玻璃楼梯钢结构计算书.docx

设计依据
本工程为江苏常熟xxx楼梯工程，地面粗糙度按B类取，常熟地区基本风压取0.45 KN/m2(50年一遇)，抗震设防烈度为7度。设计结合原结构条件，并遵照以下规范（规程）进行：
《建筑结构荷载规范》 （GB 50009－2001）
《钢结构设计规范》 （GBJ 50017－2003）
《建筑抗震设计规范》 （GB 50011－2001）
《玻璃幕墙工程技术规范》 （JGJ 102-96）

结构计算：
一、 荷载条件
1. 恒载
采光顶玻璃自重：（10＋1.14PVB＋10＋12A＋10中空钢化夹层玻璃）
标准值＝25.6×30×10-3=0.768 KN/m2
立面玻璃自重：（6+12A＋6中空钢化玻璃）
标准值=25.6×12×10-3=0.31 KN/m2
楼梯平台板自重：8mm厚花纹钢板
标准值：78.5×8×10-3=0.63 KN/m2
恒载设计值：
0.768×1.2=0.922 KN/m2
0.31×1.2=0.372 KN/m2
0.63×1.2=0.756 KN/m2
2. 活载
活载标准值：按0.5 KN/m2计
活载设计值：0. 5×1.4=0.7 KN/m2

3. 风载
（1）基本风压wo
现行规范GB50009－2001规定常熟地区基本风压为0.45 KN/m2（50年一遇）。
（2）体形系数ms

荷载规范GB50009－2001规定计算围护结构的局部体形系数：正压区＋0.8，负压区－1.0，封闭建筑内表面风压体形系数：正压区－0.2，负压区＋0.2。
（3）阵风系数bgz
B类地面粗糙度17.25m高度bgz=1.7。
（4）高度变化系数mz
B类地面粗糙度17.25m高度mz=1.2。

风荷载标准值：
正风：wk=bgzmsmzwo=1.7×（0.8＋0.2）×1.2×0.45=0.92 KN/m2
负风：wk=bgzmsmzwo=1.7×（1.0＋0.2）×1.2×0.45=1.10 KN/m2

4. 地震作用
分布水平地震作用标准值：
立面玻璃：qEk=bEka maxGK/A=5×0.08×25.6×0.012＝0.123 KN/m2
顶面玻璃：qEk=bEka maxGK/A=5×0.08×25.6×0.02＝0.205 KN/m2

5. 活载
不上人屋面：0.5 KN/m2
楼梯：2.5 KN/m2

二、 荷载组合
作用于结构的荷载在计算时根据规范考虑了以下组合形式，在SAP2000结构计算软件中对这些组合的命名同时列出。
G:恒载 L:活载 WC：X向正风载 WCF: X向负风载 WZ：Y向正风载 WZF:Y向负风载 QC：X向地震作用 QZ:Y向地震作用
1） GL06WC: 1.2G+1.4L+0.6×1.4WC
2） GL06WCF:1.2G+1.4L+0.6×1.4WZC
3） G07LWC: 1.2G+0.7×1.4L+1.4WC
4） G07LWCF:1.2G+0.7×1.4L+1.4WZC

5） GL06WZ: 1.2G+1.4L+0.6×1.4WZ
6） GL06WZF:1.2G+1.4L+0.6×1.4WZF
7） G07LWZ: 1.2G+0.7×1.4L+1.4WZ
8） G07LWZF:1.2G+0.7×1.4L+1.4WZF
9） GQC: 1.2G+1.3QC
10） GQCF:1.2G-1.3QC
11） GQZ :1.2G+1.3QZ
12） GQZF:1.2G-1.3QZ
13） BGL06WC: 1.0G+1.0L+0.6×1.0WC
14） BGL06WCF:1.0G+1.0L+0.6×1.0WZC
15） BG07LWC: 1.0G+0.7×1.0L+1.0WC
16） BG07LWCF:1.0G+0.7×1.0L+1.0WZC
17） BGL06WZ: 1.0G+1.0L+0.6×1.0WZ
18） BGL06WZF:1.0G+1.0L+0.6×1.0WZF
19） BG07LWZ: 1.0G+0.7×1.0L+1.0WZ
20） BG07LWZF:1.0G+0.7×1.0L+1.0WZF
21） BGQC: 1.0G+1.0QC
22） BGQCF:1.0G-1.0QC
23） BGQZ :1.0G+1.0QZ
24） BGQZF:1.0G-1.0QZ

三、 结构计算分析
结构采用空间钢桁架结构体系（形式见附图）：
计算分析采用SAP2000微机结构分析通用程序
参数选择：
180×120×5×5：f=215Mpa；
160×120×5×5：f=215Mpa；
180×180×5×5：f=215Mpa；

经计算24种工况计算内力及变形如下：（电脑文件E:\ 常熟 xx\计算\lta×*）

楼梯梁（210号杆180×120×5×5）：A=2900mm2，L=4145mm， Wx＝147601.85mm3，Wy=117736.11mm3，Mx=18.5 KN·m，My=7.5KN·m

满足强度要求。

楼梯梁（117号杆160×120×5×5）：A=2700mm2，L=1475mm， Wx＝125281.25mm3，Wy=106708.33mm3，Mx=13.0 KN·m，My=3.4KN·m

满足强度要求。

框架梁（157号杆180×120×5×5）：A=2900mm2，L=3300mm， Wx＝147601.85mm3，Wy=117736.11mm3，Mx=2.3KN·m，My=16.3KN·m

满足强度要求。

框架柱（15号杆180×180×5×5）：A=3500mm2，L=1630mm， Wx＝198657.41mm3，Wy=198657.41mm3，ix=71mm，iy=71mm，N=-189KN，Mx=4.7KN·m，My=9.7KN·m，l＝1630/71=23<150，j=0.937

满足刚度、强度、稳定要求。

框架柱（15号杆180×180×5×5）：A=3500mm2，L=1630mm， Wx＝
198657.41mm3，Wy=198657.41mm3，ix=71mm，iy=71mm，N=-189KN，Mx=4.7KN·m，My=9.7KN·m，l＝1630/71=23<150，j=0.96

满足刚度、强度、稳定要求。

框架柱（14号杆180×180×5×5）：A=3500mm2，L=3500mm， Wx＝198657.41mm3，Wy=198657.41mm3，ix=71mm，iy=71mm，N=-137KN，Mx=3.8KN·m，My=8.1KN·m，l＝3500/71=49<150，j=0.861

满足刚度、强度、稳定要求。

位移计算结果：
122点最大位移为15mm（第7工况）
15/3300=1/220 满足挠度要求。

支座反力计算结果：
24点： Fx=±0.8kN, Fy=±0.4kN, Fz=±109kN
18点： Fx=±2.9kN, Fy=±3.7kN, Fz=±186kN
153点： Fx=±0.5kN, Fy=±10.5kN, Fz=±38kN
70点： Fx=±0.8kN, Fy=±3.7kN, Fz=±28kN
71点： Fx=±1.3kN, Fy=±4.5kN, Fz=±5.8kN
174点： Fx=±42kN, Fy=±3.5kN, Fz=±14kN

杆件编号图

节点编号图

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