钢筋棚设计计算书

蕲太高速1#综合场料仓棚设计设计计算说明书武汉理工大学交通学院9月蕲太高速1#综合场料仓棚设计计算阐明书计算：张文国复核：张申昕负责人：武汉理工大学交通学院9月

目录TOC\o"1-3"\h\u一、设计参数 1二、计算荷载 1屋面活荷载 1雪荷载 2风荷载 2三、荷载组合 3四、模型计算成果 4几何模型 4计算成果 5五、结论 11一、设计参数钢筋加工棚，纵向按每跨6m间距布置钢管立柱，立柱采用φ219×8mm钢管；棚顶每10m安装一道厚820型采光带，侧墙全封闭，棚顶接侧墙处留设20cm宽透气带。钢筋加工棚钢构造构件均涂刷铁红防锈底漆两道，醇酸调和面漆两道。钢筋棚基础采用灌注桩解决，灌注桩顶设立C30钢筋混凝土基础承台，基础顶面设立钢板预埋件与钢管柱进行连接。各构件参数以下表：表1构件材料参数表构造构件类型材料规格（mm）上部顶部檩条方管钢Q235fy=215MPa80*50*4圆弧梁圆管钢?50×3水平拉筋钢筋?20顶棚板彩钢瓦圆弧梁腹杆钢筋?20下部立柱圆管钢?219×8侧面檩条钢筋60*50*侧棚板彩钢瓦验算根据以下：《建筑构造荷载规范》（GB50009-）、《门式刚架轻型房屋构造技术规程》（CESC-102）、《钢构造设计规范》（GB50017-）、《桥梁钢构造》（谭金华主编2月第一次印刷）。二、计算荷载构造承受自自重、屋面活载、雪荷载及风荷载。构造自重Midas根据构造材料及体积自动计算。其它荷载取值以下。屋面活荷载屋面活载按《门式刚架轻型房屋构造技术规程》（CESC-102）条注释及《建筑构造荷载规范》（GB50009-）表注释规定对受荷水平投影面积不不大于60m2的钢构架，屋面竖向均布活荷载的原则值可取不不大于m2。本构造受荷水平投影面积为1280m2，取屋面活荷载为m2。雪荷载根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-）续表得洪湖海拔高度为，重现期取为50年，对应的基本雪压为m2。考虑积雪均匀时的屋面积雪分布系数，为。雪荷载原则值为m2。风荷载《建筑构造荷载规范》（GB50009-）规定对于高度不不大于30m且高宽比不不大于的房屋需要考虑风振系数。本构造高度为14m，宽度为16m,高宽比为；因此不考虑风振系数的影响，取为。钢筋棚所处地区环境为B类，海拔高度；根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-）表插值得风压高度变化系数为。取重现期为50年的基本风压m2。风的体型分布系数根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-）表计算以下图1。++++图1风荷载体型系数图2风荷载分布（kN/m2）风荷载分布图如上图2。《建筑构造荷载规范》（GB50009-）中并未给出多跨拱形屋面的风的体形系数，看按照单跨取值。对于侧面的迎风面单跨构造与多跨构造风的体型系数一致；多跨构造两边顶棚风的体形系数绝对值较大，若按最不利工况考虑可采用边跨的体形系数作为验算的体形系数，与单跨相似；即风的体形系数与单跨相似。三、荷载组合取γ0=。《门式刚架轻型房屋构造技术规程》（CESC-102）条规定屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中较大值。基本雪压原则值为m2，屋面均布活荷载为m2。因此荷载组合中不在考虑雪荷载的影响。设计使用年限与风荷载重现期均取为50年，根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-）表取屋面活荷载考虑设计使用年限的调节系数γL=1。风荷载组合系数为。所得荷载组合以下，工况一为自重与屋面均布活荷载的组合，工况二为自重与风荷载的组合。

极限承载能力状态：工况一：（)工况二：（)正常使用极限状态：工况三：工况四：承载能力状态重要验算构造的强度与否满足规范规定，正常使用极限状态中的工况三、四均为荷载的原则组合，根据参考资料《桥梁钢构造》该工况用于验算构造刚度与否满足规范规定。四、模型计算成果几何模型按照拼叠长钢筋棚设计图纸建立Midas模型图以下：图3料仓棚构造示意图 计算成果模型中全部单元均以梁单元模拟，在应力成果中，组合应力为轴力产生的应力加上两个方向弯矩产生的应力，计算位置是截面外边沿离截面形心最远的四个点；应力值是四个点组合后的应力最大值。应力成果与《钢构造设计规范》（GB50017-）中计算方式相差一种截面塑性发展系数，此部分在计算书中另外考虑。强度与刚度计算根据《钢构造设计规范》（GB50017-）中给出钢构件强度计算公式，《门式刚架轻型房屋构造技术规程》（CESC-102）中规定钢构件刚度规定。由《门式刚架轻型房屋构造技术规程》（CESC-102）表可知:圆弧梁跨度16m，竖向挠度允许值分别为L/180=16000/180=。檩条计算长度取相邻圆弧梁上弦杆之间的最大值。允许挠度值分别为L/150=6000/150=。檩条强度与刚度验算对于檩条，最不利工况为自重和活荷载结合的工况（即为工况一）。檩条的应力与竖向挠度如图5--图8所示：图4工况一檩条应力图5工况一檩条挠度由图可知，工况一檩条最大应力分别为，最大竖向挠度f=：σ=<[σ]=215MPa，强度验算满足规定。f=<[f]=，刚度验算满足规定。圆弧梁强度与刚度验算对于圆弧梁，最不利工况为自重和活荷载结合的工况（即为工况一）。圆弧梁的应力与竖向挠度如图所示：图6工况一圆弧梁最大应力图6工况一圆弧梁最大挠度由图可知，圆弧梁最大应力为，最大竖向挠度为：σ=<[σ]=215MPa，强度验算满足规定。f=<[f]=，刚度验算满足规定。顶棚板验算对于顶棚板，最不利工况为工况二。彩钢瓦的应力与竖向挠度如图所示：图8工况二顶棚板最大应力图9工况二顶棚板最大挠度由图可知，顶棚板最大应力为，最大挠度为。σ=<[σ]=215MPa，强度验算满足规定。f=<[f]=，刚度验算满足规定。侧棚板验算对于顶棚板，最不利工况为工况二。彩钢瓦的应力与竖向挠度如图所示：图10工况二侧棚板最大应力图11工况二侧棚板最大应力由图可知，侧棚板最大应力为，最大挠度为。σ=<[σ]=215MPa，强度验算满足规定。f=<[f]=，刚度验算满足规定。水平拉筋验算对于水平拉筋，最不利工况为工况一。其应力与竖向挠度如图所示：图12工况一水平拉筋最大应力图13工况一水平拉筋最大应力由图可知，侧棚板最大应力为，最大挠度为。σ=<[σ]=215MPa，强度验算满足规定。f=<[f]=，刚度验算满足规定。立柱验算立柱采用φ219×8mm钢管，高12m。参考《钢构造设计规范》（GB50017-）对立柱的强度、刚度及稳定性进行验算。承载能力状态中的工况一、二重要验算立柱的强度与否满足规范规定，正常使用极限状态中的工况三、四均为荷载的原则组合用于验算立柱刚度与否满足规范规定。立柱强度的验算如图17、18所示；立柱刚度的验算如图所示。图14工况三立柱应力图图15工况四边立柱应力图图16工况三立柱横向挠度图图17工况四立柱横向挠度图如图所示，立柱最大应力为，立柱最大横向位移为。σ1=<[σ]=215MPa，强度验算满足规定。f1=<[f]=h/60=，刚度验算满足规定。参考《钢构造设计规范》（GB50017-），验算立柱在极限承载能力组合的工况一作用下的稳定性与否满足规范规定。对于立柱，取γx=，βx=，有效柱长取12×=；ix=74.73mm计算的λ=112<1