1、雨棚設計13.1雨篷的荷載作用說明 雨篷承受的荷載包括：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500N/m2估算： (2)風荷載：是垂直作用于雨篷表面的荷載，按GB50009采用； (3)雪荷載：是指雨篷水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用； (4)活荷載：是指雨篷水平投影面上的活荷載，按GB50009，可按500N/m2采用； A：考慮正風壓時： a.當永久荷載起控制作用的時 SA+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk B：考慮負風壓時： 按下面公式進行荷載組合： SA-=1.0Gk+1.4wk

2、風荷載標準值計算(1)計算龍骨構件的風荷載標準值： 龍骨構件的從屬面積： A=5.18×1.525=7.8995m2 LogA=0.898 sA1+(A)=s1+(1)+s1+(25)-s1+(1)logA/1.4 =0.5 sA1-(A)=s1-(1)+s1-(25)-s1-(1)logA/1.4 =1.487 wkA+=gzzsA1+w0 =1.7×1×0.5×0.0004 =0.00034MPa wkA-=gzzsA1-w0 =1.7×1×1.487×0.0004 =0.001011MPa(2)計算面板部分的風荷載標準

3、值： sB1+(A)=0.5 sB1-(A)=2 wkB+=gzzsB1+w0 =1.7×1×0.5×0.0004 =0.00034MPa wkB-=gzzsB1-w0 =1.7×1×2×0.0004 =0.00136MPa風荷載設計值計算 wA+=1.4×wkA+ =1.4×0.00034 =0.000476MPa wA-=1.4×wkA- =1.4×0.001011 =0.001415MPa wB+=1.4×wkB+ =1.4×0.00034 =0.000476MPa w

4、B-=1.4×wkB- =1.4×0.00136 =0.001904MPa雪荷載標準值計算 Sk：作用在雨篷上的雪荷載標準值(MPa)； S0：基本雪壓，根據現行建筑結構荷載規范GB50009-2012取值：0.0004MPa； r：屋面積雪分布系數，按表7.2.1GB50009-2012，為2.0； 根據建筑結構荷載規范GB50009-2012公式7.1.1屋面雪荷載標準值為： Sk=r×S0 =2.0×0.0004 =0.0008MPa雨篷面活荷載設計值 Q：雨篷面活荷載設計值(MPa)； Qk：雨篷面活荷載標準值取：500N/m2 Q=1.4

5、15;Qk =1.4×500/1000000 =0.0007MPa 因為Sk>Qk，所以計算時雪荷載參與正壓組合！ G+=1.2×Gk =1.2×0.0005 =0.0006MPa G-=Gk =0.0005MPa選取計算荷載組合(1)正風壓的荷載組合計算： SkA+=Gk+Sk+0.6wkA+ =0.001504MPa SA+=G+S+0.6wA+ =0.002006MPa(2)負風壓的荷載組合計算： SkA-=Gk+wkA- =0.000511MPa SA-=G-+wA- =1.0Gk+1.4wkA- =0.000915MPa(3)最不利荷載選取： Sk

6、A=0.001504MPa SA=0.002006MPa13.2雨篷桿件計算基本參數：荷載作用：均布荷載(有拉桿作用)； 懸臂總長度：L=5500mm，受力模型圖中a=1200mm，b=4300mm；分格寬度：B=1438mm； 板塊配置：夾層玻璃8 +8 mm； 懸臂梁：變截面工字鋼，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：結構的受力分析(1)荷載集度計算： qk=SkB =0.001504×1525 =2.294N/mm q=SB =0.002006×1525 =3.059N/mm(2)拉桿軸力計算： 由于拉桿在雨篷外力作用下在鉸接點產生的位移量在

7、垂直方向上的矢量代數和等于拉桿在軸力作用下產生的位移量在垂直方向上的矢量即： P：拉桿作用力在垂直方向上的分力(N)； qL4(3-4a/L+(a/L)4)/24EI-Pb3/3EI=PL拉桿/EA E：材料的彈性模量，為206000MPa； L拉桿：拉桿的長度； A：拉桿截面面積(mm2)； P=qL4A(3-4a/L+(a/L)4)/8(Ab3+3L拉桿I) =6418.485N拉桿的軸向作用力為： N=P/sin =10429.837N(3)雨篷桿件截面最大彎矩處(距懸臂端距離為x處)的彎矩設計值計算： Mmax：懸臂梁最大彎矩設計值(N·mm)； x：距懸臂端距離為x處(最大

8、彎矩處)； q：組合荷載作用下的線荷載集度設計值(按矩形分布)(N/mm)； L：懸臂總長度(mm)； a、b：長度參數，見模型圖(mm)； 經過計算機的優化計算，得： x=5180mm |Mmax|=|P(x-a)-qx2/2|=9397024.75000001N·mm梁的抗彎強度計算抗彎強度應滿足： NL/A+Mmax/Wf NL/A+Mmax/W =19.703MPa215MPa懸臂梁抗彎強度滿足要求。拉桿的抗拉(壓-穩定性)強度計算校核依據： 對于受拉桿件，校核：N/Af 對于受壓桿件，需要進行穩定性計算，校核：N/Af其中： ：軸心受壓柱的穩定系數 i：截面回轉半徑，i=(

9、I/A)0.5； ：構件的長細比，不宜大于250，=L/i； 因為風荷載是正風壓荷載，所以，拉桿是承受拉力的。校核依據： N/A52.233MPa N/A=10429.837/2035.75 =5.123MPa52.233MPa拉桿的抗拉強度滿足要求。梁的撓度計算(1)C點撓度的驗算： dfp=Pb2L(3-b/L)/6EI =22.646mm dfq=qL4/8EI =22.6mm dfc=|dfp-dfq| =|22.646-22.6| =0.046mm df,lim：按規范要求，懸臂桿件的撓度限值(mm)； df,lim=2L/250=41.44mm dfc=0.046mmdf,lim=

10、41.44mm懸臂梁桿件C點的撓度滿足要求!(2)AB段最大撓度的驗算： dfx=|qL4(3-4x/L+(x/L)4)/24EI-Pb3×(2-3(x-a)/b+(x-a)3/b3)/6EI| =0.838mm dfx=0.838mmdf,lim=41.44mm懸臂梁桿件AB段的撓度滿足要求!雨篷焊縫計算基本參數： 1：焊縫高度：hf=8mm； 2：焊縫有效截面抵抗矩：W=872180mm3； 3：焊縫有效截面積：A=7571.26mm2；受力分析 V：固端剪力(N)； NL：軸力(mm)，拉為正、壓為負； M：固端彎矩(N·mm)； |V|=|P-qL|×51

11、80| =9427.135N NL=8220.982N |M|=|Pb-qL2/2| =9397024.75N·mm焊縫校核計算校核依據(f/f)2+f2)0.5ffw 上式中： (f/f)2+f2)0.5=(M/1.22W+NL/1.22A)2+(V/A)2)0.5=(9397024.75/1.22/872180+8220.982/1.22/7571.26)2+(9427.135/7571.26)2)0.5=9.801MPa 9.801MPaffw=160MPa焊縫強度能滿足要求。13.3玻璃的選用與校核基本參數：玻璃板尺寸：寬×高=B×H=1780mm

12、5;1438mm；玻璃配置：夾層玻璃，夾層玻璃：8 +8 mm；上片鋼化玻璃，下片鋼化玻璃；玻璃支撐類型：對邊簡支；模型簡圖為：玻璃板塊荷載組合計算(1)玻璃板塊自重： Gk=g(t1+t2) =25.6/1000000×(8+8) =0.00041MPa G+=1.2×Gk =1.2×0.00041 =0.000492MPa G-=Gk =0.00041MPa(2)風壓的荷載組合計算： Sk+=Gk+Sk+0.6wk+ =0.001414MPa S+=G+S+0.6w+ =0.001898MPa(3)負風壓的荷載組合計算： Sk-=Gk+wk- =0.00095

13、MPa S-=G-+w- =1.0Gk+1.4wk- =0.001494MPa(4)最不利荷載選取： Sk=0.001414MPa S=0.001898MPa玻璃的強度計算 校核依據：fg(1)上片校核：1=Sk1a4/Et14 =0.000707×15004/72000/84=12.136按系數1， 1=6m1S1a21/t12 =6×0.0455×0.000949×15002×0.951/82 =8.662MPa 8.662MPafg1=42MPa(鋼化玻璃)上片玻璃的強度滿足!(2)下片校核： 2：下片玻璃的計算參數； 2：下片玻璃的折減

14、系數； Sk2：作用在下片玻璃上的荷載組合標準值(MPa)； a：玻璃面板短邊邊長(mm)； E：玻璃的彈性模量(MPa)； t2：下片玻璃厚度(mm)； 2=Sk2a4/Et24 6.1.2-3JGJ102-2003 =0.000707×15004/72000/84 =12.136按系數2，查表6.1.2-2JGJ102-2003，2=0.951 2：下片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應力設計值(MPa)； S2：作用在幕墻下片玻璃上的荷載組合設計值(MPa)； a：玻璃面板短邊邊長(mm)； t2：下片玻璃厚度(mm)； m2：下片玻璃彎矩系數, 查表得m2=0.0455； 2=

15、6m2S2a22/t22 =6×0.0455×0.000949×15002×0.951/82 =8.662MPa 8.662MPafg2=42MPa(鋼化玻璃)下片玻璃的強度滿足!13.4雨篷埋件計算(土建預埋)13.4.1錨筋的總截面面積計算校核依據，根據JGJ102-2003的規定，錨筋的總截面面積需要同時滿足以下條件：(1)當有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時 ，應同時滿足下面的條件： a：ASV/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyz b：ASN/0.8abfy+M/0.4arabfyz (2)當有剪力、法向壓力和彎矩共同作用時

16、，應同時滿足下面的條件： c：AS(V-0.3N)/aravfy+(M-0.4Nz)/1.3arabfyz C.0.1-3JGJ102-2003 d：AS(M-0.4Nz)/0.4arabfyz C.0.1-4JGJ102-2003 當M<0.4Nz時，取M=0.4Nz其中： AS：錨筋的總截面面積(mm2)； V：剪力設計值(N)； N：法向拉力或壓力設計值(N)，壓力設計值不應該大于0.5fcA，此處A為錨板的面積；N=8220.982N0.5fcA=2002000N，滿足規范要求； M：彎矩設計值(N·mm)； ar：鋼筋層數影響系數，二層取1.0，三層取0.9，四層取0

17、.85； av=(4.0-0.08d)××20)×(14.3/300)0.5=0.524 ab=0.6+0.25t/d =0.6+0.25×16/20=0.8 AS=nd2/4 =6×3.14×202/4 =1884mm2 (V-0.3N)/aravfy+(M-0.4Nz)/1.3arabfyz =93.265mm2AS=1884mm2 (M-0.4Nz)/0.4arabfyz =143.21mm2AS=1884mm2所以，預埋件錨筋總截面積可以滿足承載力要求。錨筋長度計算計算依據： la=1.1××(fy/ft)×d 在上面的公式中： la：受拉鋼筋的錨固長度(mm)； ft：混凝土軸心抗拉強度設計值(MPa)，按GB5001