出口钢筋加工棚验算书.doc
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出口钢筋加工棚验算书.doc
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甘悦大道渝北段工程
钢筋加工彩钢大棚
受力计算书
重庆腾丰钢结构有限公司
2017.10.27
甘悦大道渝北段工程城南隧道钢筋大棚受力验算
一、设计资料
甘悦大道渝北段工程城南隧道位于重庆市渝北区,钢筋结构大棚是甘悦大道渝北段工程隧道、路基工程所有半成品钢筋集中加工厂房,是原材料堆方、半成品加工场地。
为保证厂房设计安全,该厂房设计为单跨双坡弧形门式刚架,主架采用镀锌钢管,四面采用彩钢板封闭,一侧留门的方式,为计算简便,在此只需验算大加工棚,刚架横跨度20.00m,棚长41.00m,檐高9.00m。
基础采用宽60*60cm*100mC20混凝土设在地面以下,并在立柱位置预埋40*40*2cm钢板,立柱采用φ159*5㎜钢管,纵向间距5.10m,拱形梁采用φ60*2.5㎜钢管,拱高为1.50m,双层拱梁上下弧度间距42.0cm,采用φ14㎜钢筋对拱梁进行三角支撑加强,四周檩条采用100x50x1.8mmC型钢间距为1.5m,顶棚檀条间距为1.0m,立柱之间使用加强拉筋加固,屋面棚顶采用0.426mm彩钢板,四周采用0.376mm彩钢板包围,四边屋檐伸出45cm,所用钢材均采用Q235钢。
详见钢筋加工棚设计图。
二、荷载计算
1、计算参数:
⑴Φ60×2.5㎜钢管:
(弧梁主梁)截面积:
A=451.6㎜2;惯性矩I=186992.2mm4;截面模量W=6233.074mm3; 单位重量:
3.545Kg/m。
⑵Φ159×5㎜钢管:
(棚架立柱)截面积:
A=2419㎜2;惯性矩I=7178762mm4;截面模量W=90298.9mm3;回转半径i=54.48mm;单位重量:
18.99Kg/m。
⑶100×50×15×1.8㎜C型钢:
(棚架檩条)截面积:
A=401㎜2;惯性矩I=651200mm4;截面模量W=13020mm3;单位重量:
3.14Kg/m。
⑷φ14㎜钢筋:
截面积:
A=153.9㎜2;惯性矩I=1885.7mm4;截面模量W=269.4mm3;单位重量:
1.209Kg/m。
⑸墙彩钢板0.376㎜厚度:
单位重量:
2.95Kg/㎡。
⑹顶棚彩钢板0.426㎜厚度:
单位重量:
3.344Kg/㎡。
⑺Q235钢材的[σg]=235÷1.2=195Mpa
⑻设棚区域基本风压按50年一遇,取400N/㎡。
2、棚顶檩条受力计算:
棚顶檩条采用100×50×1.8㎜C型钢,布设间距为1.0m,跨度为5.10m。
棚顶檩条受到彩钢瓦的压力,自重和风载:
q=(1.0m*5.10m*3.344Kg/㎡+5.10m*3.14Kg/m+40Kg/㎡*5.10m)/5.1m
=46.484Kg/m=464.84N/m,
其最大弯矩产生在跨中:
=464.84*5.1*5.1/8=1511.3(N.m)
=1511.3/13400=112.8Mpa<195Mpa(满足要求)
3、棚顶拱梁架受力计算:
棚顶由9跨20米拱梁架组成。
拱梁架高度为1.5米,上、下弦杆均采用3根φ60×2.5㎜钢管和腹杆Φ14㎜钢筋焊接而成,拱梁架受到彩钢瓦、檩条压力和拱架自重:
q=464.84+3*21.24*35.45+(18*1.14+2*0.75)*12.09*2
=3256.2(N.m)
其最大弯矩产生在跨中:
=3256.2*202/8=162807.88(N.m)
三角形拱梁架的惯性矩:
IX=bh3/36=200*4203/36=411600000mm4
=411600000/140=2940000mm3
=162807.88/2940000=55.37(Mpa)<195Mpa(满足要求)
4、立柱受力计算:
立柱采用φ159×5㎜钢管,立柱高度均为9.00米,单根立柱受力最大:
立柱受到的压力:
F=3256.2×20/2=32562(N)
计算长度l0=0.7×L=0.7×9.00=6.30(m)
细比λ=l0/i=6.30÷0.05448=116
钢管为a类截面,查表得稳定系数为:
ψ=0.476
=0.476*195=92.82MPa
σ=F/A=32562N/0.002419m2=13460934Pa=13.46MPa<ψ[σg]=92.82Mpa(满足要求)
5、抗风计算:
省市名
城市名
海拔高度(m)
10年一遇风压(KN/m2)
50年一遇风压(KN/m2)
100年一遇风压(KN/m2)
10年一遇雪压(KN/m2)
50年一遇雪压(KN/m2)
100年一遇雪压(KN/m2)
雪荷载准永久值系数分区
北京
北京
54
0.3
0.45
0.5
0.25
0.4
0.45
2
天津
天津
3.3
0.3
0.5
0.6
0.25
0.4
0.45
2
塘沽
3.2
0.4
0.55
0.6
0.2
0.35
0.4
2
上海
上海
2.8
0.4
0.55
0.6
0.1
0.2
0.25
3
重庆
重庆
259.1
0.25
0.4
0.45
0
0
0
河北
石家庄
80.5
0.25
0.35
0.4
0.2
0.3
0.35
2
蔚县
909.5
0.2
0.3
0.35
0.2
0.3
0.35
2
刑台
76.8
0.2
0.3
0.35
0.25
0.35
0.4
2
重庆地区基本风压按10年一遇:
取250N/㎡。
⑴棚侧边檩条抗风计算:
檩条采用100×50×1.8㎜C型钢,布设间距为1.5m,跨度5.1m。
所承担的迎风最大面积:
S=5.1×1.5=7.65(㎡),
风荷载强度:
Q=ωk=βz×μs×μz×ω0=1.3×0.8×1×250=260(N/㎡),
单根檩条受到的最大风力:
F=s×Q=7.65×260=1989(N),
单根檩条受到最大风力时产生的均布荷载:
q=1989÷5.1=390(N/m)
其最大弯矩:
=390*5.12/8=1267.99(N.m)
=1267.99/13400=94.63Mpa<195Mpa(满足要求)
⑵立柱抗风计算:
立柱的间距为5.1米,单根立柱所承担的迎风最大面积:
S=5.1×9=45.9(㎡)
风荷载强度:
Q=ωk=βz×μs×μz×ω0=1.3×0.8×1×250=260(N/㎡)
单根立柱受到的最大风力:
F=s×Q=45.9×260=11934(N)
单根立柱受到最大风力时产生的均布荷载:
q=11934÷9=1326(N/m)
其最大弯矩:
=1326*92/8=13452.8(N.m)
=13452.8/90298.9=148.98Mpa<195Mpa(满足要求)
6、基础抗压
基础预埋面板400×400×20,预埋钢截面为16mm,刚架柱与基础钢板焊接。
⑴柱脚内力设计值:
Nmax=11.945KN,相应的V=62.5KN;
⑵柱脚底板面积和厚度的计算
柱脚底板面积的确定
b=b0+2t+2c=500+2×12+2×60=644mm,取b=600mm;
h=h0+2t+2c=450+2×12+2×60=595mm,取h=500mm;
验算底板下混凝土的轴心抗压强度设计值:
基础采用C20混凝土,fc=11.9N/mm2,满足要求。
三、验算结论:
通过对彩钢棚各部位进行强度和抗风计算,彩钢棚满足抗风要求。
钢筋加工棚设计图
钢筋加工棚侧面设计图
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