某拌和站料倉(cāng)棚結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算書

拌和站料倉(cāng)棚結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資料某港口鐵路支線三號(hào)拌和站料倉(cāng)棚，該料倉(cāng)棚為單層，采用單跨弧形雙坡門式剛架，剛架跨度18m，柱高6m；共有15榀剛架，柱距6m。料倉(cāng)棚剛架平面布置見圖1(a)，剛架形式及幾何尺寸見圖1(b)。屋面面板均為彩色壓型鋼板；考慮經(jīng)濟(jì)、制造和安裝方便，檁條和梁均采用冷彎薄壁圓型鋼，間距為1.5m，鋼材采用Q235鋼，焊條采用E43型。圖1（a）料倉(cāng)棚剛架平面布置圖圖1（b）剛架形式及幾何尺寸見圖二、荷載計(jì)算（一）荷載取值計(jì)算1．屋蓋永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（對(duì)水平投影面）YX51-380-760型彩色壓型鋼板 0.15KN/m2檁條及支撐 0.10KN/m2剛架斜梁自重0.15KN/m2合計(jì)0.4KN/m22．屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面活荷載：按不上人屋面考慮，取為0.50KN/m2。3．柱自重標(biāo)準(zhǔn)值0.50KN/m24．風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓ω0=1.05×0.45KN/m2，地面粗糙度類別為B類；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時(shí)，按10m高度處的數(shù)值采用，μz=1.0。風(fēng)荷載體型系數(shù)μs：迎風(fēng)面柱及屋面分別為＋0.25和－1.0，背風(fēng)面柱及屋面分別為＋0.55和－0.65(CECS102：2002中間區(qū))。（二）各部分作用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.4×6=2.4KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.50×6=3.00KN/m柱荷載：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5×6×6+2.4×9=39.6KN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.00×9=27.00KN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：迎風(fēng)面：柱上qw1=0.47×6×0.25=0.71KN/m 橫梁上qw2=－0.47×6×1.0=－2.82KN/m背風(fēng)面：柱上qw3=－0.47×6×0.55=－1.55KN/m 橫梁上qw4=－0.47×6×0.65=－1.83KN/m三、內(nèi)力分析考慮本工程剛架跨度較小、料倉(cāng)高度較低、荷載情況及剛架加工制造方便，剛架采用等截面，梁柱選用相同截面；柱腳按鉸接支承設(shè)計(jì)；采用彈性分析方法確定剛架內(nèi)力。1．在恒荷載作用下λ=l/h=18/6=3ψ=f/h=0.9/6=0.15k=h/s=6/9.0449=0.6634μ=3+k+ψ(3+ψ)=3+0.6634+0.15×(3+0.15)=4.1359Φ=(8+5ψ)/4μ=(8+5×0.15)/4×4.1359=0.5289HA=HE=qlλΦ/8=2.4×18×3×0.5289/8=8.57KNMC=ql2[1－(1+ψ)Φ]/8=2.4×18×18×[1－(1+0.15)×0.5289]/8=38.08KN·mMB=MD=－ql2Φ/8=－2.4×18×18×0.5289/8=－51.41KN·m剛架在恒荷載作用下的內(nèi)力如下圖：內(nèi)力計(jì)算的“+、－”號(hào)規(guī)定：彎矩圖以剛架外側(cè)受拉為正，在彎矩圖中畫在受拉側(cè)；軸力以桿件受壓為正，剪力以繞桿端順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為正。2．在活荷載作用下VA=VE=27.00KNHA=HE=3.00×18×3×0.5289/8=10.71KNMC=3.00×18×18×[1－(1+0.15)×0.5289]/8=47.60KN·mMB=MD=－3.00×18×18×0.5289/8=－64.26KN·m剛架在活荷載作用下的內(nèi)力如下圖：3．在風(fēng)荷載作用下對(duì)于作用于屋面的風(fēng)荷載可分解為水平方向的分力qx和豎向的分力qy?，F(xiàn)分別計(jì)算，然后再疊加。(1)在迎風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載豎向分力qw2y作用下Φ=(8+5ψ)/16μ=(8+5×0.15)/16×4.1359=0.1322VE=qa2/2l=2.82×92/2×18=6.35KNVA=2.82×9－6.35=19.03KNHA=HE=qlλΦ/4=2.82×18×3×0.1322/4=5.03KNMB=MD=5.03×6=30.18KN·mMC=ql2[α2－(1+ψ)Φ]/4=2.82×182×[0.52－(1+0.15)×0.1322]/4=22.38KN·m剛架在qw2y作用下的內(nèi)力如下圖：(2)在背風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載豎向分力qw4y作用下VE=qa2/2l=1.83×92/2×18=4.12KNVA=1.83×9－4.12=12.35KNHA=HE=qlλΦ/4=1.83×18×3×0.1322/4=3.27KNMB=MD=3.27×6=19.62KN·mMC=ql2[α2－(1+ψ)Φ]/4=1.83×182×[0.52－(1+0.15)×0.1322]/4=14.52KN·m剛架在qw4y作用下的內(nèi)力如下圖：(3)在迎風(fēng)面柱上風(fēng)荷載qw1作用下α=1Φ=[6(2+ψ+k)-ka2]/4μ=[6×(2+0.15+0.6634)-0.6634×12]/4×4.1359=0.9803VA=－VB=－qh2/2L=－0.71×62/(2×18)=－0.71KNHA=-qha(2-aΦ/2)/2=-0.71×6×1×(2-0.9803/2)/2=-3.22KNHE=0.71×6－3.22=1.04KNMB=-qa2h2(2-Φ)/4=0.71×12×62×(2-0.9803)/4=-6.54KN·mMC=-qa2h2[1-(1+ψ)Φ]/4=－0.71×12×62×[1-(1+0.15)×0.9803]/4=-0.81KN·mMD=1.04×6=6.24KN·m剛架在qw1作用下的內(nèi)力如下圖：(4)在背風(fēng)面柱上風(fēng)荷載qw3作用下VA=－VB=－qh12/2L=－1.55×62/(2×18)=－1.55KNHe=-qha(2-aΦ/2)/2=-1.55×6×1×(2-0.9803/2)/2=-7.02KNHA=1.55×6－7.02=2.28KNMB=2.28×6=13.68KN·mMC=-qa2h2[1-(1+ψ)Φ]/4=－1.55×12×62×[1-(1+0.15)×0.9803]/4=-1.78KN·mMD=7.02×6－1.55×62/2=14.22KN·m剛架在qw3作用下的內(nèi)力如下圖：(5)在迎風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載水平分力qw2x作用下α=1,β=0Φ=0.15×(4+3×1×0.15)/8×4.1359=0.0202VA=－VE=2.82×0.9×(0.9+2×6)/2×18=0.91KNHA=2.82×0.9×(1+0.0202)/2=1.29KNΦ=0.15×(4+3×1×0.15)/8×4.1359=0.0202VA=－VE=2.82×0.9×(0.9+2×6)/2×18=0.91KNHE=2.82×0.9－1.29=1.25KNMB=1.29×6=7.74KN·mMC=2.82×0.9×6×(0.15××0.0202)/2=0.39KN·mMD=1.25×6=7.50KN·m剛架在qw2x作用下的內(nèi)力如下圖：(6)在背風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載水平分力qw4x作用下VA=－VE=-1.83×0.9×(0.9+2×6)/2×18=-0.59KNHA=1.83×0.9(1+0.0202)/2=0.84KNHE=1.83×0.9－0.84=0.81KNMB=0.81×6=4.86KN·mMC=1.83×0.9×6×(0.15××0.0202)/2=0.26KN·mMD=0.84×6=5.04KN·m剛架在qw4x作用下的內(nèi)力如下圖：(7)用疊加繪制在風(fēng)荷載作用下剛架的組合內(nèi)力如下圖：四、內(nèi)力組合剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009－2001)的規(guī)定，采用荷載效應(yīng)的基本組合：γ0S≤R。本工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級(jí)為二級(jí)，γ0=1.0。對(duì)于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S從下列組合值中取最不利值確定：A．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)B．1.0×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)C．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.6×1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)D．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.7×1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)E．1.35×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.7×1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)本工程不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。最不利內(nèi)力組合的計(jì)算控制截面取柱底、柱頂、梁端及梁跨