1、1#钢筋厂钢结构大棚受力验算一、设计资料1#钢筋厂钢结构大棚由两个加工棚组合而成，是DK563+515DK580+504.49段桥涵、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20m，棚长30m，檐高9.62m。基础采用宽60*60Cm*50mC25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220*5Ilnn钢管，纵向间距6m，拱形梁采用50*3.5n皿钢管，拱高为2.1m，双层拱梁上下弧度间距
2、72Cm，采用32*2mm钢管对拱梁进行三角支撑加强，橡条采用50x100x2mm方钢间距为1.5m，顶棚檀条间距为0.8m，立柱之间使用加强拉筋加固，屋面四周采用0326mm彩钢板包围，四边屋檐伸出55cm，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：d)503.5Inm钢管：(弧梁主梁)截面积:A=511.3mm2；惯性矩I=121900mm4；截面模量W=5080m3；m单位重量:4.013Kgm。(2)220x5mm钢管:截面积:A=3375.5mm2；惯性矩l=19514609mm4；截面模量W=177405.54m3m；回转半径i=76mm；单位重量:
3、26.5Kg/m。501002三方钢管：截面积：A=584mm2；惯性矩1=775179mm4；截面模量W=15503.57m3m；单位重量:4.584Kg/m。(4)322皿山钢管：截面积：A=198n；惯性矩l=24600mm；截面模量W=1990m3m；单位重量:1.55Kg/m。彩钢板厚度0376mm：单位重量295KgIri。(6)120502.5minC型钢：截面积:A=808.9mm2；惯性矩l=1439700mm4；截面模量W=23995m3；m单位重量:6.35Kg/m。(7)Q235钢材的g=2351.2=195Mpa山西运城历年最大风速28.4mS(IO级)，最大风压=5
4、04.1Nm，历年最大降雪量30cm厚,雪的密度按50kgm3，30cm厚的雪每平米产生的最大压力为：0.3*50*10=150Nri。2、棚顶橡条受力计算：棚顶橡条采用50IOoX2mn方钢管，布设间距为0.8m，跨度为6m0棚顶橡条受到彩钢瓦的压力，自重和雪载：q=0.8m*6m*2.95Kg/m+6m*4.584Kgm+150Nrn*0.8m=161.66Kgm=161.66Nm，其最大弯矩产生在跨中：q*rMmax-=161.66*6*6/8=727.49(N.m)WMmaX=727.49/15503.57*10-9=46.92Mpa195Mpa满(足要求)w3、棚顶拱梁架受力计算：棚
5、顶由6跨20米拱梁架组成。拱梁架高度为2.1米，上、下弦杆均采用3根503.5l三钢管和腹杆322三钢管焊接而成，拱梁架受到彩钢瓦、楝条压力和自重：q=(161.66+(4.01+1.55)*3*22)*1.5636=826.55(N.m)其最大弯矩产生在跨中：,Mmax*=826.55*2028=41327.5(N,m)8拱梁架的惯性矩W=l+a2A+l+a2A2=121900+102*511.3+102*584=231430mmWMmaXy=4l327.5/231.43*0.35=62.5(N.m)v195Mpa(满足要求)W4、立柱受力计算：立柱采用2205m钢管，立柱高度均为9.62米
6、中间立柱受力最大：立柱受到的压力：F=826.55*20=16531(N)计算长度Io=O.7L=0.79.62=6.734(m)细比=l0i=6.7340.07603=89钢管为a类截面，查表得稳定系数为：=0.7219=0.721*195=140.595MPa=FA=165310.002=8265500Pa=8.27MPag=140.59Mpa(满足要求)5、抗风计算：山西运城历年最大风速28.4mS(Io级)，最大风压=504.1Nri(1)顶棚侧边楝条抗风计算：橡条采用50x100x2加方钢管，布设间距为0.8m，跨度为顶棚跨度的一半10m。所承担的迎风最大面积：S=100.8=8(
7、m)风荷载强度:Q=KlXK2xK3xP=1.3x1x1x504.1=65533(N/1rf)，1根拱梁架受到的最大风力：F=SXQ=655.33x8=5242.64(N)，1根拱梁架受到最大风力时产生的均布荷载：q=5242.6410=524.26(Nm)其最大弯矩：Mmag=524.26*628=2359.17(N.m)8=2359.17/50*。6=98.3MPaVl95MPa满(足要求)w立柱抗风计算：立柱的间距为6米，所承担的迎风最大面积：S=68=48(ni)风荷载强度:Q=KlXK2xK3xP=1.3x1x1x504.1=655.33(N/m)1根立柱受到的最大风力：F=SXQ=
8、48655.33=31455.84(N)1根立柱受到最大风力时产生的均布荷载：q=31455.848=3932(Nm)其最大弯矩：q*I*I2Mmam=3932*628=17693.9(N.m)8WMmaX=17693.9/177*10-6=99.97Mpa195MpaW(足要求)W6、基础抗压基础预埋面板400x400x20，预埋螺纹钢截面为16mm，刚架柱与基础钢板焊接。柱脚内力设计值：NmaX=Il945KN，相应的V=62.5KN；柱脚底板面积和厚度的计算柱脚底板面积的确定b=bo+2t+2c=5OO+212+260=644mm，取b=600mm；h=ho+2t+2c=45O212+260=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=11.9Nmm2，满足要求N11.945W3WCK-2bh6005000.04Nmm2CfCII9Nmm三、验算结论：因运城地区抗风压基数大于抗雪压，故不在计算。通过对彩钢棚各部位进行强度和抗风计算，彩钢棚满足抗风力10级的要求。钢筋加工棚设计图D-DC-C钢筋加工棚侧面设计图
