小型预制构件钢大棚计算书

小型预制构件钢结构大棚受力技术书一、工程概况小型预制构件钢结构大棚由两个加工棚组合而成，是苏锡常南部高速公路WX1标、CZ13标4个项目所有防护预制构件集中加工厂房，是小型预制构件生产、养护及存放场地。为保证厂房设计安全，该厂房设计为单跨连拱双坡弧形门式刚架，主架采用镀锌钢管，两侧采用彩钢板封闭，另两侧采用一侧留门、一侧开放的方式，钢结构大棚刚架横跨度25m，棚长60m，檐高8.3m。基础采用1.21.21.5mC25混凝土设在地面以下，并在立柱位置预埋40402cm钢板，立柱采用2193.5钢管，纵向间距6m，拱形梁采用602.5钢管，拱高为2.75m，双层拱梁上下弧度间距55cm，采用202.2钢管对拱梁进行三角支撑加强，檩条采用50x120x20mm方钢间距为1.193m，顶棚檀条间距为6.25m，立柱之间使用202.2钢管加固，屋面四周采用0.326mm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： 602.5钢管：（弧梁主梁）截面积：A=451.62；惯性矩I=186990mm4；截面模量W=12465mm3；回转半径i=20.3mm；单位重量:3.545Kg/m。2193.5钢管：截面积：A=2369.52；惯性矩I=13758920mm4；截面模量W=251304mm3；回转半径i=76.2mm；单位重量:18.6Kg/m。1205020方钢管：截面积：A=7102；惯性矩I=1521100mm4；截面模量W=25350mm3；单位重量:5.57Kg/m。202.2钢管：截面积：A=1982；惯性矩I=4950mm4；截面模量W=990mm3；回转半径i=63.4mm；单位重量:0.966Kg/m。彩钢板厚度0.376：单位重量:2.95Kg/。1403.0钢管：截面积：A=1291.22；惯性矩I=3030760mm4；截面模量W=86593mm3；回转半径i=48.4mm；单位重量:10.136Kg/m。Q235钢材的g=2351.2=195Mpa 江苏常州历年最大风速18.5m/s(8级)，最大风压=450N/，历年最大降雪量18cm厚,雪的密度按50kg/m3，18cm厚的雪每平米产生的最大压力为：0.18*50*10=90N/。2、棚顶檩条受力计算： 棚顶檩条采用1205020方钢管，布设间距为1.193m，跨度为6m。棚顶檩条受到彩钢瓦的压力，自重和雪载：q=1.193m6m2.95Kg/+6m5.57Kg/m90N/1.193m =161.91N/m，其最大弯矩产生在跨中： =161.9166/8=728.6(N.m)=728.6/2535010-9=28.7Mpa195Mpa(满足要求)3、棚顶拱梁架受力计算： 棚顶由11跨25米拱梁架组成。拱梁架高度为2.75米，上、下弦杆均采用3根602.5钢管和腹杆202.2钢管焊接而成，拱梁架受到彩钢瓦、檩条压力和自重：q=(161.91+3.545 325+0.966325（0.5612+0.22）) 1.193=626.34(N.m) 其最大弯矩产生在跨中：=626.34252/8=48932.8(N.m)拱梁架的惯性矩W=I+a2A1+I+a2A2=186990+102451.6+4950+102198=250900mmy=48632.8/250.90.35=67.8(N.m)195Mpa(满足要求)4、立柱受力计算： 立柱采用2193.5钢管，立柱高度均为8.3米，中间立柱受力最大：立柱受到的压力:F=626.3425=15658.5(N)计算长度l0=0.7L=0.78.3=5.81(m) 细比=l0/i=5.810.0762=76.2 钢管为a类截面，查表得稳定系数为：=0.664=0.664195=129.48MPa=F/A=15658.5/0.002=7829250Pa=7.83MPag=129.48Mpa(满足要求)5、抗风计算：江苏常州历年最大风速18.5m/s(8级)，最大风压=450N/1 顶棚侧边檩条抗风计算：檩条采用1205020方钢管，布设间距为1.193m，跨度为顶棚跨度的一半12.5m。所承担的迎风最大面积：S=12.51.193=14.9()，风荷载强度:Q=K1K2K3P=1.311450=585(N/)，1根拱梁架受到的最大风力:F=sQ=58514.9=8716.5(N)，1根拱梁架受到最大风力时产生的均布荷载:q=8716.512.5=697.32(N/m)其最大弯矩：=697.3262/8=3137.94(N.m)=3137.94/25.35010-6=123.8Mpa195Mpa(满足要求)2 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=614.9=89.4()风荷载强度:Q=K1K2K3P=1.311450=585 (N/)1根立柱受到的最大风力:F=sQ=89.4585=52299(N)1根立柱受到最大风力时产生的均布荷载:q=5229914.9=3510(N/m)其最大弯矩：=351062/8=15795(N.m)=15795/251.30410-6=62.85Mpa195Mpa(满足要求)6、基础抗压基础预埋面板40040020，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=11.945KN，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=b0+2t+2c=500+212+260=644mm，取b=600mm；h=h0+2t+2c=450+212+260=595