(完整版)钢筋棚设计计算书

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蕲太高速1#综合场料仓棚

武汉理工大学交通学院

2018年9月蕲太高速1#综合场料仓棚

设计计算说明书

计算: 张文国

复核: 张申昕

负责人: ___________________

武汉理工大学交通学院

2018年9月目录

一、设计参数

............................................................................. 1..

二、计算荷载 ........................................................... 1

2.1屋面活荷载

............................................................................. 1..

2.2雪荷载 ........................................................... 2

2.3风荷载 ........................................................... 2

三、荷载组合 ........................................................... 3

四、模型计算结果 ....................................................... 4

4.1 几何模型 ......................................................... 4

4.2 计算结果 ......................................................... 5

五、 结论 ........................................................... 14薪春至太湖高速公路 料仓棚计算说明书

1

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© 219 x

8mn钢管;棚顶每10m安装一道1.2mm厚 820型采光带,侧墙全圭寸

闭,棚顶接侧墙处留设20cm宽透气带。钢筋加工棚钢结构构件均涂 刷铁红防锈底漆两道,醇酸调和面漆两道。钢筋棚基础米用灌注桩处 理,灌注桩顶设置C30钢筋混凝土基础承台,基础顶面设置钢板预埋 件与钢管柱进行连接。

各构件参数如下表:

表1构件材料参数表

结构 构件 类型 材料 规格(mn)

上部 顶部檩条 方管钢

Q235

fy=215MPa 80*50*4

圆弧梁 圆管钢 50x 3

水平拉筋 钢筋 20

顶棚板 彩钢瓦 0.65

圆弧梁腹杆 钢筋 20

下部 立柱 圆管钢 219 x 8

侧面檩条 钢筋 60*50*3.5

侧棚板 彩钢瓦 0.426

验算依据如下:

《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012、《门式刚架轻型房屋结构技术规 程》(CESC-1022002、《钢结构设计规范》(GB50017-2003、《桥梁钢结构》 (谭金华

主编2013年2月第一次印刷)。

二、计算荷载

结构承受自自重、屋面活载、雪荷载及风荷载。结构自重 Midas

根据结构材料及体积自动计算。其他荷载取值如下。

2.1屋面活荷载

屋面活载按《门式刚架轻型房屋结构技术规程》(CESC-1022002 薪春至太湖高速公路 料仓棚计算说明书

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:8.2§

-0.5 -0.21 -0.18

-0.5 +0.28 -0.18 322条注释及《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012表5.3.1注

释规定对受荷水平投 影面积大于60m2的钢构架,屋面竖向均布活荷载的标准 值可取不小于0.3kN/m2。本结构受荷水平投影面积为 1280ml,取屋面活荷载为 0.3kN/m2。

2.2雪荷载

7-ia 屋面水平投影面上的看荷绘标准值应按下式计算:

L 1)

根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012续表E.5得洪湖海拔高度为

23.3m,重现期取为50年,对应的基本雪压为0.5kN/m2。考虑积雪均匀时的屋面 积雪分布系数,为1.0。雪荷载标准值为0.5kN/m2。

2.3风荷载

8-L1垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下列规定 确定:

1计算主要受力结构时,应按下式计第:

纨=0护 1. M)

《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012 8.4.1规定对于高度大于30m且高 宽比大于1.5的房屋需要考虑风振系数。本结构高度为14m宽度为16m,高宽比 为0.875 ;所以不考虑风振系数的影响,取为1.0。钢筋棚所处地域环境为B类, 海拔高度23.3m;根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012表8.2.1插值得 风压高度变化系数为1.42。取重现期为50年的基本风压0.35kN/m2。风的体型

分布系数根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012表8.3.1计算如下图1

-0.8 薪春至太湖高速公路 料仓棚计算说明书

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(3. 2*8) 图1风荷载体型系数 图2风荷载分布(kN/m 2)

风荷载分布图如上图2。《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012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结构 与多跨结构风的体型系数一致;多跨结构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, 与单跨相同;即

风的体形系数与单跨相同。

三、荷载组合

玉九2对于就载能力极限状态,应按荷载的基本组合或偶然组 合计算荷载组合的嫂应设计值,并应采用下列设计表达式进行 设计,

応 W E (3. 2. 2)

式中*氏——结构鬣要性系数,应按各有关建筑结构设计规范的 规定采用F

£ ——荷载组合的效应设计值宇

Rd -结构构件抗力的设计值,应按各有关瑋筑结构设计 规范的规定确定.

取丫 0=0.9 o

1 2 3荷载基本组合的效应设计值齢.应从下列荷载组含值中 取用最不利的效应设计值确定:

1由可变荷載控制的效应设计值.应按下式进行计彈:

(比 2*3-1)

3. 2.7对于正常使用极限状态,应根据不同的设计要求,采用 荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合,并应按下列设计表达 式逬行设计:

Sd W C (3, Z. 7)

式中:C—结构或结构构件达到正常使用要戒的规宦限值.例 如变形.裂ST撮幅、加連度*应力零的限值.应 按各有关建筑结构设计规范的規定采用。

玉2.8荷载标椎组合的效应设计值Sd应按下式进行计算:

《门式刚架轻型房屋结构技术规程》(CESC-1022002 3 25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。基本雪压标准值为0.25kN/m2, 屋面均布活荷呼+ %九甩h + £蚣比”小站

Jwl y 薪春至太湖高速公路 料仓棚计算说明书

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载为0.3kN/m2。所以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《建筑结构荷载规范》

(GB50009-2012表3.2.5取屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数丫 L=1。

风荷载组合系数为0.6。

所得荷载组合如下,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:

工况一:0.9 (1.2SGk 1.4 0.91 SQik 1.2SGk 1.274SQQ

工况二:0.9 (1.2SGk 1.4 0.91 0.6 SQ2R 1.2SGK 0.764SQ2k)

正常使用极限状态:

工况四:SGk SQ2k

承载能力状态主要验算结构的强度是否满足规范要求,正常使用极限状态中 的工况三、四均为荷载的标准组合,根据参考资料《桥梁钢结构》该工况用于验 算结构刚度是否满足规范要求。

四、模型计算结果

4.1几何模型

按照拼叠长钢筋棚设计图纸建立 Midas模型图如下:

图3料仓棚结构示意图 工况三:SGk 薪春至太湖高速公路 料仓棚计算说明书

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4.2计算结果

模型中所有单元均以梁单元模拟,在应力结果中,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缘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。应力结果与《钢结构设计规范》

(GB50017-2003中计算方式相差一个截面塑性发展系数, 此部分在计算书中另

外考虑。

4.2.1强度与刚度计算依据

《钢结构设计规范》(GB50017-2003中给出钢构件强度计算公式,《门式 刚架轻型房屋结构技术规程》(CESC-1022002中规定钢构件刚度要求。

4 1- I在主平面内受弯的实腹构件(萼堪腹板屈曲垢强度若参见

本规癮第4人!条几其抗弯强度应按下列规定计算占

由《门式刚架轻型房屋结构技术规程》(CESC-1022002表342-2可知:

圆弧梁跨度16m竖向挠度允许值分别为 L/180=16000/180=88.88mm

檩条计算长度取相邻圆弧梁上弦杆之间的最大值 6.00m。允许挠度值分别为

L/150=6000/150=40.00mm。

4.2.2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: