屋面钢梁计算书

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1、基本资料钢梁为两根H型钢H200×100×5.5×8沿翼缘对接焊接成一条梁，钢梁重量41.8kg/m。玻璃型号为8mm+1.52PVB+8mm双层夹胶玻璃，重量为41kg/m2。屋面最高处106.150m，地面粗糙度C类，风压高度变化系数μZ=1.54，屋面为四面开敞式单坡屋面。深圳市重现期为50年基本风压ω0=0.75kN/m2。风荷载计算风荷载标准值ωk=βzμsμzω0①①中，μz=1.54，ω0=0.75kNm2，βZ=1+2gI10BZ1+R2②②中，g=2.5，I10=0.23，R=π6ζ1x12(1+x12)4/3③Bz=kHa1ρxρzϕ1(z)μz④③中，

2、ζ1=0.05，x1=30f1kwω0，x1>5⑤⑤中，kw=0.54，T1=0.25+0.53×10-3H23B=0.25+0.53×10-3×106.152326=2.27sf1=1T1=12.27=0.44Hz将已知代入③⑤中，得R=1.21④中，ϕ1z=1，H=106.15m，k=0.295，a1=0.261，ρZ=10H+60e-H60-60H=10×106.15+60×e-106.1560-60106.15=0.71ρX=10B+50e-B50-50B=10×26+50e-2650-5026=0.92将已知代入④中，得Bz=0.295×106.150.261×0

3、.92×0.71×11.54=0.42将已知代入②中，得βZ=1+2×2.5×0.23×0.42×1+1.212=1.76屋面与水平面夹角α=tan-12.954.3=3.06°风压体型系数为μs=±1.3。将已知代入①中，得ωk=±1.76×1.3×1.54×0.75=±2.64kNm2正值为向下的压力，负值为向上的吸力。计算模型钢梁受力模型为简支梁模型，上面双层夹胶玻璃分成4块，每块玻璃大小为1.5m×1.7m，则上部荷载通过玻璃拼接位置的5处驳接爪支座处转化为集中荷载传递到钢梁上面。取其中一根钢梁为研究对象，钢梁为一跨，跨度l=6.8m，则上部荷载计算单元面积为1.5

4、m×6.8m。由于屋面坡度很小，荷载在竖直方向上的分力近似取为垂直玻璃平面的合力，水平方向的分力近似取为零。计算简图如下：永久荷载有：钢梁自重g1k=0.418kNm；玻璃自重g2k=0.41kNm2，传递到钢梁上的集中荷载两端为F2k=0.523kN，中间为2F2k=1.046kN。活荷载有：施工荷载Q1k=1.0kN，按作用在每个驳接爪支撑点处考虑；风荷载ωk=±2.64kNm2，传递到钢梁上的集中荷载两端为W1k=±3.366kN，中间为2W1k=±6.732kN。施工荷载不与风荷载同时组合，且由于风荷载大于施工荷载，故只需计算使得风荷载满足即可同时满足施工荷载。永久

5、荷载在跨中产生的弯矩标准值为MGK=18g1kl2+F2kl=18×0.418×6.82+0.523×6.8=5.97kN∙m在支座产生的剪力标准值为VGK=12g1kl+3F2k=12×0.418×6.8+3×0.523=2.99kN风荷载在跨中产生的弯矩标准值为MQK=W1kl=±3.366×6.8=±22.89kN∙m在支座产生的剪力标准值为VQK=3W1k=±3×3.366=10.10kN①风荷载产生压力的情况由可变荷载控制的效应设计值为S=γGSGK+γQSQK=1.2SGK+1.4SQK由永久荷载控制的效应设计值为S=γGSGK+γQψcSQK=1.35SGK+

6、1.4×0.6×SQK=1.35SGK+0.84SQK令1.2SGK+1.4SQK≥1.35SGK+0.84SQK，得SQK≥0.27SGK。即当SQK≥0.27SGK时效应设计值由可变荷载控制，而MQK≥0.27SGK，VQK≥0.27VGK，故钢梁的效应设计值分别为M=1.2MGK+1.4MQK=1.2×5.97+1.4×22.89=39.21kN∙mV=1.2VGK+1.4VQK=1.2×2.99+1.4×10.10=17.73kN1）钢梁抗弯强度验算钢梁截面2HN200×100×5.5×8，材质Q235B，抗弯强度f=215MPa，抗剪强度fv=125MPa，截面模

7、量Wx=350.6cm3，σmax=MWx=39.21×103350.6×10-6Pa=112MPa≤215MPa抗弯强度满足。2）钢梁抗剪强度验算由于型钢梁的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度。3）钢梁刚度验算υl≈MGK+MQKl10EI=(5.97+22.89)×103×6.810×2.1×105×106×13333×10-8=710000≤[υ]l=1200刚度满足。4）钢梁整体稳定性验算因截面尺寸满足hb0=20094.5=2.1≤6,且lb=6800200=34≤95×235fy=95×235÷215=10