鋼筋棚設(shè)計計算書

1、新太高速1#綜合場料倉棚設(shè)計計 算說明 書武漢理工大學交通學院2018年9月設(shè)計計算說明書計算：張文國復核：張中聽負責人：目錄一、設(shè)計參數(shù) 1二、計算荷載 1屋面活荷載 1雪荷載 2風荷載 2三、荷載組合 3四、模型計算結(jié)果 3幾何模型 3計算結(jié)果 4五、 結(jié)論 6一、設(shè)計參數(shù)鋼筋加工棚，縱向按每跨6m間距布置鋼管立柱，立柱采用0 219 X8mnffi管；相I頂每10m安裝一道厚820型采光帶，側(cè)墻全封閉，棚 頂接側(cè)墻處留設(shè)20cm寬透氣帶。鋼筋加工棚鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均涂刷鐵紅 防銹底漆兩道，醇酸調(diào)和面漆兩道。鋼筋棚基礎(chǔ)采用灌注樁處理，灌 注樁頂設(shè)置C30鋼筋混凝土基礎(chǔ)承臺，基礎(chǔ)頂面設(shè)置鋼板預埋件

2、與鋼 管柱進行連接。各構(gòu)件參數(shù)如下表：表1構(gòu)件材料參數(shù)表結(jié)構(gòu)構(gòu)件回材料規(guī)格（mn）上部頂部楝條方管鋼Q235fy=215MPa80*50*4圓弧梁圓管鋼?50X 3水平拉筋鋼筋?20頂棚板彩鋼瓦圓弧梁腹桿鋼筋?20卜部立柱圓管鋼?219X 8側(cè)面楝條鋼筋60*50*側(cè)棚板彩鋼瓦驗算依據(jù)如下:建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012、門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CESC-1022002、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003、橋梁鋼結(jié)構(gòu) （譚金華 主編2013年2月第一次印刷）。二、計算荷載結(jié)構(gòu)承受自自重、屋面活載、雪荷載及風荷載。結(jié)構(gòu)自重Midas根據(jù)結(jié)構(gòu)材料及體積自動計算。其他荷載取值

3、如下。屋面活荷載屋面活載按門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CESC-1022002條注釋及建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012表注釋規(guī)定對受荷水平投影面積大于60m的鋼構(gòu)架，屋面豎向均布活荷載的標準值可取不小于m2本結(jié)構(gòu)受荷水平投影面積為1280R2,取屋面活荷載為m。雪荷載根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012續(xù)表得洪湖海拔高度為，重現(xiàn) 期取為50年，對應的基本雪壓為m2。考慮積雪均勻時的屋面積雪分布系數(shù)， 為 雪荷載標準值為m。風荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012規(guī)定對于高度大于30m且高寬比大 于的房屋需要考慮風振系數(shù)。本結(jié)構(gòu)高度為14m寬度為16m,高寬比為；所

4、以不 考慮風振系數(shù)的影響，取為。鋼筋棚所處地域環(huán)境為B類，海拔高度；根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012表插值得風壓高度變化系數(shù)為。取重現(xiàn)期為 50年的基本風壓m2。風的體型分布系數(shù)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2012表計算如下圖1。圖1風荷載體型系數(shù)圖2風荷載分布（kN/m2）風荷載分布圖如上圖2。建筑結(jié)構(gòu)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(shù)，看按照單跨取值。對于側(cè)面的迎風面單跨結(jié)構(gòu) 與多跨結(jié)構(gòu)風的體型系數(shù)一致；多跨結(jié)構(gòu)兩邊頂棚風的體形系數(shù)絕對值較大，若 按最不利工況考慮可采用邊跨的體形系數(shù)作為驗算的體形系數(shù)，與單跨相同；即風的體形系

5、數(shù)與單跨相同。三、荷載組合取 0= 0=0門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程( CESC-102200)2 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。基本雪壓標準值為m2， 屋面均布活荷載為m2。所以荷載組合中不在考慮雪荷載的影響。設(shè)計使用年限與風荷載重現(xiàn)期均取為50 年，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012表取屋面活荷載考慮設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)丫l=1。風荷載組合系數(shù)為。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：(1.2SGk 1.4 0.91 SQ1k 1.2SGk 1.274SQ1k )工況二：(1.

6、2SGk 1.4 0.91 0.6 SQ2k 1.2SGk 0.764SQ2k )正常使用極限狀態(tài)：工況三：SGk SQ1k工況四：SGk SQ2k承載能力狀態(tài)主要驗算結(jié)構(gòu)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(jù)參考資料橋梁鋼結(jié)構(gòu)該工況用于驗算結(jié)構(gòu)剛度是否滿足規(guī)范要求。四、模型計算結(jié)果幾何模型按照拼疊長鋼筋棚設(shè)計圖紙建立Midas 模型圖如下：圖 3 料倉棚結(jié)構(gòu)示意圖計算結(jié)果模型中所有單元均以梁單元模擬，在應力結(jié)果中，組合應力為軸力產(chǎn)生的應力加上兩個方向彎矩產(chǎn)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；應力值是四個點組合后的應力最大值。應力結(jié)果與

7、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ GB50017-2003） 中計算方式相差一個截面塑性發(fā)展系數(shù)，此部分在計算書中另外考慮。強度與剛度計算依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003中給出鋼構(gòu)件強度計算公式，門式 剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CESC-1022002中規(guī)定鋼構(gòu)件剛度要求。由門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CESC-1022002表可知：圓弧梁跨度16ml豎向撓度允許值分別為 L/180=16000/180=。檁條計算長度取相鄰圓弧梁上弦桿之間的最大值。允許撓度值分別為L/150=6000/150= 。檁條強度與剛度驗算對于檁條，最不利工況為自重和活荷載結(jié)合的工況（即為工況一）。檁條的應力與豎向撓度

8、如圖5- 圖 8 所示 ：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，最大豎向撓度f = ：（r = b=215MPa,強度驗算滿足要求。f = f = ，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(jié)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 圓弧梁最大應力圖 6 工況一 圓弧梁最大撓度由圖可知，圓弧梁最大應力為，最大豎向撓度為:(r= (T = 215MPa,強度驗算滿足要求。f = f = ，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

9、工況二頂棚板最大應力圖 9 工況二頂棚板最大撓度由圖可知，頂棚板最大應力為，最大撓度為。(r= b=215MPa,強度驗算滿足要求。f = f = ，剛度驗算滿足要求。側(cè)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 工況二側(cè)棚板最大應力圖 11 工況二側(cè)棚板最大應力由圖可知，側(cè)棚板最大應力為，最大撓度為。(r= b=215MPa,強度驗算滿足要求。f = f = ，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圖 13 工況一水平拉筋最大應力由圖可知，側(cè)棚板最大應力為，最大撓度為。(

10、r= b=215MPa,強度驗算滿足要求。f = f = ，剛度驗算滿足要求。立柱驗算立柱采用小219X 8mnffl管，高12m參考鋼結(jié)構(gòu)設(shè)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。圖14工況三 立柱應力圖圖15工況四 邊立柱應力圖圖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，立柱最大橫向位移為。(7 1= 口 = 215MPa,強度驗算滿足要求。f 1= f = h/60=,剛度驗算滿足要求。參考鋼結(jié)構(gòu)設(shè)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。對于立柱，取 Yx=, Bx=，有效柱長取12X =; ix=7473mm計算的 入二112150,由門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)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