(完整版)钢筋加工棚验算

1#钢筋厂钢结构大棚受力验算

一、设计资料

1#钢筋厂钢结构大棚由两个加工棚组合而成，是DK563+515～

DK580+504.49段桥涵、路基工程所有半成品钢筋集中加工厂房，是原材

料堆方、半成品加工场地。为保证厂房设计安全，该厂房设计为单跨双

坡弧形门式刚架，主架采用镀锌钢管，四面采用彩钢板封闭，一侧留门

的方式，为计算简便，在此只需验算大加工棚，刚架横跨度20m，棚长30m，檐高9.62m。基础采用宽60*60cm*50mC25混凝土设在地面以

下，并在立柱位置预埋40*40*2cm钢板，立柱采用φ 220＊5 ㎜钢管，

纵向间距6m，拱形梁采用φ 50＊3.5 ㎜钢管，拱高为 2.1m，双层拱梁

上下弧度间距72cm，采用φ 32＊2 ㎜钢管对拱梁进行三角支撑加强，

檩条采用50x100x2mm方钢间距为 1.5m，顶棚檀条间距为0.8m，立柱

之间使用加强拉筋加固，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：

⑴Φ 50× 3.5 ㎜钢管：（弧梁主梁）截面积：A=511.3 ㎜2；惯性

矩

I= 121900mm4；截面模量W=5080m3；m 单位重量:4.013Kg/m 。

⑵Φ220×5㎜钢管：截面积：A=3375.5 ㎜2；惯性矩I=19514609mm4；截面模量W=177405.54m3m；回转半径i=76mm；单位重量:26.5Kg/m 。

⑶□ 50×100×2 ㎜方钢管：截面积：A=584㎜2；惯性矩I=775179mm4；截面模量W=15503.57m3m；单位重量:4.584Kg/m 。

⑷φ 32× 2 ㎜钢管：截面积：A=198㎜；惯性矩I=24600mm；截面模量W=1990m3m；单位重量:1.55Kg/m 。

⑸彩钢板厚度0.376 ㎜：单位重量:2.95Kg/ ㎡。

⑹120×50×2.5 ㎜C型钢：截面积：A=808.9 ㎜2；惯性矩

I=1439700mm4；截面模量W=23995m3；m 单位重量:6.35Kg/m 。

⑺Q235钢材的[ σg]=235÷1.2=195Mpa

⑻山西运城历年最大风速28.4m/s(10 级) ，最大风压=504.1N/ ㎡，历年最大降雪量30cm厚, 雪的密度按50kg/m3，30cm厚的雪每平米产生的最大压力为：0.3*50*10=150N/ ㎡。

2、棚顶檩条受力计算：

棚顶檩条采用□ 50× 100×2 ㎜方钢管，布设间距为0.8m，跨度为6m。棚顶檩条受到彩钢瓦的压力，自重和雪载：q=0.8m*6m*2.95Kg/ ㎡+6m*4.584Kg/m＋150N/㎡*0.8m=161.66Kg/m=161.66N/m，其最大弯矩产生在跨中：q* l* l

M max q*l*l=161.66*6*6/8=727.49( N.m)

max =727.49/ 15503.57*10 -9=46.92Mpa<195Mpa满( 足要求) w M

w

3、棚顶拱梁架受力计算：

棚顶由6跨20 米拱梁架组成。拱梁架高度为 2.1 米，上、下弦杆均采用 3 根φ 50×3.5 ㎜钢管和腹杆Φ 32×2 ㎜钢管焊接而成，拱梁架受到彩钢瓦、檩条压力和自重：

q=(161.66+(4.01+1.55)*3*22)*1.5636=826.55(N.m)

其最大弯矩产生在跨中：

=826.55*20 2/8=41327.5( N.m)

2 M max q* l * l

8 拱梁架的惯性矩

W=I+a2A1+I+a2A2=121900+102*511.3+10 2*584=231430mm

max y=41327.5/231.43*0.35=62.5( N.m)<195Mpa(满足要求) w w M

4、立柱受力计算：

立柱采用φ 220×5 ㎜钢管，立柱高度均为9.62 米，中间立柱受力最大：立柱受到的压力:F=826.55*20=16531(N)

计算长度l 0=0.7 ×L=0.7×9.62=6.734(m)

细比λ=l 0/i=6.734 ÷0.07603=89

钢管为 a 类截面，查表得稳定系数为：ψ =0.721

ψ[gσ] =0.721*195=140.595MPa

σ=F/A=16531/0.002=8265500Pa=8.27MPaψ< [ σg]=140.59Mpa(满足要求)

5、抗风计算：

山西运城历年最大风速28.4m/s(10 级) ，最大风压=504.1N/ ㎡⑴顶棚侧边檩条抗风计算：

檩条采用□ 50×100×2 ㎜方钢管，布设间距为0.8m，跨度为顶棚跨度的一半10m。所承担的迎风最大面积：S=10×0.8=8( ㎡) ，风荷载强度:Q=K1×K2×K3×P=1.3×1×1×504.1=655.33(N/ ㎡)，

1 根拱梁架受到的最大风力: F=s×Q=655.33×8=5242.64(N) ，

1 根拱梁架受到最大风力时产生的均布荷载:

q=5242.64÷10=524.26(N/m)

其最大弯矩：

M max q*l*l=524.26*6 2/8=2359.17( N.m)

8

w M max=2359.17/50*10 -6=98.3Mpa<195Mpa满( 足要求)

w

⑵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=6×8=48(㎡) 风荷载强度:Q=K1×K2×K3×P=1.3×1×1×504.1=655.33(N/ ㎡) 1 根立柱受到的最大风力: F=s× Q=48×655.33=31455.84(N)

1 根立柱受到最大风力时产生的均布荷载:

q=31455.84÷8=3932(N/m)

其最大弯矩：

q* l* l 2

M max q*l*l=3932*62/8=17693.9( N.m)

8

w M

max =17693.9/177*10 -6=99.97Mpa<195Mpa满( 足要求) w

6、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。

⑴柱脚内力设计值：N max=11.945KN，相应的V=62.5KN；⑵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+2×12+2× 60=644mm，取b=600mm；

h=h0+2t+2c=450+2×12+2× 60=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， f