南通至上海路段钢筋大棚受力验算
一、设计资料
1#钢筋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
4
3
I= 121900mm；截面模量 W=5080mm；
单位重量 :4.013Kg/m 。
2
⑵Φ 220×5 ㎜钢管：截面积：A=3375.5 ㎜ ；惯性矩 I=19514609mm；
3
截面模量 W=177405.54mm；回转半径 i=76mm；单位重量 :26.5Kg/m 。2
⑶□ 50×100×2 ㎜方钢管：截面积：A=584㎜ ；惯性矩 I=775179mm；
4 4
- 1 -
3
截面模量 W=15503.57mm；单位重量 :4.584Kg/m 。
⑷φ 32×2 ㎜钢管：截面积： A=198㎜
3
模量 W=1990mm；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：
4
I=1439700mm；截面模量
3
2
一工区 1#钢筋加工棚受力验算
4
A=808.9 ㎜ 2；惯性矩
W=23995mm； 单位重量 :6.35Kg/m 。
；惯性矩
I=24600mm；截面
⑺Q235钢材的 [ σg]=235 ÷1.2=195Mpa ⑻山西运城历年最大风速 历年最大降雪量
28.4m/s(10 级) ，最大风压 =504.1N/ ㎡，
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， M max
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
q * l * l =161.66*6*6/8=727.49( N.m)
其最大弯矩产生在跨中：
2.1 米，上、下弦杆均
拱梁架受
8
w M max =727.49/15503.57*10 -9 =46.92Mpa<195Mpa(满足要求 )
采用 3 根φ 50×3.5 ㎜钢管和腹杆Φ 32×2 ㎜钢管焊接而成， 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)
- 2 -
其最大弯矩产生在跨中： M max
8
一工区 1#钢筋加工棚受力验算
2
N.m)
<195Mpa(满足要求 )
q * l * l =826.55*20 2/8=41327.5( N.m)
2
A2=121900+10*511.3+10 *584=231430mm
拱梁架的惯性矩 2 M max w
大：
y=41327.5/231.43*0.35=62.5( w
4、立柱受力计算：
2
W=I+aA1+I+a
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 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=8.27MPa<ψ[ σg]=140.59Mpa(满足要求 )
5、抗风计算： 山西运城历年最大风速 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
28.4m/s(10 级) ，最大风压 =504.1N/ ㎡
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)
- 3 -
M max w
w
⑵立柱抗风计算：
8
q * l * l =524.26*6 2/8=2359.17( N.m)
一工区 1#钢筋加工棚受力验算
其最大弯矩：
M max =2359.17/50*10 -6 =98.3Mpa<195Mpa(满足要求 )
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： M max w
w
6、基础抗压
基础预埋面板 400x400x20，预埋螺纹钢截面为 钢板焊接。
⑴柱脚内力设计值： Nmax=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：
2
16mm，刚架柱与基础
q * l * l =3932*62 /8=17693.9( N.m)
8
M max =17693.9/177*10 -6 =99.97Mpa<195Mpa(满足要求 )
基础采用 C20混凝土， f c=11.9N/mm，满足要求。
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N bh
11.945
103
2
0.04N / mm
600 500
一工区 1#钢筋加工棚受力验算 2
c f c11.9N / mm
三、验算结论 ：
因运城地区抗风压基数大于抗雪压， 位进行强度和抗风计算，彩钢棚满足抗风力
故不在计算。通过对彩钢棚各部 10 级的要求。
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钢筋加工棚设计图
一工区 1#钢筋加工棚受力验算
?220
预埋钢板 40*40*2
0.6m*0.6m 立柱基础
A-A B-B
C D
加强拉筋
檀条 50*100*2
立 立
柱 柱
B
C25土基础混凝
A
A
B
D-D C-C
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一工区 1#钢筋加工棚受力验算
钢筋加工棚侧面设计图
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