2023年彩钢棚棚架钢结构计算书.doc

彩钢棚棚架钢结构计算书彩钢棚棚架钢结构计算书 彩钢棚棚架钢结构计算书 一、设计概况 1.1 工程概况 本厂房为钢筋加工厂，该厂房为单层，其中单跨为双坡弧度门式刚架，刚架跨度 26m，长 70m，檐高11m；柱距有 5m 及 6m 两种，梁拱高为 1.7m，上下弧度梁间距 0.816m（具体结构见加工图纸）。屋面采用 0.426mm 彩钢瓦,檩条采用 C120mm 型钢，间距为 0.8m，钢材采用 Q235 钢，焊条采用 J422 型。1.2 设计依据 钢结构设计规范 GB500172003 建筑结构荷载规范 GB500092012 建筑桩基技术规范 JGJ942008 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS102：2002 一、荷载计算 2.1 荷载取值荷载组合 作用于屋架上的荷载有：（1）屋架(包括支撑)自重；（2）屋面恒荷载(檩条、彩钢瓦屋面等的重量)；（3）活荷载；（4）风荷载。以上荷载通常可看作是均布于屋面倾斜面积或水平投影面积上的荷载，以 kNm2 计，其值可由建筑结构荷载规范GB50009-2001 查得，或按按材料的厚度、规格计算得出。根据屋架结构不同工况实际情况对不同荷载组合进行结构验算，计算杆件内力时应按设计荷载，即荷载标准值乘以相应分项系数：（1）屋架施工阶段，恒载活载；（2）屋架使用阶段，恒载部分活载地震荷载。2.2 计算荷载说明 2.2.1 屋面恒荷载说明 应按屋面实际做法和屋面板、檩条规格等与建筑结构荷载规范或由材料规格、厚度算得。通常表达为按屋面倾斜面积计算的均布荷载 kNm2。屋架自重：屋架自重(包括支撑)在计算模型中考虑。2.2.2 屋面活荷载说明（1）计算彩钢瓦时按不上人屋面考虑，取为 0.50 KN/m2，计算整体结构中，按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102：2002）,取为 0.30 KN/m2（2）风荷载标准值 作用在一般房屋和屋盖表面上的风荷载设计值 w 按下式：基本风压取十年一遇，0=0.3KN/m2，地面粗糙度类别为 B 类；风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)的规定采用，当高度小于等于 15m 时，按 15m 高度处的数值采用，z=1.13。风荷载体型系数 s 查下表可得：迎风面柱及屋面分别为0.8 和0.8，背风面柱及屋面分别为-0.5 和0.5。立柱迎风面：1.13x0.8x0.3=0.27KN/屋面迎风面：-1.13x0.8x0.3=-0.27KN/立柱背风面：-1.13x0.5x0.3=-0.17KN/屋面背风面：-1.13x0.5x0.3=-0.17KN/据全国民用建筑工程设计技术措施结构中第 18.8.1 条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于 7 度的地区可不进行抗震计算。故本工程结构设计不考虑地震作用。二、结构验算 3.1 屋面板受力验算 屋面采用 0.426mm 彩钢瓦，屋面主要受到自重、活荷载、风荷载及积灰荷载作用（屋面安装时，施工人员站立在檩条上，不考虑彩钢瓦承受施工人员荷载）。彩钢瓦下檩条间距 800mm，取 1m 宽度屋面单元体进行分析。屋面板受力模型按三跨连续梁进行模拟,如下图所示，L=800mm，均布荷载 Q 考虑两种情况：（1）Q1=面板自重 g1+其他活载 g3；（2）Q2=面板自重 g1+风荷载 g2+其他活载 g3。面板自重：风荷载：g2=-0.27KN/m（负号表示荷载方向向上）其他活载：（1）仅受自重作用时 最大弯矩值：最大剪力值：查得产品规格表得 根据第四强度理论，最大组合应力，此时屋面板受力满足要求。（2）受自重及风荷载同时作用时 最大弯矩值：=0.08x(1.0335-0.27)x0.8=0.039KNm 最大剪力值：=0.6x0.76x0.8=0.36kN 由上小节可知，此时屋面板受力满足要求。3.2 屋面檩条受力验算 檩条采用 C120mm 型钢，间距为 0.8m，檩条下钢架最大间距为 6m，其受力简化为三跨连续梁，如下图所示。其中，L=6000mm，均布荷载 Q 考虑两种情况：（1）Q1=型钢自重 g1+屋面荷载g3，同时考虑施工人员荷载，按集中荷载 P=0.8kN，作用在跨中（上图未示）；（2）Q2=型钢自重 g1+风荷载 g2+屋面荷载 g3，取宽度为 1m 单元进行分析。型钢自重：风荷载：g2=-0.27x0.8=-0.22kN/m（负号表示荷载方向向上）屋面荷载：（1）屋面施工作用时 最大弯矩值 最大剪力值：查得产品规格表得 根据第四强度理论，最大组合应力，此时屋面檩条受力满足要求。（2）受自重及风荷载同时作用时 最大弯矩=0.08x(0.837-0.22)x6=1.78kNm 最大剪力值：=0.6x0.57x6=2.05kN 由上小节可知，此时屋面檩条受力满足要求。3.3 棚架主体结构受力验算 建立钢筋场棚架结构进行整体受力分析 3.3.1 桁架计算 桁架上弦杆采用 89x3.5 钢管，腹杆采用 42x3 钢管，下弦杆采用76x4 钢管，下弦加强杆采用 63x3.5 钢管。最大组合应力比 0.831.0，满足要求。变形值 60.1mmL/400=26000/400=65mm，满足要求。3.3.2 立柱计算 最大组合应力比 0.871.0，满足要求。（3）立柱反力 计算得，在工况一作用下立柱最大反力 最大水平反力（kN）最大竖向反力（kN）最大弯矩（kNm）23.5 53 129.7 四、结论 综上，钢筋厂棚架结构满足受力要求。