材料堆场力学计算书

重庆来福士广场项目观景

天桥幕墙工程材料堆场

力学计算书

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中建三局装饰有限公司

第一章弧顶轨道两侧材料堆场分析计算

弧顶轨道两侧材料堆场分析计算主要考虑接材料堆场两端12.6m高的钢管格构柱、材料堆

场的主梁和垂直于主梁的主楝、主梁与钢管格构柱连接处相关构件等内容。弧顶轨道两侧材料

堆场钢结构采用SAP2000有限元结构分析设计软件建模求解。

§1.1、弧顶轨道两侧材料堆场钢结构计算

综合考虑材料堆场所处位置、结构形式、所选用钢材、荷载的大小及分布等区素，下述情

况最为不利，须对材料堆场钢结构的强度、刚度和稳定性等进行校核。

1、部位基本设计参数

材料堆场钢结构的模型如图1-1所示。材料堆场平台的尺寸参数为10m（长）x4m（宽），有

两根HM244xl75x7xll作为承载主梁，两根主梁间距2.5m,自主梁两端垂直于主梁布置间隔1m

的60x60x5钢方通的主棋，在主槐之间布置间隔在750mm〜850nlm的50x50x4钢方通的次梯；

在距离堆场平台总首尾两端1.5m处各设置设置-根高度12.6m、横截面的尺寸参数为荷载为

1.5m（堆场平台纵向）x3m（堆场平台横梁）的钢管格构柱，钢管格构柱采用100x100x5钢方通

作为肢管的六肢结构型式，横向缀管和斜缀管均采用50x60x4钢方通，在顶部靠近堆场平台的

区段适当减小横向缀管的间距以进行局部加强，钢管格构柱顶部直接支承堆场平台主梁的承载

梁及与之相连的横向缀管均采用120x80x6钢方通。

在堆场平台主梁与钢管格构柱及堆场平台主槌连接部位均应在主梁上加设钢板肋；在钢管

格构柱的顶部区域应设置连接于主体钢结构的侧向支撑以保证材料堆场钢结构的整体稳定性。

材料堆场钢结构所用的材料:

(1)HM244xl75x7xllH型钢（堆场平台主梁）

(2)60x60x5钢方通（堆场平台主楝）

(3)50x50x4钢方通（堆场平台次楝及栏杆角隅处的悬臂柱）

(4)5#槽钢（堆场平台主棵两端的次橡及栏杆非角隅处的悬臂柱）

(5)50x50x5角钢（堆场平台栏杆顶部的扶手及底部防物品滑出的踢脚）

(6)。12钢棒（堆场平台栏杆水平横格）

(7)100x100x5钢方通（钢管格构柱的肢管）

(8)60x60x4钢方通（钢管格构柱的横向缀管及斜缀管）

(9)120x80x6钢方通（钢管格构支承堆场平台主梁的承载梁及与之相连的横向缀管）

图1-3材料堆场钢结构的局部模型图二（钢管格构柱）

2、荷载确定

材料堆场钢结构的荷载基本设计参数：

a、材料堆场钢结构的自重由SAP2000软件自动计入，荷载分项系数取1.35；

b、堆场平台顶面设置压花钢板，自重按0.5k\/mnr；荷载分项系数取1.35；

c、堆场平台总面积40所:最多可放置5架玻璃，每架最多可有6块玻璃，每片玻璃

自重按300kg计，堆料平台上玻璃及货架的总重为9000kg；

d、堆场平台上工作人员、工具及其它的总重（按3名工作人员考虑）：500kg

（1）材料堆场平台所承受的自重荷载标准值（含压花钢板）：

Q=（50x40+5x6x300+500）x9.8=112700（"）

（2）材料堆场平台所承受的自重荷载设计值（含压花钢板）：

0=1.35xQ=1.35x112700=152145GV）

（3）模型施加荷载时，首先把总荷载等效为面荷载，然后再以线荷载的方式施加到堆场

平台的9根主椽上（端部的两根主棵按不承受荷载考虑），则材料堆场平台主椽所承受的自重

线荷载标准值（含压花钢板）：

112700

=3.13（N/inn】）

&=9x4000

（4）模型施加荷载时，首先把总荷载等效为面荷载，然后再以线荷载的方式施加到堆场

平台的9根主模上(端部的两根主棵按不承受荷载考虑)，则材料堆场平台主橡所承受的自重

线荷载设计值(含压花钢板)：

152145

Q==4.23(N/nun)

9x4000

3、材料堆场钢结构所用型钢截面参数

(1)HM244xl75x7xllH型钢:

净截面面积：4=56.24cm，

截面绕截面x轴的截面惯性矩：A=6121.22cm'

截面绕截面x轴的净截面抵抗矩：/口二501.74cm'

截面绕截面y轴的截面惯性矩：，=984.49cm1

截面绕截面y轴的净截面抵抗矩：W,尸112.Siem，

弹性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

(2)60x60x5钢方通:

净截面面积：4=10.01cm-

截面绕截面x轴的截面惯性矩：A=47.35cm'

截面绕截面x轴的净截面抵抗矩：%;15.78cm

截面绕截面y轴的截面惯性矩：I,r=47.35cm：

截面绕截面y轴的净截面抵抗矩：氏二15.78加'

弹性模量：^206000N/mmJ

型材材料：Q235B

60

图1-5“60x60x5钢方通”的截面图

(3)100x100x5钢方通:

净截面面积：4=18.01cm：

截面绕截面x轴的截面惯性矩：A=262.37cm'

截面绕截面x轴的净截面抵抗矩：/机二52.47cm,

截面绕截面y轴的截面惯性矩：L=262.37cm'

截面绕截面y轴的净截面抵抗矩：限=52.47c!?

弹性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

100

g

：y

图1-6“100x100x5钢方通”的截面图

(4)100x100x5钢方通：

净截面面积：4=21.14cm?

截面绕截面x轴的截面惯性矩：L=387.96cm1

截面绕截面x轴的净截面抵抗矩：唠=64.66cnr'

截面绕截面y轴的截面惯性矩：A=206.97cm：

截面绕截面y轴的净截面抵抗矩：代厂51.74cnf

弹性模量：^206000N/mmJ

型材材料：Q235B

80

图1-7“120x80x6钢方通”的截面图

4、材料堆场钢结构SAP2000有限元分析

材料堆场钢结构采用SAP2000有限元结构分析设计软件计算，该软件是由美国Computers

andStructures,Inc.开发的最新一代结构分析与设计软件，是目前国际上在混凝土、金属

结构等结构物的分析与设计领域得到广泛应用的最优秀软件之一。

由SAP2000分析结果（附录一弧顶轨道两侧材料堆场钢结构有限元分析），可以得出：

材料堆场钢结构的总重量（不含压花钢板）0=7.45t；

堆场平台主梁IM244xl75x7xllH型钢跨中的最大挠度d=16.4mm；

堆场平台主梁IM244xl75x7xllH型钢悬臂端的最大挠度d-=8.1mm；

堆场平台主槐60x60x5钢方通跨中的最大挠度（相对于两端主梁）d=7.3nim；

堆场平台主楝60x60x5钢方通悬臂端的最大挠度（相对于两端主梁）dZ-=3.9mm；

堆场平台主梁IW244xl75x7xl0H型钢所受的最大弯矩沪53314900N.mm；

堆场平台主楝60x60x5钢方通所受的最大弯矩加2021087N.mm；

钢管格构柱肢管100x100x5钢方通所受的最大轴力^3311GN；

钢管格构柱肢管100x100x5钢方通所受的最大弯矩沪139646N.mm；

钢管格构柱顶部支承构件120x80x6钢方通所受的最大弯矩沪6726770N.mm。

5、材料堆场钢结构强度校核

（1）堆场平台主梁出1244x175x7x11H型钢的最大应力设计值

可见，所选堆场平台主梁HM244xl75x7xllII型钢的强度满足设计要求。

（2）堆场平台主椽60x60x5钢方通的最大应力设计值

2021087

=122.0<215(N/mm2)

泮1.05x15780

可见，所选堆场平台主楝60x60x5钢方通的强度满足设计要求。

（3）钢管格构柱肢管100x100x5钢方通的最大应力设计值

PM33116139646

CT=—+=+=20.9(N/mm2)

Ayl/18011.05x52470

可见，所选钢管格构柱肢管100x100x5钢方通的强度满足设计要求。

(4)钢管格构柱顶部支撑构件120x80x6钢方通的最大应力设计值

__6726770

=90.1(N/mnf)

,一丽-1.05x64660

可见，所选钢管格构柱顶部支承构件120x80x5钢方通的强度满足设计要求。

6、材料堆场钢结构挠度校核

由SAP2000分析知：

(1)堆场平台主梁HM244xl75x7xllH型钢跨中的最大挠度：tZ.=16.4(mm)

堆场平台主梁HM244xl75x7x11H型钢跨中的相对挠度：

力/£=16.37/7000=1/427.8W1/300

(2)堆场平台主梁HM244xl75x7xllH型钢悬臂端的最大挠度：d;=8.1(mm)

堆场平台主梁HM244X175x7x1III型钢悬臂端的相对挠度：

&/£二8.1/1500二1/185.2W1/150

(3)堆场平台主橡60x60x5钢方通跨中的最大挠度：(Z=7.3(mm)

堆场平台主棵60x60x5钢方通跨中的相对挠度：

d"L=，3/2500=1/342.5W1/300

(4)堆场平台主楝60x60x5钢方通悬臂端的最大挠度：dr=3.9(mm)

堆场平台主棵60x60x5钢方通悬臂端的相对挠度：

&/£二3.9/750=1/192.3^1/150

可见，材料堆场钢结构的挠度满足设计要求。

7、材料堆场钢结构稳定性分析

由SAP2000可以自动对所计算钢结构进行稳定性检查，由SAP2000检查结果可知知：材料

堆场钢结构的稳定性满足设计要求。图1-8为材料堆场钢结构稳定性检查结果。

图1-8材料堆场钢结构SAP200有限元分析稳定性检查分析图

第二章弧顶轨道顶部材料堆场分析计算

弧顶轨道顶部材料堆场分析计算主要考虑接材料堆场的主梁和垂直于主梁的主楝等内容。

弧顶轨道顶部材料堆场钢结构采用SAP2000有限元结构分析设计软件建模求解。

§2.1、弧顶轨道顶部材料堆场钢结构计算

综合考虑材料堆场所处位置、结构形式、所选用钢材、荷载的大小及分布等区素，下述情

况最为不利，须对材料堆场钢结构的强度、刚度和稳定性等进行校核。

1、部位基本设计参数

材料堆场钢结构的模型如图2-1所示。材料堆场平台的尺寸参数为6nl（长）x4.5m（宽），有

两根HM148x100x6x9作为承载主梁，两根主梁间距2.5m,自主梁两端垂直于主梁布置间隔1m

的60x60x5钢方通的主榇，在主槐之间分别布置间隔为1m和1.25m的50x50x4钢方通的次橡。

在堆场平台主梁与主楝连接部位应在主梁上加设钢板肋。

材料堆场钢结构所用的材料：

(1)HM148xl0x6x9H型钢（堆场平台主梁）

(2)60x60x5钢方通（堆场平台主楝）

(3)50x50x4钢方通（堆场平台次楝及栏杆角隅处的悬臂柱）

(4)5#槽钢（堆场平台主橡两端的次槐及栏杆非知隅处的悬臂柱）

(5)50x50x5角钢（堆场平台栏杆顶部的扶手及底部防物品滑出的踢脚）

(G)012钢棒（堆场平台栏杆水平横格）

图27材料堆场钢结构的模型图

2、荷载确定

材料堆场钢结构的荷载基本设计参数：

a、材料堆场钢结构的自重由SAP2000软件自动计入，荷载分项系数取1.35；

b、堆场平台顶面设置压花钢板，自重按0.5kVmm;荷载分项系数取1.35；

c、堆场平台总面积27nlk,该移动堆场平台每次最多可携带6块玻璃，每片玻璃自重

按300kg计，堆料平台上玻璃及货架的总重为1200kg；

d、堆场平台上工作人员、工具及其它的总重（按2名工作人员考虑）：350kg

（1）模型施加荷载时，首先压花钢板的自重可视为为面荷载，然后再以线荷载的方式施

加到堆场平台的7根主檄上（端部的两根主橡承担的线荷载应为其它主橡的一半），则材料堆

场平台主楝所承受的压花钢板自重线荷载标准值：

50x9.8

0./19(/V/mm)

%=1000

四块玻璃、堆场平台上工作人员、工具及其它的总.重则口J能以最不利的情况是面荷载的方

式作用在材料堆场平台中央2mx2.25m区域，其面荷载的标准值为：

(4x300+350)x9.8

=3376(%/勿2)

%2x2.25

（2）模型施加荷载忖，首先压花钢板的自重可视为为面荷载，然后再以线荷载的方式施

加到堆场平台的7根主楝上（端部的两根主楝承担的线荷载应为其它主楝的一半），则材料堆

场平台主楝所承受的压花钢板自重线荷载设计值：

q.=1.35x50*'8=。66(N/mm)

"1000

四块玻璃、堆场平台上工作人员、工具及其它的总重则可能以最不利的情况是面荷载的方

式作用在材料堆场平台中央2nix2.25m区域，其面荷载的标准值为：

1.35x(4x300+350)x9.8

〜==4557GV//)

2x2.25

3、材料堆场钢结构所用型钢截面参数

(1)HM148xl00x6x9H型钢：

净截面面积：4=27.25cm2

截面绕截面x轴的截面惯性矩：4=1036.54cm'

截面绕截面x轴的净截面抵抗矩：期=140.07cm3

截面绕截面y轴的截面惯性矩：A=150.83cm

截面绕截面y轴的净截面抵抗矩：跣=30.17cn)3

弹性模量：^20600(iN/imnJ

型材材料：Q235B

图2-2”HM148xl00x6x9H型钢”的截面图

(2)60x60x5钢方通：

净截面面积：4=10.01cm2

截面绕截面x轴的截面惯性矩：A=47.35cm'

截面绕截面x轴的净截面抵抗矩：町=15.78cnf

截面绕截面y轴的截面惯性矩：A=47.35cm1

截面绕截面y轴的净截面抵抗矩：n=15.78cm'

弹性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

60

图2-3“60x60x5钢方通”的截面图

（3）50x50x4钢方通:

净截面面积：X=6.84cm

截面绕截面x轴的截面惯性矩：A=23.05cm1

截面绕截面x轴的净截面抵抗矩：以二9.22cm'

截面绕截面y轴的截面惯性矩：L=23.05cm1

截面绕截面y轴的净截面抵抗矩：限=9.22cm3

弹性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

50

图2-4“50x50x4钢方通”的截面图

4、材料堆场钢结构SAP2000有限元分析

材料堆场钢结构采用SAP2000有限元结构分析设计软件计算，该软件是由美国Computers

andStructures,Inc.开发的最新一代结构分析与设计软件，是目前国际上在混凝土、金属

结构等结构物的分析与设计领域得到广泛应用的最优秀软件之一。

由SAP2000分析结果（附录二弧顶轨道顶部材料堆场钢结构有限元分析），可以得出：

材料堆场钢结构的总重量（不含压花钢板）0t；

堆场平台主梁HM148xl00x6x9H型钢跨中的最大挠度d=6.14mni；

堆场平台主楝60x60x5钢方通跨中的最大挠度（相对于两端主梁）d=2.88mni；

堆场平台主梁11M148X100X6X9H型钢所受的最大弯矩JA11243001N.mm；

堆场平台主楝60x60x5钢方通所受的最大弯矩加2093969N.nim；

堆场平台次楝50x50x4钢方通所受的最大弯矩加801252N.mm。

5、材料堆场钢结构强度校核

(1)堆场平台主梁HM148xl00x6x9H型钢的最大应力设计值

11243001

=76.4<215(N/mm2)

1.05x140070

可见，所选堆场平台主梁HM148xl00x6x9H型钢的强度满足设计要求。

(2)堆场平台主槐60x60x5钢方通的最大应力设计值

M2093969

a=126.4<215(N/mm2)

1.05x15780

可见，所选堆场平台主楝60x60x5钢方通的强度满足设计要求。

(3)堆场平台次楝50x50x4钢方通的最大应力设计值

801252

=82.8<215(N/mm2)

泮1.05x9220

可见，所选堆场平台次椽50x50x4钢方通的强度满足设计要求。

6、材料堆场钢结构挠度校核

由SAP2000分析知：

(1)堆场平台主梁HM148xl00x6x9H型钢跨中的最大挠度：^=6.14(mm)

堆场平台主梁HM148xl00x6x9H型钢跨中的相对挠度：

"〃=6.14/4000=1/651.5W1/300

(2)堆场平台主棵60x60x5钢方通跨中的最大挠度：^=2.88(n)m)

堆场平台主楝60x60x5钢方通跨中的相对挠度：

df/L=2.88/2500二1/868W1/300

可见，材料堆场钢结构的挠度满足设计要求。

7、材料堆场钢结构稳定性分析

由SAP2000可以自动对所计算钢结构进行稳定性检查，由SAP2000检查结果可知知：材料

堆场钢结构的稳定性满足设计要求。图2-5为材料堆场钢结构稳定性检查结果。

图2-5材料堆场钢结构SAP200有限元分析稳定性检查分析图

附录一弧顶轨道两侧材料堆场钢结构有限元分析

图1弧顶轨道两侧材料堆场钢结构有限元分析模型示意图

a、弧顶轨道两侧材料堆场钢结构有限元分析输入数据

;FileC:\SAP2000\弧顶轨道两侧材料堆场.s2ksaved9-25-1715:19:37in、-ran

SYSTEM

DOF=UX,UY,UZ,RX,RY,RZLENGTH=mmFORCE=NPAGE=SECTIONS

JOINT

1X=-1500Y=1250Z=300

2X=-1500Y=-1250Z=3DO

3X=-1500Y=1250Z=14DO

4X=-1500Y=-1250Z=1400

5X=8500Y=1250Z=14OD

6X=8500Y=-1250Z=1400

7X=8bOUY=1250Z=30U

8X=8500Y=-1250Z=30D

9X=-1500Y=2000Z=3O0

10X=-1500Y=-2000Z=300

11X=-1500Y=2000Z=1400

12X=-1500Y=-2000Z=1400

13X=-500Y=2000Z=14D0

14X=-500Y=-2000Z=1400

15X=500Y=2000Z=140D

16X=500Y=-2000Z=1400

17X=1500Y=2000Z=MD0

18X=1500Y=-2000Z=1400

19X=2500Y=2000Z=1400

20X=2500Y=-2000Z=1400

21X=3500Y=2000Z=14D0

22X=3500Y=-2000Z=1400

23X=4500Y=2000Z=14D0

24X=4500Y=-2000Z=1400

25X=5500Y=2000Z=14D0

26X=5500Y=-2000Z=1400

27X=-500Y=1250Z=30D

28X=-500Y=-1250Z=300

29X=-500Y=2000Z=30D

30X=-500Y=-2000Z=3D0

31X=500Y=1250Z=300

32X=500Y=-1250Z=300

33X=500Y=2000Z=300

34X=500Y=-2000Z=30D

35X=1500Y=1250Z=30D

36X=1500Y=-1250Z=3D0

37X=1500Y=2000Z=30D

38X=1500Y=-2000Z=300

39X=2500Y=1250Z=30D

40X=2500Y=-1250Z=300

41X=2500Y=2000Z=300

42X=2500Y=-2000Z=3D0

43X=3500Y=1250Z=300

44X=3500Y=-1250Z=300

4bX=35U0Y=200UZ=3U0

46X=3500Y=-2000Z=300

47X=4500Y=1250Z=30D

48X=4500Y=-1250Z=300

49X=4500Y=2000Z=300

50X=4500Y=-2000Z=300

51X=5500Y=1250Z=300

52X=5500Y=-1250Z=300

53X=5500Y=2000Z=30D

54X=5500Y=-2000Z=300

55X=6500Y=1250Z=30D

56X=6500Y=-1250Z=3D0

57X=6500Y=2000Z=30D

58X=6500Y=-2000Z=3D0

59X=7500Y=1250Z=30D

60X=7500Y=-1250Z=3D0

61X=7500Y=2000Z=30D

62X=7500Y=-2000Z=3D0

63X=8500Y=2000Z=30D

64X=8500Y=-2000Z=3D0

65X=-3.07501IE-05Y=1250Z=0

66X=-3.07501IE-05Y=-1250Z=0

G7X-G500Y=2000Z=14D0

68X=6500Y=-2000Z=1400

69X=7500Y=2000Z=14D0

70X=7500Y=-2000Z=1400

71X=8500Y=2000Z=14D0

72X=8500Y=-2000Z=1400

73X=-1500Y=416.6666Z=1400

74X=-1500Y=-416.6667Z=1400

75X=8500Y=416.66662=1400

76X=8500Y=-416.6667Z=1400

77X=-1500Y=1250Z=360

78X=-1500Y=-1250Z=360

79X=7000Y=1250Z=0

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81X=8500Y=1250Z=36D

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PATTERN

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MATERIAL

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FRAMESECTION

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