鋼筋棚設計計算書

1、蘄太高速 1#綜合場料倉棚設計計算說明書武漢理工大學交通學院2018年 9月范文蘄太高速 1#綜合場料倉棚設計計算說明書計算：張文國復核：張申昕負責人 ：武漢理工大學交通學院2018年 9月范文目錄一、設計參數1二、計算荷載12.1 屋面活荷載12.2 雪荷載22.3 風荷載2三、荷載組合3四、模型計算結果44.1 幾何模型44.2 計算結果5五、結論14范文一、設計參數鋼筋加工棚，縱向按每跨 6m 間距布置鋼管立柱， 立柱采用219 ×8mm 鋼管；棚頂每 10m 安裝一道 1.2mm 厚 820 型采光帶，側墻全封閉，棚頂接側墻處留設 20cm 寬透氣帶。鋼筋加工棚鋼結構構件均涂

2、刷鐵紅防銹底漆兩道， 醇酸調和面漆兩道。 鋼筋棚基礎采用灌注樁處理，灌注樁頂設置 C30 鋼筋混凝土基礎承臺，基礎頂面設置鋼板預埋件與鋼管柱進行連接。各構件參數如下表：表 1構件材料參數表結構構件類型材料規(guī)格（ mm）頂部檁條方管鋼80*50*4圓弧梁圓管鋼?50× 3上部水平拉筋鋼筋?20頂棚板彩鋼瓦Q2350.65圓弧梁腹桿鋼筋f y=215MPa?20立柱圓管鋼?219× 8下部側面檁條鋼筋60*50*3.5側棚板彩鋼瓦0.426驗算依據如下：建筑結構荷載規(guī)范 （GB50009-2012）、門式剛架輕型房屋結構技術規(guī)程（CESC-1022002）、鋼結構設計規(guī)范 （

3、GB50017-2003）、橋梁鋼結構（譚金華主編 2013 年 2 月第一次印刷）。二、計算荷載結構承受自自重、屋面活載、雪荷載及風荷載。結構自重Midas根據結構材料及體積自動計算。其他荷載取值如下。2.1 屋面活荷載屋面活載按門式剛架輕型房屋結構技術規(guī)程（ CESC-1022002 ）范文條注釋及建筑結構荷載規(guī)范 （ GB50009-2012 ）表注2釋規(guī)定對受荷水平投影面積大于 60m的鋼構架，屋面豎向均布活荷載的標準值可取不小于2。本結構受荷水平投影面積為20.3kN/m1280m，取屋面活荷載為0.3kN/m2。2.2 雪荷載根據建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2012）續(xù)表E.

4、5 得洪湖海拔高度為23.3m，重現期取為 50 年，對應的基本雪壓為0.5kN/m2?？紤]積雪均勻時的屋面積雪分布系數，為1.0 。雪荷載標準值為0.5kN/m2。2.3 風荷載建筑結構荷載規(guī)范（ GB50009-2012）規(guī)定對于高度大于30m且高寬比大于 1.5 的房屋需要考慮風振系數。 本結構高度為 14m，寬度為 16m,高寬比為 0.875 ；所以不考慮風振系數的影響， 取為 1.0 。鋼筋棚所處地域環(huán)境為 B 類，海拔高度 23.3m；根據建筑結構荷載規(guī)范（ GB50009-2012）表插值得風壓高度變化系數為 1.42 。取重現期為 50 年的基本風壓 0.35kN/m2。風的

5、體型分布系數根據 建筑結構荷載規(guī) 范（ GB50009-2012）表計算如下圖 1。-0.8-0.16-0.28-0.6-0.5-0.21-0.18+0.8-0.5+0.28-0.18范文圖 1 風荷載體型系數圖 2 風荷載分布（ kN/m 2）風荷載分布圖如上圖2。建筑結構荷載規(guī)范（ GB50009-2012）中并未給出多跨拱形屋面的風的體形系數，看按照單跨取值。 對于側面的迎風面單跨結構與多跨結構風的體型系數一致；多跨結構兩邊頂棚風的體形系數絕對值較大，若按最不利工況考慮可采用邊跨的體形系數作為驗算的體形系數，與單跨相同；即風的體形系數與單跨相同。三、荷載組合取 0=0.9 。范文門式剛架

6、輕型房屋結構技術規(guī)程（ CESC-1022002）條規(guī)定屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮， 應取兩者中較大值?；狙簶藴手禐?0.25kN/m2，屋面均布活荷載為 0.3kN/m2。所以荷載組合中不在考慮雪荷載的影響。設計使用年限與風荷載重現期均取為50 年，根據建筑結構荷載規(guī)范（ GB50009-2012）表取屋面活荷載考慮設計使用年限的調整系數 L=1。風荷載組合系數為 0.6 。所得荷載組合如下， 工況一為自重與屋面均布活荷載的組合，工況二為自重與風荷載的組合。極限承載能力狀態(tài)：工況一： 0.9 （1.2SGk1.4 0.91 SQ1k1.2SGk 1.274SQ1k )工況二： 0.

7、9 （1.2SGk1.4 0.91 0.6SQ2 k 1.2SGk 0.764SQ2 k )正常使用極限狀態(tài)：工況三： SGkSQ1 k工況四： SGkSQ 2 k承載能力狀態(tài)主要驗算結構的強度是否滿足規(guī)范要求，正常使用極限狀態(tài)中的工況三、四均為荷載的標準組合，根據參考資料橋梁鋼結構該工況用于驗算結構剛度是否滿足規(guī)范要求。四、模型計算結果4.1幾何模型按照拼疊長鋼筋棚設計圖紙建立Midas 模型圖如下：范文圖 3 料倉棚結構示意圖4.2 計算結果模型中所有單元均以梁單元模擬，在應力結果中， 組合應力為軸力產生的應力加上兩個方向彎矩產生的應力， 計算位置是截面外邊緣離截面形心最遠的四個點；應力值

8、是四個點組合后的應力最大值。應力結果與鋼結構設計規(guī)范（ GB50017-2003）中計算方式相差一個截面塑性發(fā)展系數，此部分在計算書中另外考慮。強度與剛度計算依據鋼結構設計規(guī)范 （GB50017-2003）中給出鋼構件強度計算公式， 門式剛架輕型房屋結構技術規(guī)程（ CESC-1022002）中規(guī)定鋼構件剛度要求。由門式剛架輕型房屋結構技術規(guī)程（CESC-1022002）表可知 :圓弧梁跨度 16m，豎向撓度允許值分別為L/180=16000/180=88.88mm。檁條計算長度取相鄰圓弧梁上弦桿之間的最大值 6.00m。允許撓度值分別為L/150=6000/150=40.00mm。檁條強度與剛

9、度驗算對于檁條，最不利工況為自重和活荷載結合的工況（即為工況一）。檁條的應力與豎向撓度如圖 5- 圖 8 所示 ：范文圖 4 工況一檁條應力圖 5 工況一檁條撓度由圖可知，工況一檁條最大應力分別為26.28MPaa，最大豎向撓度 f = 0.3mm：=26.28MPa < =215MPa，強度驗算滿足要求。f = 0.30mm < f = 40.00mm，剛度驗算滿足要求。圓弧梁強度與剛度驗算對于圓弧梁，最不利工況為自重和活荷載結合的工況（即為工況一）。圓弧梁的應力與豎向撓度如圖所示：圖 6 工況一圓弧梁最大應力范文圖 6 工況一圓弧梁最大撓度由圖可知，圓弧梁最大應力為125.42

10、MPa，最大豎向撓度為22.48mm：=125.42MPa < =215MPa，強度驗算滿足要求。f =22.48mm < f =88.88mm，剛度驗算滿足要求。頂棚板驗算對于頂棚板，最不利工況為工況二。彩鋼瓦的應力與豎向撓度如圖所示：圖 8 工況二頂棚板最大應力范文圖 9 工況二頂棚板最大撓度由圖可知，頂棚板最大應力為30.89MPa，最大撓度為 8.36mm。 =30.89MPa< =215MPa，強度驗算滿足要求。f =8.36mm < f =40.00mm，剛度驗算滿足要求。側棚板驗算對于頂棚板，最不利工況為工況二。彩鋼瓦的應力與豎向撓度如圖所示：圖 10 工

11、況二側棚板最大應力范文圖 11 工況二側棚板最大應力由圖可知，側棚板最大應力為35.63MPa，最大撓度為 0.68mm。 =35.63MPa < =215MPa，強度驗算滿足要求。f =0.68mm < f =40.00mm，剛度驗算滿足要求。水平拉筋驗算對于水平拉筋，最不利工況為工況一。其應力與豎向撓度如圖所示：圖 12 工況一水平拉筋最大應力范文圖 13 工況一水平拉筋最大應力由圖可知，側棚板最大應力為149.09 MPa，最大撓度為 20.99 mm。=149.09 MPa < =215MPa，強度驗算滿足要求。f =20.99 mm < f =40.00mm，

12、剛度驗算滿足要求。立柱驗算立柱采用 219×8mm 鋼管，高 12m。參考鋼結構設計規(guī)范（ GB50017-2003）對立柱的強度、剛度及穩(wěn)定性進行驗算。承載能力狀態(tài)中的工況一、 二主要驗算立柱的強度是否滿足規(guī)范要求， 正常使用極限狀態(tài)中的工況三、 四均為荷載的標準組合用于驗算立柱剛度是否滿足規(guī)范要求。立柱強度的驗算如圖17、18 所示；立柱剛度的驗算如圖所示。范文圖 14 工況三立柱應力圖圖 15 工況四邊立柱應力圖范文圖 16 工況三立柱橫向撓度圖圖 17 工況四立柱橫向撓度圖如圖所示，立柱最大應力為12.96MPa，立柱最大橫向位移為3.43mm。1=12.96MPa <

13、 =215MPa，強度驗算滿足要求。f 1=3.43mm< f = h/60=200.00mm，剛度驗算滿足要求。參考鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003），驗算立柱在極限承載能力組合的工況一作用下的穩(wěn)定性是否滿足規(guī)范要求。范文對于立柱，取 計x=1.15，x=1.0，有效柱長取 12×0.7=8.4m；算的 =112<150，由門式剛架輕型房屋結構技術規(guī)程（CESC-1022002）可知，長細比滿足要求。圖 18 立柱軸力圖圖 19 立柱彎矩圖范文由 Midas 計算得 N=56.35kN ，x=0.527，計算得3.08kN · m 查得 20.68MPa<215MPa，立柱穩(wěn)NEx =722.7kN