威海呼雷湯國際溫泉健康中心熱帶雨林館鋼結(jié)構(gòu)計算書

1、PAGE 威海呼雷湯國際溫泉健康中心熱帶雨林館鋼結(jié)構(gòu)計算書審定人 ： 專業(yè)負責人 ： 計算人： 審核人： 北京五合國際工程設(shè)計顧問有限公司2016-01-02威海呼雷湯國際溫泉健康中心熱帶雨林館鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)計算報告書第 PAGE 23 頁目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc439988167 1工程概況 PAGEREF _Toc439988167 h 1 HYPERLINK l _Toc439988168 2結(jié)構(gòu)體系 PAGEREF _Toc439988168 h 1 HYPERLINK l _Toc439988169 3結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc

2、439988169 h 2 HYPERLINK l _Toc439988170 3.1介紹 PAGEREF _Toc439988170 h 2 HYPERLINK l _Toc439988171 3.2規(guī)范及標準 PAGEREF _Toc439988171 h 2 HYPERLINK l _Toc439988172 3.3基本設(shè)計參數(shù) PAGEREF _Toc439988172 h 2 HYPERLINK l _Toc439988173 3.4材料 PAGEREF _Toc439988173 h 3 HYPERLINK l _Toc439988174 3.4.1結(jié)構(gòu)混凝土特性： PAGEREF

3、 _Toc439988174 h 3 HYPERLINK l _Toc439988175 3.4.2鋼材特性： PAGEREF _Toc439988175 h 3 HYPERLINK l _Toc439988176 3.5結(jié)構(gòu)位移和變形標準 PAGEREF _Toc439988176 h 5 HYPERLINK l _Toc439988177 3.5.1結(jié)構(gòu)性能標準： PAGEREF _Toc439988177 h 5 HYPERLINK l _Toc439988178 3.5.2撓度變形標準 PAGEREF _Toc439988178 h 5 HYPERLINK l _Toc43998817

4、9 3.6設(shè)計荷載 PAGEREF _Toc439988179 h 6 HYPERLINK l _Toc439988180 3.6.1恒荷載 PAGEREF _Toc439988180 h 6 HYPERLINK l _Toc439988181 3.6.2風荷載 PAGEREF _Toc439988181 h 6 HYPERLINK l _Toc439988182 3.6.3地震荷載 PAGEREF _Toc439988182 h 6 HYPERLINK l _Toc439988183 3.6.4雪荷載與活荷載 PAGEREF _Toc439988183 h 6 HYPERLINK l _To

5、c439988184 3.6.5溫度荷載 PAGEREF _Toc439988184 h 6 HYPERLINK l _Toc439988185 3.7荷載組合 PAGEREF _Toc439988185 h 7 HYPERLINK l _Toc439988186 3.7.1承載力設(shè)計組合 PAGEREF _Toc439988186 h 7 HYPERLINK l _Toc439988187 3.7.2使用狀態(tài)設(shè)計組合 PAGEREF _Toc439988187 h 7 HYPERLINK l _Toc439988188 4彈性分析 PAGEREF _Toc439988188 h 8 HYPE

6、RLINK l _Toc439988189 4.1彈性分析假定 PAGEREF _Toc439988189 h 8 HYPERLINK l _Toc439988190 5屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc439988190 h 9 HYPERLINK l _Toc439988191 5.1正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 PAGEREF _Toc439988191 h 9 HYPERLINK l _Toc439988192 5.2承載力設(shè)計 PAGEREF _Toc439988192 h 10 HYPERLINK l _Toc439988193 5.2.1屋面桁架ZHJ1 PAGEREF _Toc43

7、9988193 h 10 HYPERLINK l _Toc439988194 5.2.2屋面桁架ZHJ2 PAGEREF _Toc439988194 h 11 HYPERLINK l _Toc439988195 5.2.3屋面桁架CHJ1 PAGEREF _Toc439988195 h 12 HYPERLINK l _Toc439988196 5.2.4屋面桁架CHJ2和CHJ3 PAGEREF _Toc439988196 h 12 HYPERLINK l _Toc439988197 5.2.5屋面桁架CHJ4 PAGEREF _Toc439988197 h 13 HYPERLINK l _T

8、oc439988198 5.2.6穹頂桁架 PAGEREF _Toc439988198 h 13 HYPERLINK l _Toc439988199 5.3支座反力 PAGEREF _Toc439988199 h 14 HYPERLINK l _Toc439988200 5.3.1支座編號 PAGEREF _Toc439988200 h 14 HYPERLINK l _Toc439988201 5.3.2支座反力 PAGEREF _Toc439988201 h 14 HYPERLINK l _Toc439988202 6附錄 構(gòu)件應(yīng)力比 PAGEREF _Toc439988202 h 24工程

9、概況本項目位于山東威海，熱帶館為呼雷湯國際溫泉健康中心的組成部分。本項目其屋蓋為鋼結(jié)構(gòu)體系，其造型充分考慮中國傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合、建筑單體與周邊環(huán)境相結(jié)合，達到整體與局部的良好協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)體系 整個屋蓋結(jié)構(gòu)為輕質(zhì)屋面鋼結(jié)構(gòu)，鋼桁架體系。屋頂采用正交的空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)，并利用井字型桁架的空間設(shè)置中部穹頂。圖2.1 屋頂結(jié)構(gòu)平面圖圖2.2 剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)介紹下列準則均根據(jù)中華人民共和國國標。荷載準則，驗收標準和材料性能均根據(jù)中華人民共和國國標。規(guī)范及標準下列建筑規(guī)范,標準和規(guī)程將用于結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計：1建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）;2建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-201

10、1）；3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB0017-2003）；4混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB0010-2010）；5建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2008）；6建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB50016-2015）；7甲方提供的設(shè)計委托書、建筑和有關(guān)專業(yè)提供的作業(yè)圖?；驹O(shè)計參數(shù)結(jié)構(gòu)的使用年限50年，重要性系數(shù)1.0，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.1g，場地特征周期0.35S。表3.1一般建筑參數(shù)建筑結(jié)構(gòu)安全等級二級結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防類別丙類 結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準期50年結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限50年地基基礎(chǔ)設(shè)計等級二級設(shè)計地震分組第一組地震設(shè)防烈度7設(shè)計基本地震加速度0

11、.1g建筑場地類別II地震影響系數(shù)最大值0.08場地特征周期0.35秒多遇地震下阻尼比0.035地面粗糙度B基本風壓 0.65 kN/m2基本雪壓 0.45 kN/m2材料本章節(jié)概括了本工程設(shè)計所采用的標準材料特性。結(jié)構(gòu)混凝土特性： 表3.2結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件28天立方體強度（MPa）GB50010-2002基礎(chǔ)C3030其他混凝土 填充/襯墊/邊緣處理等C3030素混凝土墊層C1515結(jié)構(gòu)混凝土材料特性見下表，所有混凝土都應(yīng)當包含一種認可的減水/增塑添加劑。砼容重定義與中國規(guī)范相符。另外，混凝土在永久暴露氣候條件下，或者車輛區(qū)域內(nèi)應(yīng)當包含認可的加氣添加劑。圖3.1 結(jié)構(gòu)混凝土特性鋼材特性：

12、結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)符合GB50017-2003的要求。表3.3鋼材特性彈性模量E (N/mm2)抗剪模量G (N/mm2)熱膨脹系數(shù)（perC）密度（kg/m3）206103791031210-67850表3.4鋼材特性鋼抗拉、抗壓、抗彎強度 f (N/mm2)抗剪強度fv (N/mm2)端面承壓fce (N/mm2)等級厚度或直徑（mm）Q2351621512532516-4020512040-6020011560-100190110Q3451631018040016-3529517035-5026515550-100250145Q3901635020541516-3533519035-5031518

13、050-100295170Q4201638022044016-3536021035-5034019550-100325185 圖3.2 鋼材特性結(jié)構(gòu)位移和變形標準結(jié)構(gòu)性能標準： 表3.5結(jié)構(gòu)性能標準標準極限值鋼筋混凝土柱軸壓比0.9 max（最大值）裂縫寬度（室內(nèi)） 0.3 mm max（最大值）裂縫寬度（室外） 0.2 mm max（最大值）鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力比0.85（最大值）撓度變形標準撓度變形標準要求按照中國標準；允許的總荷載引起的長期變形：鋼結(jié)構(gòu)：（依據(jù)GB50017-2003）桁架(總荷載)：有效跨度/400桁架(活載)：有效跨度/500重力梁(總荷載)：有效跨度/250重力梁(活載)：有

14、效跨度/300檁條：有效跨度/200 設(shè)計荷載恒荷載 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)自重由程序自行計算。屋面以及吊掛屋面以及吊掛，玻璃屋蓋取1.3kN/m2，鋁板屋蓋取1.0kN/m2。本計算模型建立虛面，進行荷載導(dǎo)荷，面單元的劃分點落在桁架的節(jié)點上。風荷載 根據(jù)建筑荷載規(guī)范（GB50009-2001）的規(guī)定,作用在主要承重結(jié)構(gòu)是風壓標準值為：風壓：。項目場地類別為B類?；撅L壓按照50年一遇的風壓采用，0 = 0.65。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 5009-2012，得出建筑物風壓體系數(shù)。圖 5.3 體型及體系系數(shù)示意圖地震荷載 根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50011-2001）：1、威海市防地震烈度為7度，

15、設(shè)計地震分組為第二組，設(shè)計基本地震加速度為0.1g。2、該工程場地的場地類別為II類。3、多遇地震的特征周期為0.35s，結(jié)構(gòu)的阻尼比為0.035，max=0.08。地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)和形狀參數(shù)分別為， and 。雪荷載與活荷載雪荷載： 0.45kN/（50年），活荷載0.50kN/。組合計算時，取兩者較大值0.50kN/作為活荷載溫度荷載考慮施工情況，正負30度溫差。荷載組合承載力設(shè)計組合LC1：1.35*重力荷載+1.4*0.7*活荷載LC2：1.2*重力荷載+1.4*活荷載LC3：1.2*重力荷載+1.4*風荷載（X方向）LC4：1.2*重力荷載+1.4*風荷載（Y方向）LC

16、5：1.2*重力荷載+1.3*水平地震（X方向）LC6：1.2*重力荷載+1.3*水平地震（Y方向）LC7：1.2*重力荷載+1.3*水平地震（Z方向）LC8：1.2*重力荷載+1.4*升溫度30LC9：1.2*重力荷載+1.4*降溫度30LC10：1.2*重力荷載+1.4*活荷載+0.6*1.4*升溫度30LC11：1.2*重力荷載+1.4*活荷載+0.6*1.4*降溫度30LC12：1.2*重力荷載+1.4*風荷載+0.6*1.4*升溫度30LC13：1.2*重力荷載+1.4*風荷載+0.6*1.4*降溫度30LC14：1.2*重力荷載+1.4*活荷載+0.6*1.4*風荷載（X方向）LC

17、15：1.2*重力荷載+1.4*活荷載+0.6*1.4*風荷載（Y方向）等使用狀態(tài)設(shè)計組合DS1：1.0*重力荷載DS2：1.0*重力荷載+1.0*活荷載DS3：1.0*重力荷載+1.0*風荷載（X方向，壓和吸）DS4：1.0*重力荷載+1.0*風荷載（Y方向，壓和吸）DS5：1.0*重力荷載+1.0*水平地震（X）DS6：1.0*重力荷載+1.0*水平地震（Y）DS7：1.0*重力荷載+1.0*水平地震（Z）DS 8：1.0*重力荷載+1.0*升溫度30DS 9：1.0*重力荷載+1.0*降溫度30DS 10：1.0*重力荷載+1.0*活荷載+1.0*升溫度30DS 11：1.0*重力荷載+

18、1.0*活荷載+1.0*降溫度30彈性分析彈性分析假定計算軟件采用SAP2000。計算機分析模型采用空間桿系模擬梁柱單元，考慮桿單元的剪切變形、軸向變形、彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。模型中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)圖相符，材料性質(zhì)是根據(jù)中國規(guī)范，以“膜單元”模擬屋面，以“梁-柱單元”模擬桁架桿件。由于鋼結(jié)構(gòu)溫度的影響很大，本項目對溫度應(yīng)力采取“放”的思路，周邊桁架的支座采用滑動支座，減少溫度應(yīng)力的影響。圖 4.1 支座約束條件圖 4.2 面荷載施加圖 4.3 穹頂面荷載施加屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計正常使用極限狀態(tài)設(shè)計圖 5.1 正常使用荷載包絡(luò)組合作用下屋蓋豎向位移屋面桁架在各工況下的豎向位移如下表：表5.1 屋面桁架豎向位移表項目恒載(mm)活載(mm)風荷載(mm)地震荷載(mm)正常使用包絡(luò)組合(mm)屋面桁架-71.7-23.714.32.9-95.4頂部主桁架豎向最大位移max=95.4mm，滿足max38800/400=97.0m