关于彩钢板活动房轻钢桁架结构几种情况计算分析祥解.docx
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关于彩钢板活动房轻钢桁架结构几种情况计算分析祥解
关于彩钢板活动房轻钢桁架结构
几种情况计算分析
二O一二年十二月
A本文主要工作：
（1）确定彩钢板活动房轻钢桁架计算荷载取值；
（2）按现行彩钢板房实际构件尺寸（立柱80×80×2.5）（情况一），进行承载力验算。
（3）将立柱增大至100×100×3后（情况二），进行承载力验算。
（4）现行彩钢板房结构计算立柱不满足规范要求，维持立柱截面不变，在桁架跨中增加一根80×80×2.5的立柱后（情况三），进行承载力计算。
B本文主要结论：
（1）按现行彩钢板房构件尺寸（立柱80×80×2.5）进行承载力验算（情况一），桁架梁变形、应力基本满足要求，立柱应力不满足要求。
立柱强度及稳定性不满足要求。
（2）立柱增大至100×100×3后进行承载力验算（情况二），桁架梁、柱变形、应力均基本满足要求。
构件强度及稳定性基本满足要求。
（3）维持立柱截面不变，在桁架跨中增加一根80×80×2.5的立柱后进行承载力验算（情况三），桁架梁、柱变形、应力均基本满足要求。
构件强度及稳定性基本满足要求。
C计算结果汇总：
荷载
参数最大值
情况一
情况二
情况三
桁架梁
（mm）/（MPa）
立柱
（mm）/（MPa）
桁架梁
（mm）/（MPa）
立柱
（mm）/（MPa）
桁架梁
（mm）/（MPa）
立柱
（mm）/（MPa）
恒荷载（DL）
变形
-6.3
/
-5.9
/
-1.0
/
应力
73.3
-70.4
71.0
-60.9
-38.4
-30.8
活荷载（LL）
变形
-6.1
/
-5.7
/
-1.7
/
应力
71.1
-74.0
-69.4
-61.8
-56.1
-39.6
正吹风荷载[W（+X）]
变形
-0.1
/
-0.1
/
-0.1
/
应力
53.3
115.2
27.4
62.0
-74.2
88.0
负吹风荷载[W（-X）]
变形
0.1
/
0.1
/
0
/
应力
47.5
117.1
-24.6
62.5
-74.3
89.2
荷载组合1（ZC1）
变形
-16.1
/
-15.2
/
-3.6
/
应力
187.3
-188.1
181.6
-159.5
-124.5
-90.9
荷载组合2（ZC2）
变形
-7.5
/
-7.1
/
-1.3
/
应力
87.5
-220.3
84.9
-137.1
-131.2
-143.9
荷载组合3（ZC3）
变形
-7.5
/
-7.1
/
-1.2
/
应力
86.9
-199.1
84.2
-132.1
-125.6
-157.2
荷载组合4（ZC4）
变形
-15.2
/
-14.3
/
-3.4
/
应力
177.0
-287.6
171.7
-194.5
-151.3
-175.7
荷载组合5（ZC5）
变形
-15.2
/
-14.3
/
-3.4
/
应力
176.4
-243.0
171.9
-173.8
-151.2
-190.5
目录
1彩钢板活动房概况1
2计算依据1
3活动房计算相关取值1
4活动房计算荷载计算2
4.1楼面恒荷载2
4.2楼面活荷载2
4.3风荷载计算2
4.4荷载组合2
5情况一计算3
5.1计算软件3
5.2计算模型3
5.3模型构件截面4
5.4荷载施加4
5.5荷载组合6
5.6计算结果7
5.6.1变形7
5.6.2梁单元应力10
5.6.3桁架单元应力13
5.6.4强度及稳定性验算结果16
5.6.5结论17
6情况二计算17
6.1模型构件截面17
6.2计算模型构件尺寸编号17
6.3计算结果18
6.3.1变形18
6.3.2梁单元应力21
6.3.3桁架单元应力24
6.3.4强度及稳定性验算结果28
6.3.5结论28
7情况三计算28
7.1计算模型28
7.2模型构件截面29
7.3计算模型构件尺寸编号29
7.4计算结果30
7.4.1变形30
7.4.2梁单元应力33
7.4.3桁架单元应力36
7.4.4强度及稳定性验算结果39
7.4.5结论40
1彩钢板活动房概况
彩钢板活动房是以轻钢桁架结构为骨架，以彩钢板为围护材料，以标准模数系列进行组合而成的临时房屋。
彩钢板房主要承重结构为450高横向轻钢桁架。
房屋层高为3.0m，开间为3.6m，进深6.0m，并有1.2m外挑走道。
2计算依据
（1）《临时性建（构）筑物应用技术规程》（DGJ08-114-2005）；
（2）《施工现场临时建筑物技术规范》（JGJ/T188-2009）；
（3）《建筑结构荷载规范》（2006年版）（GB50009-2001）；
（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
3活动房计算相关取值
序号
相关参数
取值
取值依据
1
建筑设计使用年限
5年
行业规范3.0.5条
2
主要承重构件设计使用年限
20年
行业规范3.0.9条
3
安全等级
二级
①行业规范7.1.4条规定：
安全等级不应低于三级，重要性系数不应小于0.9。
②上海市地方规范5.1.3条规定：
宿舍、办公楼的安全等级可取二级，重要性系数取1.0。
4
抗震设防类别
不考虑
①行业规范7.1.5条规定：
临时建筑的抗震设防类别为丁类。
②上海市地方规范没有抗震设防要求。
5
楼面活荷载
2.0kN/m2
上海市地方规范5.3.1条
6
屋面活荷载
0.3kN/m2
上海市地方规范5.3.1条
7
基本风压
0.4kN/m2
上海市地方规范5.3.2条
8
基本雪压
不考虑
上海市地方规范5.1.4条
注：
①行业规范:
《施工现场临时建筑物技术规范》JGJ/T188-2009；
②上海市地方规范指：
《临时性建（构）筑物应用技术规程》DGJ08-114-2005。
4活动房计算荷载计算
4.1楼面恒荷载
楼面做法：
35厚预制水泥板，上铺40厚细石混凝土。
（0.035×20+0.04×25=1.7KN/m2）；
彩钢板隔墙：
0.24KN/m2；
1.7×3.6+0.24×（3-0.45）=6.74KN/m
4.2楼面活荷载
2.0×3.6=7.2KN/m
4.3风荷载计算
根据上海市地方规范DGJ08-114-2005第5.3.2条计算。
计算5m高处的风荷载标准值；地面粗糙度类别取B类；风载体型系数取+0.8及-0.5；5m高度处风压高度变化系数为0.8。
W（+0.8）=usuzw0=0.8×0.8×0.4=0.256kN/m2；
W（-0.5）=usuzw0=0.5×0.8×0.4=0.16kN/m2；
折算成立柱上的线荷载分别为：
0.256×3.6=0.92kN/m、0.16×3.6=0.58kN/m。
4.4荷载组合
根据上海市地方规范DGJ08-114-2005第5.1.4条组合。
其中一般取1.2，对结构有利时取1.0；、取1.4。
5情况一计算
情况一：
按现行彩钢板活动房实际构件尺寸进行计算。
5.1计算软件
采用MIDASGENVER.795计算。
5.2计算模型
单榀桁架结构计算模型
计算模型中构件尺寸编号
5.3模型构件截面
序号
名称
规格
长（mm）
宽（mm）
厚（mm）
Q235钢
1
钢管80×80×2.5
80×80×2.5
80
80
2.5
2
双拼L5角钢
2L50×5
50
50
5
3
双拼L3角钢
2L30×4
30
30
4
4
扁钢
50×5
/
50
5
5.4荷载施加
恒荷载（单位kN/m）
活荷载（单位kN/m）
正吹风荷载（单位kN/m）
负吹风荷载（单位kN/m）
5.5荷载组合
根据上海市地方规范DGJ08-114-2005第5.1.4条进行荷载组合。
组合名称
组合值
ZC1
1.2DL+1.4LL
ZC2
1.2DL+1.4W（+X）
ZC3
1.2DL+1.4W（-X）
ZC4
1.2DL+0.9×[1.4LL+1.4W（+X）]
ZC5
1.2DL+0.9×[1.4LL+1.4W（-X）]
5.6计算结果
5.6.1变形
恒荷载作用下变形（mm）
活荷载作用下变形（mm）
正吹风作用下变形（mm）
负吹风作用下变形（mm）
荷载组合ZC1作用下变形（mm）
荷载组合ZC2作用下变形（mm）
荷载组合ZC3作用下变形（mm）
荷载组合ZC4作用下变形（mm）
荷载组合ZC5作用下变形（mm）
5.6.2梁单元应力
恒荷载作用下应力（MPa）
活荷载作用下应力（MPa）
正吹风作用下应力（MPa）
负吹风作用下应力（MPa）
荷载ZC1作用下应力（MPa）
荷载ZC2作用下应力（MPa）
荷载ZC3作用下应力（MPa）
荷载ZC4作用下应力（MPa）
荷载ZC5作用下应力（MPa）
5.6.3桁架单元应力
恒荷载作用下应力（MPa）
活荷载作用下应力（MPa）
正吹风作用下应力（MPa）
负吹风作用下应力（MPa）
荷载ZC1作用下应力（MPa）
荷载ZC2作用下应力（MPa）
荷载ZC3作用下应力（MPa）
荷载ZC4作用下应力（MPa）
荷载ZC5作用下应力（MPa）
5.6.4强度及稳定性验算结果
强度及稳定性验算结果
5.6.5结论
经过上述计算：
（1）该榀桁架的变形满足规范要求，最大变形为ZC1下的16.1mm，根据规范要求，变形限值为L/180=6000/180=33mm。
（2）桁架梁应力满足规范要求（最大值为ZC1下的187.3MPa），柱应力不满足要求（最大值为ZC4下的287.6MPa），应力限值为205MPa。
（3）桁架梁强度及稳定性验算基本满足要求，立柱强度及稳定性验算不满足要求。
6情况二计算
情况二：
将现行彩钢板活动房轻钢桁架结构的立柱增大为100×100×3，其他构件尺寸不变，荷载不变，进行承载力验算。
6.1模型构件截面
序号
名称
规格
长（mm）
宽（mm）
厚（mm）
Q235钢
1
钢管100×100×3
100×100×3
100
100
3
2
双拼L5角钢
2L50×5
50
50
5
3
双拼L3角钢
2L30×4
30
30
4
4
扁钢
50×5
/
50
5
6.2计算模型构件尺寸编号
计算模型构件尺寸编号
6.3计算结果
6.3.1变形
恒荷载作用下变形（mm）
活荷载作用下变形（mm）
正吹风作用下变形（mm）
负吹风作用下变形（mm）
荷载组合ZC1作用下变形（mm）
荷载组
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