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1、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WX标、CZ1琳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25ml棚长60ml檐高8.3m。基础采用1.2X1.2x1.5mC25混凝土设在地面以下，并在立柱位置预埋40X40X2cm钢板，立柱采用219X3.5mm钢管，纵向间距6拱形梁采用。60X2.5项钢管，拱高为2.75m,双层拱梁上下弧度间距55c
2、mi采用。20X2.2项钢管对拱梁进行三角支撑加强，楝条采用50x120x20mm钢间距为1.193m,顶棚檀条间距为6.25m,立柱之间使用。20X2.2mm钢管加固，屋面四周采用0.326mm彩钢板包围，四边屋檐伸出55cmi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：60X2.5mm钢管：（弧梁主梁）截面积：A=451.6mm2；惯性矩I=186990mm；截面模量W=2465mrm;回转半径i=20.3mm单位重量：3.545Kg/mo219X3.5mm钢管：截面积：A=2369.5mm2;惯性矩I=13758920mrm;截面模量W251304mr3i回
3、转半径i=76.2mm单位重量：18.6Kg/mo120X50X20mm方钢管：截面积：A=710mni2;惯性矩I=1521100mrm;截面模量W25350mmi单位重量：5.57Kg/m.(4)22022.2mm钢管：截面积：A=198mm2；惯性矩I=4950mmj截面模量W=990mrh回转半径i=63.4mm单位重量：0.966Kg/m.彩钢板厚度0.376mm：单位重量:2.95Kg/m2o140X3.0mm钢管：截面积：A=1291.2mm2;惯性矩I=3030760mr4i截面模量W86593mmi回转半径i=48.4mm单位重量:10.136Kg/moQ235钢材的(rg=
4、235+1.2=195Mpa江苏常州历年最大风速18.5m/s(8级)，最大风压=450N/itf,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/m2。2、棚顶楝条受力计算：棚顶楝条采用120X50X20mm方钢管，布设间距为1.193m,跨度为6m棚顶楝条受到彩钢瓦的压力，自重和雪载：q=1.193mx6mx2.95Kg/m2+6mx5.57Kg/m+90N/m2x1.193m=161.91N/m,其最大弯矩产生在跨中：l*lMmaxq-=161.91x6X6/8=728.6(N.m)wMmax=728.6/25350
5、X10-9=28.7Mpa195Mpa满足要求)w3、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060X2.5mm钢管和腹杆20X2.2加钢管焊接而成，拱梁架受到彩钢瓦、楝条压力和自重：q=(161.91+3.545X3X25+0.966X3X25X(0.561X2+0.22)x1.193=626.34(N.m)其最大弯矩产生在跨中：2Mmax=626.34x25/8=48932.8(N.m)拱梁架的惯性矩W=I+o2A+I+a2A=186990+16x451.6+4950+102x198=250900mmw3y=48632.8/250.9x
6、0.35=67.8(N.m)195Mpa辆足要求)w4、立柱受力计算：立柱采用。219X3.5mm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=626.34X25=15658.5(N)计算长度10=0.7XL=0.7x8.3=5.81(m)细比入=l0/i=5.81+0.0762=76.2钢管为a类截面，查表得稳定系数为：少=0.664Wg=0.664乂195=129.48MPa6=F/A=15658.5/0.002=7829250Pa=7.83MPaq6g=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/itf顶
7、棚侧边楝条抗风计算：楝条采用120X50X20mm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=12.5X1.193=14.9(m2),风荷载强度:Q=K1XK2XK3XP=1.3X1X1x450=585(N/m2),1根拱梁架受到的最大风力：F=sXQ=585X14.9=8716.5(N),1根拱梁架受到最大风力时产生的均布荷载：q=8716.5+12.5=697.32(N/m)其最大弯矩：2Mmaxq_L=697.32X6/8=3137.94(N.m)8wMmax=3137.94/25.350X10-6=123.8Mpa195Mpa(l足要求)w立
8、柱抗风计算：立柱的间距为6米，所承担的迎风最大面积：S=6X14.9=89.4(m2)风荷载强度:Q=K1XK2XK3XP=1.3X1X1X450=585(N/m2)1根立柱受到的最大风力：F=sXQ=89.4X585=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：2Mmaxq_L_L=3510x6/8=15795(N.m)8wMmax=15795/251.304X10-6=62.85Mpa195Mpa倘足要求)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：Nnax=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=bc+2t+2c=500+2x12+2X60=644mm取b=600mmh=ho+2t+2c=450+2x12+2X60=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=11.9N/mn2,满足要求。Nbh311.945 10600 500_ _ .20.04N / mm_2cfc 11.9N /mm三、验算结论：因常州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8级的要求。
