8.6.1GB50009-2012 其中A、B、C、D四類地貌類別截斷高度分別為：5m、10m、15m、30m； A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m； 也就是： 對A類場地：當z300m時，取z=300m，當z350m時，取z=350m，當z450m時，取z=450m，當z550m時，取z=550m，當z300m時，取z=300m，當z350m時，取z=350m，當z4509、m時，取z=450m，當z550m時，取z=550m，當zQk，所以計算時雪荷載參與正壓組合！3.7 懸臂骨架構(gòu)件恒荷載設計值 G+：正壓作用下懸臂構(gòu)件恒荷載設計值(MPa)； G-：負壓作用下懸臂構(gòu)件恒荷載設計值(MPa)； Gk：懸臂結(jié)構(gòu)平均自重取0.0008MPa； 因為Gk與其它可變荷載比較，不起控制作用，所以： G+=1.2Gk =1.20.0008 =0.00096MPa G-=Gk =0.0008MPa3.8 選取計算荷載組合(1)正風壓的荷載組合計算： SkA+：正風壓作用下的龍骨的荷載標準值組合(MPa)； SA+：正風壓作用下的龍骨的荷載設計值組合(MPa)； SkA+=G10、k+Sk+0.6wkA+ =0.001929MPa SA+=G+S+0.6wA+ =0.002541MPa(2)負風壓的荷載組合計算： SkA-：負風壓作用下的龍骨的荷載標準值組合(MPa)； SA-：負風壓作用下的龍骨的荷載設計值組合(MPa)； SkA-=Gk+wkA- =0.000618MPa SA-=G-+wA- =1.0Gk+1.4wkA- =0.001185MPa(3)最不利荷載選取： SkA：作用在龍骨上的最不利情況下荷載標準值組合(MPa)； SA：作用在龍骨上的最不利情況下荷載設計值組合(MPa)； 按上面2項結(jié)果，選最不利因素(正風壓情況下出現(xiàn))： SkA=0.00192911、MPa SA=0.002541MPa4 懸臂桿件計算基本參數(shù)： 1：計算點標高：5.5m； 2：力學模型：懸臂梁； 3：荷載作用：均布荷載； 4：懸臂長度：a=1500mm； 5：分格寬度：B=1200mm； 6：板塊配置：25mm石材； 7：懸臂梁：8#，Q235；本處桿件按懸臂梁力學模型進行設計計算，受力模型如下：4.1 懸臂梁的受力分析(1)荷載集度計算： qk：組合荷載作用下的線荷載集度標準值(按矩形分布)(N/mm)； q：組合荷載作用下的線荷載集度設計值(按矩形分布)(N/mm)； Sk：組合荷載標準值(MPa)； S：組合荷載設計值(MPa)； B：分格寬度(mm)； qk=Sk12、B =0.0019291200 =2.315N/mm q=SB =0.0025411200 =3.049N/mm(2)懸臂桿件截面最大彎矩(根部處)的彎矩設計值計算： M：懸臂梁彎矩設計值(Nmm)； q：組合荷載作用下的線荷載集度設計值(按矩形分布)(N/mm)； a：懸臂長度(mm)； M=qa2/2 =3.04915002/2 =3430125Nmm4.2 選用材料的截面特性 材料的抗彎強度設計值：f=215MPa 材料彈性模量：E=206000MPa 主力方向慣性矩：I=1010000mm4 主力方向截面抵抗矩：W=25000mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.054.3 梁的抗彎強度計算按懸13、臂梁抗彎強度公式,應滿足： M/Wf上式中： M：懸臂梁的彎矩設計值(Nmm)； W：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)； ：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05； f：材料的抗彎強度設計值，取215MPa；則： M/W=3430125/1.05/25000 =130.671MPa215MPa懸臂梁抗彎強度滿足要求。4.4 梁的撓度計算 qk：組合荷載作用下的線荷載集度標準值(按矩形分布)(N/mm)； E：材料的彈性模量(MPa)； I：材料的慣性矩(mm4)； a：懸臂長度(mm)； df：懸臂桿件的撓度計算值(mm)； df,lim：按規(guī)范要求，懸臂桿件的撓度限值(mm)； df,lim=2a/250=12mm df=qka4/8EI =2.31515004/(82060001010000) =7.041mm df=7.041mmdf,lim=12mm懸臂梁桿件的撓度滿足要求!