结构计算书20150402（七局工地板房）

1、.上海宝山区顾村镇C-5单元C2-3单元、C2-5地块（龙湖北城天街项目）临时板房计算书计算书工程名称：上海宝山区顾村镇C-5单元C2-3单元、C2-5地块（龙湖北城天街项目）临时板房板房单位： 湖州南浔佳力彩钢板活动板房厂设计单位： 工程编号：设计联系人：设计：校对：审核：上海宝山区顾村镇C-5单元C2-3单元、C2-5地块（龙湖北城天街项目）临时板房计算书目 录第一部分 结构概述3一、工程概况二、结构设计等级三、设计依据第二部分 结构计算5一、计算软件二、荷载及作用三、材料四、计算模型五、截面选择六、计算结果第三部分 柱脚反力16第四部分 基础计算19第一部分 结构概述一、工程概况本工程为

2、上海宝山区顾村镇C-5单元C2-3单元、C2-5地块（龙湖北城天街项目）三层临时板房，项目建设方为中国建筑第七工程局有限公司项目部，由浙江省湖州市南浔佳力彩钢板活动房厂提供产品及安装。该房屋为项目部三层宿舍用房，为临时性建筑，工程结束时将拆除移走。项目主体部分是由17榀轻钢平面桁架体系组成的3层楼，每层8间房屋，两端各配1套外楼梯和一组外走廊平台。单层桁架体系外部尺寸为：长×宽×高=6058mm×2438mm×2765mm箱房模块内部尺寸为：长×宽×高=5854mm×2234mm×2503mm二、结构设计等级1)

3、结构设计使用年限：25年 2) 建筑物安全等级：二级3) 地基基础设计等级：丙级4) 主要变形控制风荷载下弹性层间位移角 H/60主梁挠度 L/180三、设计依据本项目设计以中国规范、规程，依据的主要规范有： 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001建筑结构荷载规范 GB50009-2012混凝土结构设计规范 GB50010-2010钢结构设计规范 GB50017-2003钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001建筑地基基础设计规范 GB50007-2011混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002建筑变形测量规范 JGJ8-2007建筑工程施工质量验收

4、统一标准 GB50300-2001建筑钢结构焊接规程 JGJ812002临时性建（构）筑物应用技术规程（上海）DGJ08-114-2005轻型钢结构技术规程（上海） DG/TJ08-2089-2012冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB 50018-2002第二部分 结构计算一、计算软件按规范要求对本工程整体模型结构分析采用三维有限元模型,采用由韩国迈达斯技术有限公司开发的MIDAS/GEN8.21进行结构体系空间分析。二、荷载及作用设计荷载主要依据中国建筑结构设计荷载GB500092012和业主提供资料，此项目中具体荷载取值如下：（1）建筑设计分类结构安全等级二级结构重要性系数1.0结构设计使用年

5、限5年基础设计等级丙级（2）设计荷载 本结构在计算中荷载工况按下表考虑:荷载工况名称恒载恒荷载活载活荷载雪载雪荷载风荷载风荷载X（X向风荷载）风荷载Y（Y向风荷载）荷载标准值取值：工况数值取值依据恒荷载楼地面0.15kN/m2建筑做法屋面0.2kN/m2建筑做法墙面0.2kN/m2建筑做法走廊及楼梯0.2kN/m2建筑做法活荷载屋面0.5kN/m2荷载规范楼面1.5kN/m2厂家技术手册（3）风荷载基本风压： 0.40 kN/m2（重现期为10年）地面粗糙度:C类（4）雪荷载雪荷载采用0.1 kN/m2（重现期为10年）（5）荷载组合结构自重由程序自行考虑（根据输入的密度与重度信息）。各荷载工

6、况组合如下表所示：正常使用极限状态下的荷载组合组合恒荷载活荷载风荷载1恒+活1.01.02恒+风1.01.03恒+活+风1.01.00.64恒+活+风1.00.71.0承载能力极限状态下的荷载组合组合恒荷载活荷载风荷载1恒+活1.21.42恒+风1.21.43恒+活+风1.21.41.4×0.64恒+活+风1.21.4×0.71.4三、材料选用（1）主要受力构件双拼冷弯C型槽钢采用Q345B，其他型材材质为Q235B.Q235B钢材 所有Q235构件材质应满足现行国家标准碳素结构钢(GB/T700)中相关规定。Q235钢材的机械性能如下:钢材牌号质量等级厚 度抗拉、抗压和抗

7、弯强度设计值（N/mm²）抗剪强度设计值(N/mm²）Q235B16215120Q345B钢材 构件材质应满足低合金高强度结构钢GB159188中相关规定。Q345钢材的机械性能如下:钢材牌号质量等级厚 度抗拉、抗压和抗弯强度设计值（N/mm²）抗剪强度设计值(N/mm²）Q345B16310180（2）紧固连接件锚栓： Q235B、Q345B高强螺栓：摩擦型8.8级，摩擦系数0.3普通螺栓：C级，强度等级4.6级高强螺栓性能及施工应遵照钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件GB/T1228123191和钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验

8、收规程JGJ8291中的相关要求；普通螺栓性能应满足六角头螺栓 C级GB/T5780和六角头螺栓GB/T5782中相关规定。（3）焊接材料由施工单位根据其工艺评定及有关国家标准进行选定。焊条应满足碳素焊条GB511785中有关规定，焊丝应满足气体保护焊用焊丝GB/T1495894和熔化焊用钢丝GB/T1495794中有关规定，焊剂应满足低合金钢埋弧焊用剂GB/T1247090中相关规定。四、计算模型（1）计算模型图4.1 结构整体分析模型轴测图图4.2 单榀平面结构模型五、截面选择本设计钢构件截面主要选用薄壁截面，最大限度的考虑结构制作和安装的可行性和和合理性，以及结构的经济性。如下所示（模型

9、中是采用自定义截面的方法，真实模拟出相应的截面特性）： 构件截面： 图5.1 双拼冷弯8#C型钢柱 图5.2 楼面桁架上下弦杆 外楼梯构件截面： 立柱：双拼冷弯8#C型钢柱 横梁：C80x40x15x2.0梯梁：C160x60x20x4 平台梁：C80x40x20x2.0六、计算结果（1）结构在恒活载作用下的变形在1.0恒+1.0活载作用下，结构平面桁架最大竖向位移差约为6.41mm，挠跨比=6.41/6160=1/961<1/180；屋面梁最大竖向位移差约为22.9mm，挠跨比=22.9/6160=1/269<1/180 结构竖向变形满足临时性建（构）筑物应用技术规程（上海）DG

10、J08-114-2005的要求。 图6.1 结构桁架在1.0恒载+1.0活载作用下结构位移及变形图图6.2 屋面结构梁在1.0恒载+1.0活载作用下结构位移及变形图（3）结构在风荷载作用下的变形结构在W±向风荷载作用下横向最大水平位移分别为58.7mm、57.8mm，分别为结构高度的1/153、1/156，均小于1/75，满足上海市轻钢结构技术规程的要求。X向层间变形信息详见下表6.1。图6.3 W+向风荷载作用下结构位移及变形图图6.4 W-向风荷载作用下结构位移及变形图表6.1 结构层间位移表荷载工况层层间位移角限值全部竖向单元的最大层间位移层间位移(mm)层间位移角验算风荷载(

11、W)3F1/60-3.11/-968OK风荷载(W)2F1/60-7.81/-385OK风荷载(W)1F1/60-46.51/-64.5OK（5）结构杆件应力 图6.5 总体杆件应力分布图从上图可以看出结构中的最大杆件应力为276.3N/mm2,构件应力比为0.92，满足设计要求。图6.6 楼梯梁构件应力分布图从上图可以看出楼梯梁构件最大应力为149.7N/mm2,构件应力比为0.73，满足设计要求。图6.7 楼面桁架构件应力分布图从上图可以看出桁架构件最大应力为191N/mm2,构件应力比为0.93，满足设计要求。图6.8 屋面梁构件应力分布图从上图可以看出梁构件最大应力为166.5N/mm

12、2,构件应力比为0.81，满足设计要求。图6.9 屋面梁构件应力分布图从上图可以看出楼面纵向次构件最大应力为101.7N/mm2,构件应力比为0.50，满足设计要求。桁架上弦杆有檩条及楼板保证侧向稳定，下弦杆面外回转半径i=17.6mm，长细比=170.5<250；腹杆回转半径imin=5.9mm，长细比=592/5.9=100.3<180。另钢梁有楼板作为嵌固支撑，不需考虑梁的整体稳定性，只需满足强度要求。图6.10 柱构件应力分布图从上图可以看出柱构件最大应力为237.8N/mm2,构件应力比为0.79，满足设计要求。另采用PKPM软件对底层内力最大的柱及第二层内力最大的柱进行

13、单独复核验算，偏安全采用Q345考虑底层柱截面采用双拼8#C型钢2C80X40X15X 4 底层柱：钢材等级：Q345 构件长度(m)：2.640 设计内力：绕X轴弯矩设计值 Mx (kN.m)：0.2 绕Y轴弯矩设计值 My (kN.m)：9.1 轴力设计值 N (kN)：65.5计算得出： 构件强度计算最大应力(N/mm2):270.3< f=300 构件强度验算满足。另立柱周边墙板作为嵌固支撑，不需验算整体稳定性，只需满足强度要求。（6）分析结论通过上述分析，本钢结构在各种荷载组合情况下的变形、强度均满足结构设计规范的要求。结构安全、可靠、经济。第三部分 柱脚反力各钢柱柱脚编号：各

14、柱脚在组合包络下的反力如下：节点荷载FX(kN)FY(kN)FZ(kN)MX(kN*m)MY(kN*m)MZ(kN*m)1D+L0.00.58.00003D+L0.10.432.50005D+L0.10.04.30007D+L0.20.111.50009D+L0.1-0.111.500011D+L0.00.06.600013D+L-0.10.210.400015D+L0.1-0.216.1000128D+L-0.50.02.3000164D+L0.30.422.4000165D+L-0.3-0.544.4000257D+L0.30.226.9000258D+L-0.30.447.0000138

15、3D+L0.30.225.40001384D+L-0.3-0.444.90001442D+L0.30.126.50001448D+L-0.30.447.00002435D+L0.30.125.40002436D+L-0.3-0.444.90002494D+L0.30.126.40002500D+L-0.30.347.00002582D+L0.30.025.40002583D+L-0.3-0.444.90002641D+L0.30.026.40002647D+L-0.30.047.30002686D+L0.0-0.58.00002695D+L0.1-0.432.50002705D+L0.10.0

16、4.30002709D+L0.2-0.111.50002712D+L0.10.111.50002718D+L0.00.06.60002722D+L-0.1-0.210.40002725D+L0.10.216.10002831D+L-0.50.02.30002849D+L0.3-0.422.40002850D+L-0.30.544.40002908D+L0.3-0.226.90002914D+L-0.3-0.447.00002993D+L0.3-0.225.40002994D+L-0.30.444.90003052D+L0.3-0.126.50003058D+L-0.3-0.447.000031

17、43D+L0.3-0.125.40003144D+L-0.30.444.90003202D+L0.3-0.126.40003208D+L-0.3-0.347.00003290D+L0.30.025.40003291D+L-0.30.444.9000第四部分 基础计算一、设计资料1.1 已知条件： 类型：条形单阶基础，截面尺寸为350x400 基础尺寸简图：图1.1基础尺寸简图 柱子荷载信息（单位：kN，kN.m）：力NMxMyVxVyN_kMx_kMy_kVx_kVy_k柱底力68.30.000.005.550.947.290.000.000.460.50混凝土强度等级：C30, fc=14.

18、3N/mm2, ft=1.43N/mm2钢筋级别：HRB400, fy=360N/mm2基础纵筋混凝土保护层厚度：40mm基础与覆土的平均容重：20.00kN/m3修正后的地基承载力特征值：100kPa（板房下面的地基为原来的道路路基，承载力较高，现取上海通常的地基承载力特征值100kPa来验算本地基基础，已偏于安全）预设基础埋深500mm，剪力作用附加弯矩M'=V*h Mx'=0.45kN.m My'=2.775kN.m Mxk'=0.25kN.m Myk'=0.23kN.m1.2 计算要求： (1)地基承载力验算 (2)基础抗剪验算 (3)基础抗冲切

19、验算(4)基础抗弯计算(5)配筋计算 (6)基础局压验算 单位说明： 力：kN, 力矩：kN.m, 应力：kPa特别说明：鉴于本基础为柱下单阶条形基础，持力地基上已进行素混凝土硬化，计算简化为350x1820x400（长x宽x高）独立基础进行计算。二、计算过程和计算结果2.1基础设计尺寸代码示意图示意图2.2 计算信息1. 几何参数台阶数n=1矩形柱宽bc=80mm矩形柱高hc=80mm基础高度h1=400mm一阶长度 b1=135mmb2=135mm 一阶宽度 a1=870mma2=870mm2. 材料信息基础混凝土等级:C30ft_b=1.43N/mm2fc_b=14.3N/mm2柱混凝土

20、等级:C30ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2钢筋级别:HRB400 fy=360N/mm23. 计算信息结构重要性系数: o=1.0 基础埋深: dh=0.500m纵筋合力点至近边距离:as=40mm基础及其上覆土的平均容重:=20.000kN/m3最小配筋率:min=0.150%Fgk=47.290kNFqk=0.000kNMgxk=0.000kN*mMqxk=0.000kN*mMgyk=0.000kN*mMqyk=0.000kN*mVgxk=0.460kNVqxk=0.000kNVgyk=0.500kNVqyk=0.000kN永久荷载分项系数rg=1.20可变荷载分

21、项系数rq=1.40Fk=Fgk+Fqk=47.290+(0.000)=47.290kNMxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =0.000+47.290*(0.175-0.175)/2+(0.000)+0.000*(0.175-0.175)/2 =0.000kN*mMyk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =0.000+47.290*(0.910-0.910)/2+(0.000)+0.000*(0.910-0.910)/2 =0.000kN*mVxk=Vgxk+Vqxk=0.460+(0.000)=0.46

22、0kNVyk=Vgyk+Vqyk=0.500+(0.000)=0.500kNF1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(47.290)+1.40*(0.000)=56.748kNMx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2)=1.20*(0.000+47.290*(0.175-0.175)/2)+1.40*(0.000+0.000*(0.175-0.175)/2) =0.000kN*mMy1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2)=1.20*(0.000+47.290*(0.910

23、-0.910)/2)+1.40*(0.000+0.000*(0.910-0.910)/2)=0.000kN*mVx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.20*(0.460)+1.40*(0.000)=0.552kNVy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.20*(0.500)+1.40*(0.000)=0.600kNF2=1.35*Fk=1.35*47.290=63.842kNMx2=1.35*Mxk=1.35*(0.000)=0.000kN*mMy2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*mVx2=1.35*Vxk=1.35*0.460=0.621kNVy2=1.3

24、5*Vyk=1.35*0.500=0.675kNF=max(|F1|,|F2|)=max(|56.748|,|63.842|)=63.842kNMx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*mMy=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*mVx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|0.552|,|0.621|)=0.621kNVy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.600|,|0.675|)=0.675kN5. 修正后的地基承载力特征值fa=100.000kPa 6.计

25、算参数1） 基础总长 Bx=b1+b2+bc=0.135+0.135+0.080=0.350m2） 基础总宽 By=a1+a2+hc=0.870+0.870+0.080=1.820mA1=a1+hc/2=0.870+0.080/2=0.910m A2=a2+hc/2=0.870+0.080/2=0.910mB1=b1+bc/2=0.135+0.080/2=0.175m B2=b2+bc/2=0.135+0.080/2=0.175m3） 基础总高 H=h1=0.400=0.400m4） 底板配筋计算高度 ho=h1-as=0.400-0.040=0.360m5） 基础底面积 A=Bx*By=0.

26、350*1.820=0.637m26） Gk=*Bx*By*dh=20.000*0.350*1.820*0.500=6.370kNG=1.35*Gk=1.35*6.370=8.600kN7.计算作用在基础底部弯矩值Mdxk=Mxk-Vyk*H=0.000-0.500*0.400=-0.200kN*mMdyk=Myk+Vxk*H=0.000+0.460*0.400=0.184kN*mMdx=Mx-Vy*H=0.000-0.675*0.400=-0.270kN*mMdy=My+Vx*H=0.000+0.621*0.400=0.248kN*m2.3 地基承载力计算1. 验算轴心荷载作用下地基承载力p

27、k=(Fk+Gk)/A=(47.290+6.370)/0.637=84.239kPa因o*pk=1.0*84.239=84.239kPafa=100.000kPa轴心荷载作用下地基承载力满足要求2. 验算偏心荷载作用下的地基承载力exk=Mdyk/(Fk+Gk)=0.184/(47.290+6.370)=0.003m因 |exk| Bx/6=0.058mx方向小偏心,Pkmax_x=(Fk+Gk)/A+6*|Mdyk|/(Bx2*By) =(47.290+6.370)/0.637+6*|0.184|/(0.3502*1.820) =89.190kPaPkmin_x=(Fk+Gk)/A-6*|M

28、dyk|/(Bx2*By) =(47.290+6.370)/0.637-6*|0.184|/(0.3502*1.820) =79.287kPaeyk=Mdxk/(Fk+Gk)=-0.200/(47.290+6.370)=-0.004m因 |eyk| By/6=0.303my方向小偏心Pkmax_y=(Fk+Gk)/A+6*|Mdxk|/(By2*Bx) =(47.290+6.370)/0.637+6*|-0.200|/(1.8202*0.350) =85.274kPaPkmin_y=(Fk+Gk)/A-6*|Mdxk|/(By2*Bx) =(47.290+6.370)/0.637-6*|-0.

29、200|/(1.8202*0.350) =83.204kPa3. 确定基础底面反力设计值Pkmax=(Pkmax_x-pk)+(Pkmax_y-pk)+pk =(89.190-84.239)+(85.274-84.239)+84.239 =90.225kPao*Pkmax=1.0*90.225=90.225kPa1.2*fa=1.2*100.000=120.000kPa偏心荷载作用下地基承载力满足要求2.4 基础冲切验算1. 计算基础底面反力设计值1.1 计算x方向基础底面反力设计值ex=Mdy/(F+G)=0.248/(63.842+8.600)=0.003m因 ex Bx/6.0=0.05

30、8mx方向小偏心Pmax_x=(F+G)/A+6*|Mdy|/(Bx2*By) =(63.842+8.600)/0.637+6*|0.248|/(0.3502*1.820) =120.407kPaPmin_x=(F+G)/A-6*|Mdy|/(Bx2*By) =(63.842+8.600)/0.637-6*|0.248|/(0.3502*1.820) =107.037kPa1.2 计算y方向基础底面反力设计值ey=Mdx/(F+G)=-0.270/(63.842+8.600)=-0.004m因 ey By/6=0.303y方向小偏心Pmax_y=(F+G)/A+6*|Mdx|/(By2*Bx)

31、 =(63.842+8.600)/0.637+6*|-0.270|/(1.8202*0.350) =115.119kPaPmin_y=(F+G)/A-6*|Mdx|/(By2*Bx) =(63.842+8.600)/0.637-6*|-0.270|/(1.8202*0.350) =112.325kPa1.3 因 Mdx0 Mdy0 Pmax=Pmax_x+Pmax_y-(F+G)/A=120.407+115.119-(63.842+8.600)/0.637=121.804kPa1.4 计算地基净反力极值Pjmax=Pmax-G/A=121.804-8.600/0.637=108.304kPaP

32、jmax_x=Pmax_x-G/A=120.407-8.600/0.637=106.907kPaPjmax_y=Pmax_y-G/A=115.119-8.600/0.637=101.619kPa2. 验算柱边冲切YH=h1=0.400m, YB=bc=0.080m, YL=hc=0.080mYB1=B1=0.175m, YB2=B2=0.175m, YL1=A1=0.910m, YL2=A2=0.910mYHo=YH-as=0.360m2.1 因 (YH800) hp=1.02.2 x方向柱对基础的冲切验算x冲切位置斜截面上边长bt=YB=0.080mx冲切位置斜截面下边长bb=YB+2*YH

33、o=0.800m因 (bbBx)bb=Bx=0.350mx冲切不利位置bm=(bt+bb)/2=(0.080+0.350)/2=0.215mx冲切面积 Alx=max(YL1-YL/2-ho)*(YB1+YB2),(YL2-YL/2-ho)*(YB1+YB2)=max(0.910-0.080/2-0.360)*(0.175+0.175000),(0.910-0.080/2-0.360)*(0.175+0.175000)=max(0.179,0.179)=0.179m2x冲切截面上的地基净反力设计值Flx=Alx*Pjmax=0.179*108.304=19.332kNo*Flx=1.0*19.

34、332=19.33kNo*Flx0.7*hp*ft_b*bm*YHo (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.43*215*360=77.48kNx方向柱对基础的冲切满足规范要求2.3 y方向柱对基础的冲切验算因 YB/2+ho>=YB1和YB/2+ho>=YB2y方向基础底面外边缘位于冲切破坏锥体以内, 不用计算y方向的柱对基础的冲切验算2.5 柱下基础剪切验算b+2*h0 =780mm > B =350 X方向不需要进行抗剪计算: h+2*h0 =780mm < H =1820 Y方向需要进行抗剪计算: Y方向,高度 H=400 Vs = pj*Al = 101.6* 0.329=33.43KN 0.7*hs*ft*A0 = 0.7*1.00*1432.89*0.12 = 122.87KN Y方向剪切验算满足 2.6 基础受弯及配筋计算1. 因Mdx>0 , Mdy>0 此基础为双向受弯2. 计算I-I截面弯矩因 ex Bx/6=0.058m x方向小偏心a=(Bx-bc)/2=(0.350-0.080)/2=0.135mPj1=(Bx-a)*