玻璃之家讯:1 工程概况
内蒙古科技馆主入口雨篷呈椭圆状,悬挑最远处8.43m,无拉杆体系,面积约110平米。雨篷为钢结构点式玻璃雨篷,经计算确定玻璃配置为10+1.52PVB+10双钢化夹胶玻璃,采用250型不锈钢爪件,钢梁外包3mm氟碳喷涂铝单板。
2 工程难点
1、为了保证外立面的效果,建筑师要求雨篷采用无拉杆体系,受力模式为悬臂梁,对雨篷结构钢架本身的刚度、强度及稳定性要求就非常高,增加了设计难度。
2、建筑师预留的雨篷建筑高度尺寸为500~600mm(包括了爪件和玻璃的高度),并要求雨篷钢架结构简单,线条明快,与主体结构相呼应。
3 结构形式选择
根据建筑师对外立面效果的要求及实际工况条件,我们认为可以采用以下三种结构连接形式:
1、主受力钢梁采用桁架形式;
2、采用框架梁连接形式,连接节点采用纯刚接形式;
3、采用框架梁连接形式,连接节点采用铰接形式;
经过分析,如果采用铰接形式,一方面对于悬臂结构来说是不安全的,另一方面为保证计算通过,就得局部加大截面尺寸,会破坏整个外立面效果;如果采用桁架形式会增加钢架的截面尺寸,也破坏外立面的整体效果。因此,我们决定采用第二种结构形式进行设计。
4 材料选型
H型钢属于高效经济截面型材,由于截面形状合理,它们能使钢材更好地发挥效能,提高承载能力。不同于普通工字型钢的是H型钢的翼缘进行了加宽,且内、外表面通常是平行的,这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接,其尺寸构成系列合理,型号齐全,便于设计选用。因此本工程选用H型钢作为钢梁的截面形式。 5 计算参数
(1)恒荷载(主要为玻璃和驳接爪件):0.65KN/m2
(2)活荷载:0.5 KN/m2
(3)雪荷载:0.4 KN/m2
(4)风荷载:,基本风压0.55 KN/m2,分两种情况考虑
① 第一种情况:按照荷载规范GB50009-2012中8.3.3条中的第二条中的要求,体形系数取-2,此为负风压;
按照外围护结构计算公式得WK= βgzμslμzw0=-1.5 KN/m2
② 第一种情况:为安全考虑,体型系数取0.5,此为正风压;
按照外围护结构计算公式得WK= βgzμslμzw0=0.4 KN/m2
(5)地震参数:8度抗震(0.2g),设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类,场地特征周期Tg=0.40
(6)温度:温差按照±30°考虑
6 结构计算
6.1计算模型 6.2初步试算
H型钢梁初步选用400x200x8x13,经计算杆件的应力比过小,说明杆件截面尺寸过大,富余量较大,不经济可以选用截面较小的H型钢。
6.3材料定型
经软件自动选择,H型钢300x150x8x10可以满足要求。
6.4计算
(1)恒荷载加载(按照双向板)
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