钢筋棚设计计算书(20200610091102)
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图 6 工况一 圆弧梁最大应力
图 6 工况一 圆弧梁最大挠度
由图可知，圆弧梁最大应力为 125.42MPa，最大竖向挠度为 22.48mm： σ＝125.42MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =22.48mm < [ f ] =88.88mm，刚度验算满足要求。
教育资料
.
教育资料
.
外考虑。 4.2.1 强度与刚度计算依据 《钢结构设计规范》 （GB50017-2003）中给出钢构件强度计算公式， 《门式
刚架轻型房屋结构技术规程》（ CESC-102200）2 中规定钢构件刚度要求。
由《门式刚架轻型房屋结构技术规程》（ CESC-102200）2 表 3.4.2-2 可知 : 圆弧梁跨度 16m，竖向挠度允许值分别为 L/180=16000/180=88.88mm。 檩条计算长度取相邻圆弧梁上弦杆之间的最大值 6.00m。允许挠度值分别为 L/150=6000/150=40.00mm。 4.2.2 檩条强度与刚度验算 对于檩条，最不利工况为自重和活荷载结合的工况（即为工况一）。檩条的 应力与竖向挠度如图 5-- 图 8 所示 ：
5
4.1 几何模型 ..............................................................
5
4.2 计算结果 ..............................................................
5
五、 结论 . .................................................................
理，灌注桩顶设置 C30钢筋混凝土基础承台， 基础顶面设置钢板预埋
件与钢管柱进行连接。
各构件参数如下表：
结构 上部 下部
构件 顶部檩条
圆弧梁 水平拉筋
顶棚板 圆弧梁腹杆
立柱 侧面檩条
侧棚板
表 1 构件材料参数表
类型
材料
方管钢
圆管钢
钢筋 彩钢瓦
钢筋 圆管钢
钢筋 彩钢瓦
Q235 f y=215MPa
规格（ mm） 80*50*4 ?50×3 ?20 0.65 ?20 ?219×8
参考《钢结构设计规范》 （GB50017-2003），验算立柱在极限承载能力组合
的工况一作用下的稳定性是否满足规范要求。
教育资料
.
对于立柱，取 γx=1.15 ，β x=1.0 ，有效柱长取 12×0.7=8.4m；
3 计算
的 λ＝112<150，由《门式刚架轻型房屋结构技术规程》 （ CESC-102200）2 可知，
设计使用年限与风荷载重现期均取为 50 年，根据《建筑结构荷载规范》 （ GB50009-2012）表 3.2.5 取屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数γ L=1。 风荷载组合系数为 0.6 。
所得荷载组合如下， 工况一为自重与屋面均布活荷载的组合， 工况二为自重 与风荷载的组合。
极限承载能力状态： 工况一： 0.9 （1.2SGk 1.4 0.91 SQ1k 1.2SGk 1.274SQ1k ) 工况二： 0.9 （1.2SGk 1.4 0.91 0.6 SQ2k 1.2SGk 0.764SQ2k )
14
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.
一、设计参数
钢筋加工棚， 纵向按每跨 6m间距布置钢管立柱， 立柱采用φ 219
×8mm钢管；棚顶每 10m安装一道 1.2mm厚 820 型采光带，侧墙全封
闭，棚顶接侧墙处留设 20cm宽透气带。钢筋加工棚钢结构构件均涂
刷铁红防锈底漆两道， 醇酸调和面漆两道。 钢筋棚基础采用灌注桩处
出多跨拱形屋面的风的体形系数， 看按照单跨取值。 对于侧面的迎风面单跨结构
与多跨结构风的体型系数一致； 多跨结构两边顶棚风的体形系数绝对值较大， 若
按最不利工况考虑可采用边跨的体形系数作为验算的体形系数， 与单跨相同； 即
风的体形系数与单跨相同。
三、荷载组合
取γ 0=0.9 。
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《门式刚架轻型房屋结构技术规程》（ CESC-102200）2 3.2.5 条规定屋面均 布活荷载不与雪荷载同时考虑， 应取两者中较大值。 基本雪压标准值为 0.25kN/m2， 屋面均布活荷载为 0.3kN/m2。所以荷载组合中不在考虑雪荷载的影响。
4.2 计算结果
图 3 料仓棚结构示意图
模型中所有单元均以梁单元模拟， 在应力结果中， 组合应力为轴力产生的应 力加上两个方向弯矩产生的应力， 计算位置是截面外边缘离截面形心最远的四个 点；应力值是四个点组合后的应力最大值。应力结果与《钢结构设计规范》 （ GB50017-2003）中计算方式相差一个截面塑性发展系数， 此部分在计算书中另
教育资料
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图 12 工况一 水平拉筋最大应力
图 13 工况一 水平拉筋最大应力
由图可知，侧棚板最大应力为 149.09MPa，最大挠度为 20.99mm。 σ＝149.09MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =20.99mm < [ f ] =40.00mm，刚度验算满足要求。 4.2.7 立柱验算 立柱采用φ 219×8mm钢管，高 12m。参考《钢结构设计规范》（ GB50017-2003）
正常使用极限状态：
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工况三： SGk SQ1k 工况四： SGk SQ2k 承载能力状态主要验算结构的强度是否满足规范要求， 正常使用极限状态中 的工况三、四均为荷载的标准组合，根据参考资料《桥梁钢结构》该工况用于验 算结构刚度是否满足规范要求。
四、模型计算结果 4.1 几何模型
按照拼叠长钢筋棚设计图纸建立 Midas 模型图如下：
-0.16
分布系数根据 《建筑结构荷载规 范》（ GB50009-2012）表 8.3.1 计算如下图 1。
教育资料
. -0.6
-0.8 -0.5
-0.21
-0.28
-0.18
+0.8
+0.28
Biblioteka Baidu-0.5
-0.18
图 1 风荷载体型系数
图 2 风荷载分布（ kN/m2）
风荷载分布图如上图 2。《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）中并未给
2.1 屋面活荷载
教育资料
Midas
.
屋面活载按《门式刚架轻型房屋结构技术规程》 （ CESC-102200）2 3.2.2 条注释及《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）表 5.3.1 注 释规定对受荷水平投 影面积大于 60m2 的钢构架，屋面竖向均布活荷载的标准
值可取不小于 0.3kN/m2。本结构受荷水平投影面积为 1280m2，取屋面活荷载为 0.3kN/m2。
教育资料
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图 10 工况二 侧棚板最大应力
图 11 工况二 侧棚板最大应力
由图可知，侧棚板最大应力为 35.63MPa，最大挠度为 0.68mm。 σ=35.63MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =0.68mm < [ f ] =40.00mm，刚度验算满足要求。 4.2.6 水平拉筋验算 对于水平拉筋，最不利工况为工况一。其应力与竖向挠度如图所示：
图 15 工况四 边立柱应力图
.
图 16 工况三 立柱横向挠度图
图 17 工况四 立柱横向挠度图
如图所示，立柱最大应力为 12.96MPa，立柱最大横向位移为 3.43mm。
σ1=12.96MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。
f 1=3.43mm< [f ] = h/60=200.00mm ，刚度验算满足要求。
图 4 工况一 檩条应力
图 5 工况一 檩条挠度
由图可知，工况一檩条最大应力分别为 26.28MPaa，最大竖向挠度 f = 0.3mm：
教育资料
.
σ＝26.28 MPa <[σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f = 0.30mm < [ f ] = 40.00mm ，刚度验算满足要求。 4.2.3 圆弧梁强度与刚度验算 对于圆弧梁，最不利工况为自重和活荷载结合的工况（即为工况一）。圆弧 梁的应力与竖向挠度如图所示：
.
蕲太高速 1#综合场料仓棚
设 计 计 算 说 明 书
武汉理工大学交通学院 2018 年 9 月
教育资料
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蕲太高速 1#综合场料仓棚
设计计算说明书
计 算： 复 核： 负责人：
张文国 张申昕
武汉理工大学交通学院 2018 年 9 月
教育资料
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目录
一、设计参数 ......................................................
对立柱的强度、刚度及稳定性进行验算。
教育资料
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承载能力状态中的工况一、 二主要验算立柱的强度是否满足规范要求， 正常使用 极限状态中的工况三、 四均为荷载的标准组合用于验算立柱刚度是否满足规范要
求。立柱强度的验算如图 17、18 所示；立柱刚度的验算如图所示。
图 14 工况三 立柱应力图 教育资料
2.2 雪荷载
根据《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）续表 E.5 得洪湖海拔高度为 23.3m，重现期取为 50 年，对应的基本雪压为 0.5kN/m2。考虑积雪均匀时的屋面 积雪分布系数，为 1.0 。雪荷载标准值为 0.5kN/m2。
2.3 风荷载
《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）8.4.1 规定对于高度大于 30m且高 宽比大于 1.5 的房屋需要考虑风振系数。 本结构高度为 14m，宽度为 16m,高宽比 为 0.875 ；所以不考虑风振系数的影响， 取为 1.0 。钢筋棚所处地域环境为 B 类， 海拔高度 23.3m；根据《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）表 8.2.1 插值得 风压高度变化系数为 1.42 。取重现期为 50 年的基本风压 0.35kN/m2。风的体型
60*50*3.5 0.426
验算依据如下：
《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2012）、《门式刚架轻型房屋结构技术规
程》（CESC-1022002）、《钢结构设计规范》 （ GB50017-2003）、《桥梁钢结构》
（谭金华 主编 2013 年 2 月第一次印刷）。
二、计算荷载
结构承受自自重、屋面活载、雪荷载及风荷载。结构自重 根据结构材料及体积自动计算。其他荷载取值如下。
长细比满足要求。
教育资料
.
图 18 立柱轴力图
图 19 立柱弯矩图
由 Midas 计算得 N=56.35kN， 3.08kN·m查得 φx=0.527 ，计算得 NEx’=722.7kN，
结合 Midas 计算结果得边立柱应力为 20.68MPa<215MP，a 立柱稳定性满足要求。
五、结论
计算结果如下表所示：
1
二、计算荷载 ................................................................
1
2.1 屋面活荷载 ..................................................
1
2.2 雪荷载 . ................................................................
2
2.3 风荷载 . ................................................................
2
三、荷载组合 ................................................................
3
四、模型计算结果 ...........................................................
表 2 钢筋棚计算结果表格
教育资料
.
构件
应力 （ MPa）
容许应力 （ MPa）
是否满足
容许位移 位移（ mm）
（ mm）
是否满足
檩条
26.28
4.2.4 顶棚板验算 对于顶棚板，最不利工况为工况二。彩钢瓦的应力与竖向挠度如图所示：
图 8 工况二 顶棚板最大应力
图 9 工况二 顶棚板最大挠度
由图可知，顶棚板最大应力为 30.89MPa，最大挠度为 8.36mm。 σ=30.89MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =8.36mm < [ f ] =40.00mm，刚度验算满足要求。 4.2.5 侧棚板验算 对于顶棚板，最不利工况为工况二。彩钢瓦的应力与竖向挠度如图所示：
图 6 工况一 圆弧梁最大挠度
由图可知，圆弧梁最大应力为 125.42MPa，最大竖向挠度为 22.48mm： σ＝125.42MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =22.48mm < [ f ] =88.88mm，刚度验算满足要求。
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外考虑。 4.2.1 强度与刚度计算依据 《钢结构设计规范》 （GB50017-2003）中给出钢构件强度计算公式， 《门式
刚架轻型房屋结构技术规程》（ CESC-102200）2 中规定钢构件刚度要求。
由《门式刚架轻型房屋结构技术规程》（ CESC-102200）2 表 3.4.2-2 可知 : 圆弧梁跨度 16m，竖向挠度允许值分别为 L/180=16000/180=88.88mm。 檩条计算长度取相邻圆弧梁上弦杆之间的最大值 6.00m。允许挠度值分别为 L/150=6000/150=40.00mm。 4.2.2 檩条强度与刚度验算 对于檩条，最不利工况为自重和活荷载结合的工况（即为工况一）。檩条的 应力与竖向挠度如图 5-- 图 8 所示 ：
5
4.1 几何模型 ..............................................................
5
4.2 计算结果 ..............................................................
5
五、 结论 . .................................................................
理，灌注桩顶设置 C30钢筋混凝土基础承台， 基础顶面设置钢板预埋
件与钢管柱进行连接。
各构件参数如下表：
结构 上部 下部
构件 顶部檩条
圆弧梁 水平拉筋
顶棚板 圆弧梁腹杆
立柱 侧面檩条
侧棚板
表 1 构件材料参数表
类型
材料
方管钢
圆管钢
钢筋 彩钢瓦
钢筋 圆管钢
钢筋 彩钢瓦
Q235 f y=215MPa
规格（ mm） 80*50*4 ?50×3 ?20 0.65 ?20 ?219×8
参考《钢结构设计规范》 （GB50017-2003），验算立柱在极限承载能力组合
的工况一作用下的稳定性是否满足规范要求。
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对于立柱，取 γx=1.15 ，β x=1.0 ，有效柱长取 12×0.7=8.4m；
3 计算
的 λ＝112<150，由《门式刚架轻型房屋结构技术规程》 （ CESC-102200）2 可知，
设计使用年限与风荷载重现期均取为 50 年，根据《建筑结构荷载规范》 （ GB50009-2012）表 3.2.5 取屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数γ L=1。 风荷载组合系数为 0.6 。
所得荷载组合如下， 工况一为自重与屋面均布活荷载的组合， 工况二为自重 与风荷载的组合。
极限承载能力状态： 工况一： 0.9 （1.2SGk 1.4 0.91 SQ1k 1.2SGk 1.274SQ1k ) 工况二： 0.9 （1.2SGk 1.4 0.91 0.6 SQ2k 1.2SGk 0.764SQ2k )
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一、设计参数
钢筋加工棚， 纵向按每跨 6m间距布置钢管立柱， 立柱采用φ 219
×8mm钢管；棚顶每 10m安装一道 1.2mm厚 820 型采光带，侧墙全封
闭，棚顶接侧墙处留设 20cm宽透气带。钢筋加工棚钢结构构件均涂
刷铁红防锈底漆两道， 醇酸调和面漆两道。 钢筋棚基础采用灌注桩处
出多跨拱形屋面的风的体形系数， 看按照单跨取值。 对于侧面的迎风面单跨结构
与多跨结构风的体型系数一致； 多跨结构两边顶棚风的体形系数绝对值较大， 若
按最不利工况考虑可采用边跨的体形系数作为验算的体形系数， 与单跨相同； 即
风的体形系数与单跨相同。
三、荷载组合
取γ 0=0.9 。
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《门式刚架轻型房屋结构技术规程》（ CESC-102200）2 3.2.5 条规定屋面均 布活荷载不与雪荷载同时考虑， 应取两者中较大值。 基本雪压标准值为 0.25kN/m2， 屋面均布活荷载为 0.3kN/m2。所以荷载组合中不在考虑雪荷载的影响。
4.2 计算结果
图 3 料仓棚结构示意图
模型中所有单元均以梁单元模拟， 在应力结果中， 组合应力为轴力产生的应 力加上两个方向弯矩产生的应力， 计算位置是截面外边缘离截面形心最远的四个 点；应力值是四个点组合后的应力最大值。应力结果与《钢结构设计规范》 （ GB50017-2003）中计算方式相差一个截面塑性发展系数， 此部分在计算书中另
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图 12 工况一 水平拉筋最大应力
图 13 工况一 水平拉筋最大应力
由图可知，侧棚板最大应力为 149.09MPa，最大挠度为 20.99mm。 σ＝149.09MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =20.99mm < [ f ] =40.00mm，刚度验算满足要求。 4.2.7 立柱验算 立柱采用φ 219×8mm钢管，高 12m。参考《钢结构设计规范》（ GB50017-2003）
正常使用极限状态：
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工况三： SGk SQ1k 工况四： SGk SQ2k 承载能力状态主要验算结构的强度是否满足规范要求， 正常使用极限状态中 的工况三、四均为荷载的标准组合，根据参考资料《桥梁钢结构》该工况用于验 算结构刚度是否满足规范要求。
四、模型计算结果 4.1 几何模型
按照拼叠长钢筋棚设计图纸建立 Midas 模型图如下：
-0.16
分布系数根据 《建筑结构荷载规 范》（ GB50009-2012）表 8.3.1 计算如下图 1。
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. -0.6
-0.8 -0.5
-0.21
-0.28
-0.18
+0.8
+0.28
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-0.18
图 1 风荷载体型系数
图 2 风荷载分布（ kN/m2）
风荷载分布图如上图 2。《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）中并未给
2.1 屋面活荷载
教育资料
Midas
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屋面活载按《门式刚架轻型房屋结构技术规程》 （ CESC-102200）2 3.2.2 条注释及《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）表 5.3.1 注 释规定对受荷水平投 影面积大于 60m2 的钢构架，屋面竖向均布活荷载的标准
值可取不小于 0.3kN/m2。本结构受荷水平投影面积为 1280m2，取屋面活荷载为 0.3kN/m2。
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图 10 工况二 侧棚板最大应力
图 11 工况二 侧棚板最大应力
由图可知，侧棚板最大应力为 35.63MPa，最大挠度为 0.68mm。 σ=35.63MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =0.68mm < [ f ] =40.00mm，刚度验算满足要求。 4.2.6 水平拉筋验算 对于水平拉筋，最不利工况为工况一。其应力与竖向挠度如图所示：
图 15 工况四 边立柱应力图
.
图 16 工况三 立柱横向挠度图
图 17 工况四 立柱横向挠度图
如图所示，立柱最大应力为 12.96MPa，立柱最大横向位移为 3.43mm。
σ1=12.96MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。
f 1=3.43mm< [f ] = h/60=200.00mm ，刚度验算满足要求。
图 4 工况一 檩条应力
图 5 工况一 檩条挠度
由图可知，工况一檩条最大应力分别为 26.28MPaa，最大竖向挠度 f = 0.3mm：
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σ＝26.28 MPa <[σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f = 0.30mm < [ f ] = 40.00mm ，刚度验算满足要求。 4.2.3 圆弧梁强度与刚度验算 对于圆弧梁，最不利工况为自重和活荷载结合的工况（即为工况一）。圆弧 梁的应力与竖向挠度如图所示：
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设 计 计 算 说 明 书
武汉理工大学交通学院 2018 年 9 月
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设计计算说明书
计 算： 复 核： 负责人：
张文国 张申昕
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目录
一、设计参数 ......................................................
对立柱的强度、刚度及稳定性进行验算。
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承载能力状态中的工况一、 二主要验算立柱的强度是否满足规范要求， 正常使用 极限状态中的工况三、 四均为荷载的标准组合用于验算立柱刚度是否满足规范要
求。立柱强度的验算如图 17、18 所示；立柱刚度的验算如图所示。
图 14 工况三 立柱应力图 教育资料
2.2 雪荷载
根据《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）续表 E.5 得洪湖海拔高度为 23.3m，重现期取为 50 年，对应的基本雪压为 0.5kN/m2。考虑积雪均匀时的屋面 积雪分布系数，为 1.0 。雪荷载标准值为 0.5kN/m2。
2.3 风荷载
《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）8.4.1 规定对于高度大于 30m且高 宽比大于 1.5 的房屋需要考虑风振系数。 本结构高度为 14m，宽度为 16m,高宽比 为 0.875 ；所以不考虑风振系数的影响， 取为 1.0 。钢筋棚所处地域环境为 B 类， 海拔高度 23.3m；根据《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012）表 8.2.1 插值得 风压高度变化系数为 1.42 。取重现期为 50 年的基本风压 0.35kN/m2。风的体型
60*50*3.5 0.426
验算依据如下：
《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2012）、《门式刚架轻型房屋结构技术规
程》（CESC-1022002）、《钢结构设计规范》 （ GB50017-2003）、《桥梁钢结构》
（谭金华 主编 2013 年 2 月第一次印刷）。
二、计算荷载
结构承受自自重、屋面活载、雪荷载及风荷载。结构自重 根据结构材料及体积自动计算。其他荷载取值如下。
长细比满足要求。
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图 18 立柱轴力图
图 19 立柱弯矩图
由 Midas 计算得 N=56.35kN， 3.08kN·m查得 φx=0.527 ，计算得 NEx’=722.7kN，
结合 Midas 计算结果得边立柱应力为 20.68MPa<215MP，a 立柱稳定性满足要求。
五、结论
计算结果如下表所示：
1
二、计算荷载 ................................................................
1
2.1 屋面活荷载 ..................................................
1
2.2 雪荷载 . ................................................................
2
2.3 风荷载 . ................................................................
2
三、荷载组合 ................................................................
3
四、模型计算结果 ...........................................................
表 2 钢筋棚计算结果表格
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构件
应力 （ MPa）
容许应力 （ MPa）
是否满足
容许位移 位移（ mm）
（ mm）
是否满足
檩条
26.28
4.2.4 顶棚板验算 对于顶棚板，最不利工况为工况二。彩钢瓦的应力与竖向挠度如图所示：
图 8 工况二 顶棚板最大应力
图 9 工况二 顶棚板最大挠度
由图可知，顶棚板最大应力为 30.89MPa，最大挠度为 8.36mm。 σ=30.89MPa <[ σ］= 215MPa，强度验算满足要求。 f =8.36mm < [ f ] =40.00mm，刚度验算满足要求。 4.2.5 侧棚板验算 对于顶棚板，最不利工况为工况二。彩钢瓦的应力与竖向挠度如图所示：