1、xx人防(民防）疏散基地悬臂钢骨架设计计算书设计： 校对： 审核： 批准： 目录1 计算引用的规范、标准及资料11.1 建筑设计规范：11.2 钢材规范：11.3 建筑结构静力计算手册(第二版)21.4 土建图纸：22 基本参数22.1 悬臂骨架所在地区22.2 地面粗糙度分类等级23 悬臂骨架荷载计算23.1 悬臂骨架的荷载作用说明23.2 风荷载标准值计算33.3 风荷载设计值计算53.4 雪荷载标准值计算53.5 雪荷载设计值计算53.6 悬臂骨架面活荷载设计值53.7 悬臂骨架构件恒荷载设计值63.8 选取计算荷载组合64 悬臂杆件计算64.1 悬臂梁的受力分析74.2 选用材料的截面2、特性74.3 梁的抗弯强度计算84.4 梁的挠度计算8悬臂骨架设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1 建筑设计规范：地震震级的规定 GB/T17740-1999钢结构设计规范 GB50017-2003高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准 JGJ/T97-2011混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006混凝土结构设计规范 GB50010-2010混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003建筑钢结构焊接技术规程 3、JGJ81-2002建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008建筑结构荷载规范 GB50009-2012建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2010建筑设计防火规范 GB50016-2006建筑物防雷设计规范 GB50057-2010冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-20021.2 钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-2009不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2007不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢丝 GB/4、T4240-2009建筑用不锈钢绞线 JG/T200-2007不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-1995低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007耐候结构钢 GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997合金结构钢 GB/T3077-1999金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳钢焊条 GB/T5117-1995碳素结构钢 GB/T700-2006碳素结构钢和低合金5、结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2007优质碳素结构钢 GB/T699-19991.3 建筑结构静力计算手册(第二版)1.4 土建图纸：2 基本参数2.1 悬臂骨架所在地区 xx地区；2.2 地面粗糙度分类等级 按建筑结构荷载规范(GB50009-2012) A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。3 悬臂骨架荷载计算3.1 悬臂骨架的6、荷载作用说明 悬臂骨架承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。 (1)自重：包括面板、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照800N/m2估算： (2)风荷载：是垂直作用于悬臂表面的荷载，按GB50009采用； (3)雪荷载：是指悬臂骨架水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用； (4)活荷载：是指悬臂骨架水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用； 在实际工程的悬臂结构计算中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其最大值： A：考虑正风压时： a.当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： SA+=1.35Gk+0.61.4wk+0.77、1.4Sk(或Qk) b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： SA+=1.2Gk+1.4wk+0.71.4Sk(或Qk) (风荷载为第一可变荷载时)； SA+=1.2Gk+1.4Sk(或Qk)+0.61.4wk (风荷载非第一可变荷载时)； B：考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合： SA-=1.0Gk+1.4wk3.2 风荷载标准值计算 按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算： wk+=gzzs1+w0 8.1.1-2GB50009-2012 wk-=gzzs1-w0上式中： wk+：正风压下作用在悬臂骨架上的风荷载标准值(MPa)； wk-：负风压下作用在8、悬臂骨架上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：5.5m； gz：高度z处的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=1+2gI10(z/10)- 条文说明部分8.6.1GB50009-2012 其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m； A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m； 也就是： 对A类场地：当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z4509、m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当zQk，所以计算时雪荷载参与正压组合！3.7 悬臂骨架构件恒荷载设计值 G+：正压作用下悬臂构件恒荷载设计值(MPa)； G-：负压作用下悬臂构件恒荷载设计值(MPa)； Gk：悬臂结构平均自重取0.0008MPa； 因为Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以： G+=1.2Gk =1.20.0008 =0.00096MPa G-=Gk =0.0008MPa3.8 选取计算荷载组合(1)正风压的荷载组合计算： SkA+：正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa)； SA+：正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa)； SkA+=G10、k+Sk+0.6wkA+ =0.001929MPa SA+=G+S+0.6wA+ =0.002541MPa(2)负风压的荷载组合计算： SkA-：负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa)； SA-：负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa)； SkA-=Gk+wkA- =0.000618MPa SA-=G-+wA- =1.0Gk+1.4wkA- =0.001185MPa(3)最不利荷载选取： SkA：作用在龙骨上的最不利情况下荷载标准值组合(MPa)； SA：作用在龙骨上的最不利情况下荷载设计值组合(MPa)； 按上面2项结果，选最不利因素(正风压情况下出现)： SkA=0.00192911、MPa SA=0.002541MPa4 悬臂杆件计算基本参数： 1：计算点标高：5.5m； 2：力学模型：悬臂梁； 3：荷载作用：均布荷载； 4：悬臂长度：a=1500mm； 5：分格宽度：B=1200mm； 6：板块配置：25mm石材； 7：悬臂梁：8#，Q235；本处杆件按悬臂梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：4.1 悬臂梁的受力分析(1)荷载集度计算： qk：组合荷载作用下的线荷载集度标准值(按矩形分布)(N/mm)； q：组合荷载作用下的线荷载集度设计值(按矩形分布)(N/mm)； Sk：组合荷载标准值(MPa)； S：组合荷载设计值(MPa)； B：分格宽度(mm)； qk=Sk12、B =0.0019291200 =2.315N/mm q=SB =0.0025411200 =3.049N/mm(2)悬臂杆件截面最大弯矩(根部处)的弯矩设计值计算： M：悬臂梁弯矩设计值(Nmm)； q：组合荷载作用下的线荷载集度设计值(按矩形分布)(N/mm)； a：悬臂长度(mm)； M=qa2/2 =3.04915002/2 =3430125Nmm4.2 选用材料的截面特性 材料的抗弯强度设计值：f=215MPa 材料弹性模量：E=206000MPa 主力方向惯性矩：I=1010000mm4 主力方向截面抵抗矩：W=25000mm3 塑性发展系数：=1.054.3 梁的抗弯强度计算按悬13、臂梁抗弯强度公式,应满足： M/Wf上式中： M：悬臂梁的弯矩设计值(Nmm)； W：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； ：塑性发展系数，取1.05； f：材料的抗弯强度设计值，取215MPa；则： M/W=3430125/1.05/25000 =130.671MPa215MPa悬臂梁抗弯强度满足要求。4.4 梁的挠度计算 qk：组合荷载作用下的线荷载集度标准值(按矩形分布)(N/mm)； E：材料的弹性模量(MPa)； I：材料的惯性矩(mm4)； a：悬臂长度(mm)； df：悬臂杆件的挠度计算值(mm)； df,lim：按规范要求，悬臂杆件的挠度限值(mm)； df,lim=2a/250=12mm df=qka4/8EI =2.31515004/(82060001010000) =7.041mm df=7.041mmdf,lim=12mm悬臂梁杆件的挠度满足要求!