搅拌站砂石料雨棚计算书1101.docx

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搅拌站砂石料雨棚计算书1101

呼北铁路

1#搅拌站料棚设计计算书

编制：

复核：

审核：

中国铁建大桥工程局集团有限公司

二零二零年十月

1工程概况

轻型管架钢结构大棚，此建筑占地面积2251.11㎡，包含两个新建钢棚，分别新建于原钢棚左右两侧，1号钢棚占地面积1759.11㎡，2号钢棚占地面积492㎡，主要作为1#搅拌站砂石料雨棚，雨棚结构图见图1-1、图1-2。

图1-1雨棚平面布置图

图1-2雨棚立面布置图

建筑物朝向为南北向，1#钢棚为多跨结构，中间5跨为跨度15m，两个边跨跨度为8m，柱距为19.1m，2#钢棚为单跨结构，跨度为24m，柱距为6m；为满足采光和美观需求，设置大面积的玻璃瓦；立柱采用为∅219X4.0圆管，高度8.5m；屋面屋面形式为圆弧顶，圆弧顶排水弧度为20%，排水方式为有组织内排水，屋面做法采用《01J925-1压型钢板》屋面。

棚顶采用厚为0.326m的单层彩钢瓦，檩条采用厚2mm的40*80mm方管，吊筋与拉筋均采用Φ16圆钢，屋架采用Φ60×3mm钢管。

2计算依据

（1）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；

（2）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）；

（3）《建筑钢结构设计手册》（上下册）；

（4）《建筑地基基础设计规范》（GBT50007-2011）。

（5）《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编著，机械工业出版社）

3荷载分析及荷载组合

3.1荷载分析

3.1.1永久荷载

彩色压型钢板0.35KN/㎡，檩条0.06KN/㎡，其余钢材按照7.85t/m³。

3.1.2可变荷载

（1）雪载

取0.3KN/㎡（100年）

（2）风荷载

根据《建筑结构荷载规范》可知地面粗糙度为B类，

风压高度变化系数

；风荷载体系系数根据规范封闭式拱形屋面；风振系数：

。

风荷载标准值：

施工风速下结构所受基本风压：

施工风速下风荷载标准值：

图3-1风荷载受力

3.2荷载组合

标准组合：

1×永久荷载+1×可变荷载

基本组合：

1.35×永久荷载+1.4×可变荷载

荷载的基本组合是用来分析结构的稳定性和强度，荷载的标准组合是用来分析结构的刚度。

4雨棚设计与计算

4.1材料特性与截面参数

材料均采用Q235钢材，梁柱采用Φ219×4.0mm钢管，具体截面参数见下图

图4-1截面参数特性

4.2型钢屋架计算

取其中一跨对型钢屋架进行验算，受力图示如下：

图4-2受力分析

（1）抗剪验算

梁截面的最大剪力

，满足要求。

（2）抗弯验算

取梁端截面进行验算，

满足要求。

4.3钢架柱验算

4.3.1恒荷载与活荷载作用下内力分析

型钢屋架为拱架，受力分析如图4-3.

图4-3受力分析

考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。

柱脚按铰接支承设计。

采用弹性分析方法确定刚架内力。

引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编著，机械工业出版社）中表2－29（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。

λ=l/h=15/8.5=1.76

ψ=f/h=1.77/8.5=0.21

k=h/s=8.5/9.0449=0.939

μ=3+k+ψ（3+ψ）=3+0.939+0.21×（3+0.21）=4.613

HA=HB=qlλΦ/8=[（7.93+7.77）/2]×15×1.76×0.4905/8=12.7KN

Mc=ql2[1－（1+ψ）Φ]/8=[（7.77+7.93）/2]x152[1－（1+0.21）×0.4905]/8=89.75KN·m

MB=MA=－ql2Φ/8=－（[7.77+7.93）]×152×0.4905/8=－108.28KN·m

4.3.2风荷载作用下内力分析

取单根钢立柱按照悬臂梁计算，受力模型图示如下：

图4-4钢架柱受力分析

柱顶为弯矩最大点MA风=-ql2/2=3.468KN·m

柱脚为剪力最大点，V风=ql=0.096×8.5=0.816KN

4.3.3柱构件验算

根据悬臂梁受力特点，柱脚处的弯矩最大，计算最大弯矩M=MA+1.4MA风=108.28KN·m+1.4×3.468=122.152KN·m，最大剪力V=HA+1.4V风=12.7+1.4×0.816=13.84KN。

（恒荷载及活荷载已取1.35倍，此处不再乘以1.35倍）

（1）抗剪验算

，满足要求！

（2）抗弯验算

满足要求!

（3）稳定性验算

闭合截面，整体稳定系数φb=1.0

满足要求!

4.4柱脚验算

钢架柱与基础铰接，采用平板式铰接柱脚。

选取彩钢瓦墙，墙檩条，立柱荷载0.5KN/㎡，标准荷载F=0.5×6=3KN.m.

柱脚内力设计值：

Nmax＝ql/2+3h=[（7.77+7.93）×15/2]+3×8.5=84.375，V＝HA=12.7KN。

因N>0，考虑柱间支撑竖向拔力后，锚栓仍不承受拉力，故仅考虑柱在安装过程中的稳定，按构造要求设置锚栓即可，采用4M16即可。

柱脚板验算：

（1）平面尺寸设计

（2）厚度计算

根据柱底板被柱腹板和翼缘所分割的区段分别计算底板承受的最大弯距。

支承板

，故而按悬臂板计算。

因此柱脚板设计尺寸为400×400×10mm满足要求。