钢筋加工棚有限元计算书

一、工程概况

1、工程名称：10m×15m×3钢拱棚

2、建筑地点：广东佛山

3、建筑尺寸：跨度10m，长度15m×3m，最大柱距5.0m；

4、建筑高度：柱高4.3m；拱高0.8m；圆拱型桁架；

5、维护部分：

屋面板：0.426厚900型压型彩钢板；

墙面板：0.426厚900型压型彩钢板。

6、构件截面：钢柱：Φ114×2.5圆管，

格构式梁：Ф48×2.0镀锌钢管，二肢管，梁高500mm

缀条：Ф32×1.8镀锌钢管

拉筋：Φ10；

屋面檩条：C100×2型钢，檩条间距不大于1100mm

墙面檩条：C100×2型钢，檩条间距与缀条立柱间距一致

7、结构材料：所有主体结构均采用Q235钢材，主应力强度设计值f=215MPa，剪应力强度设计值f t=125MPa。

8、简图：框架立面图

二、设计主要荷载

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，按十年荷载考虑，广东省广州市荷载符合以下数据

1 查询结果

所在地点：广东广州市

海拔高度：6.6m

基本气温(最低～最高)：6℃～36℃

重现期(年) 10 50 100

风压(kN/m2) 0.30 0.50 0.60

2 设计资料

基本风压：w0=0.50kN/m2

基本雪压：s0=0.00kN/m2

结构类型：主要受力结构

基本自振周期：T1=0.77s

建筑宽度：B=10.00m

建筑高度：H=3.50m

计算位置的高度：z=30.00m

结构阻尼比：ζ1=0.01

地面粗糙度：B

修正系数η：1.00

离地面高度取计算点的高度z=30.00m

查《荷载规范》表8.2.1, 风压高度变化系数μz=1.39

考虑修正系数η后, μz=μzη=1.39×1.00=1.39

（2）结构第1阶振型系数

z/H=30.00/3.50=8.571>1.00, 超出《荷载规范》表G.0.3的取值范围, 所以z/H 按1.00考虑。

3

查《荷载规范》表G.0.3, 结构第1阶振型系数φ1(z)=1.00 （3）脉动风荷载的背景分量因子

查《荷载规范》表8.4.5-1, 系数k=0.67, 系数a1=0.19

根据台@公式8.4.6-2

B=10.00m>2H=7.00m, 取B=2H=7.00m

脉动风荷载水平方向相关系数

根据《荷载规范》公式8.4.6-1

脉动风荷载竖直方向相关系数

根据《荷载规范》第8.4.5条

脉动风荷载的背景分量因子

（4）脉动风荷载的共振分量因子

结构第1阶自振频率f1=1/T1=1/0.77=1.30Hz

根据《荷载规范》公式8.4.4

地面粗糙度修正系数kw=1.00

脉动风荷载的共振分量因子

（5）风振系数

根据《荷载规范》公式8.4.3

峰值因子g取2.5

10m高度名义湍流强度I10取0.14

风振系数

（6）风荷载标准值

根据《荷载规范》公式8.1.1-1

wk=βzμsμzw0=1.83×0.80×1.39×0.60=1.23kN/m2

封闭式拱形屋面，μs：左侧墙体形系数0.8，左拱脚体型系数0.765，拱顶体型系数-0.8.右拱体形系数-0.5，右侧墙体形系数-0.5。（拱脚与拱顶采用线性内插法）故：风荷载在本结构中从左至右的风荷载分别为：

Wk1=1.23×0.8×1.14×0.25=0.278 kN/m²

Wk2=1.23×0.765×1.14×0.25=-0.266 kN/m²

Wk3=1.23×-0.5×1.14×0.25=-0.174 kN/m²

Wk4=1.23×-0.5×1.14×0.25=-0.174 kN/m²

其详细布置图见图2.1

三、相关规范

《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);

《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010);

《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);

5

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002);

《全国基本风雪压表》

四、建模前处理

本次建模对象为钢筋加工棚，钢筋棚基础属于轨道，只能限制横向位移和竖向位移，不能限制水平位移，该种连接方式可同时限制结构的角位移与线位移，所以在建模模拟的时候外界约束条件可视为固定约束。

立柱与檩条之间采用点焊，只考虑限制线位移，建模模拟为简支连续梁。

立柱与格构梁之间采用焊接，限制角位移的同时也限制线位移，连接视为弹性连接中的刚性连接。

格构梁主钢管与格构梁缀条之间的连接采用焊接，限制角位移的同时也限制线位移，连接视为弹性连接中的刚性连接。

格构梁与檩条之间的的连接采用点焊，建模模拟为简支连续梁。

风向：在本结构中，风有可能顺结构方向吹来和垂直结构方向吹来，由于本结构纵向中空，不抵抗风力，所以在计算侧面风压的时候不用考虑顺结构方向的风压，在可以把这两种风针对侧面结构计算。

顶板、墙板本也是承重结构，在本检算建模中只考虑其为传力结构，将力直接作用在檩条上，顶板、墙板的检算单独计算。

根据第二部分《设计主要荷载》中计算成果，得到以下檩条对应的荷载：

五、建模数据

1、材料特性

图5.1 材料特性