拌和站料仓棚结构内力计算书.docx

拌和站料仓棚结构内力计算书一、设计资料某港口铁路支线三号拌和站料仓棚，该料仓棚为单层，采用单跨弧形双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有15榀刚架，柱距6m。料仓棚刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。屋面面板均为彩色压型钢板；考虑经济、制造和安装方便，檩条和梁均采用冷弯薄壁圆型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。图1（a）料仓棚刚架平面布置图图1（b）刚架形式及几何尺寸见图二、荷载计算（一）荷载取值计算1屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）YX51-380-760型彩色压型钢板0.15 KN/m2檩条及支撑0.10 KN/m2刚架斜梁自重0.15 KN/m2 合计0.4KN/m22屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 KN/m2。3柱自重标准值0.50 KN/m24风荷载标准值基本风压0=1.050.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，z=1.0。风荷载体型系数s：迎风面柱及屋面分别为0.25和1.0，背风面柱及屋面分别为0.55和0.65(CECS102：2002中间区)。（二）各部分作用的荷载标准值计算屋面：恒荷载标准值：0.46=2.4KN/m活荷载标准值：0.506=3.00KN/m柱荷载：恒荷载标准值：0.566+2.49=39.6KN活荷载标准值：3.009=27.00KN风荷载标准值：迎风面：柱上qw1=0.4760.25=0.71KN/m横梁上qw2=0.4761.0=2.82KN/m背风面：柱上qw3=0.4760.55=1.55KN/m横梁上qw4=0.4760.65=1.83KN/m三、内力分析考虑本工程刚架跨度较小、料仓高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面；柱脚按铰接支承设计；采用弹性分析方法确定刚架内力。1在恒荷载作用下=l/h=18/6=3=f/h=0.9/6=0.15k=h/s=6/9.0449=0.6634=3+k+(3+)=3+0.6634+0.15(3+0.15)=4.1359=(8+5)/4=(8+50.15)/44.1359=0.5289HA=HE=ql/8=2.41830.5289/8=8.57KNMC=ql21(1+)/8=2.418181(1+0.15)0.5289/8=38.08KNmMB=MD=ql2/8=2.418180.5289/8=51.41KNm刚架在恒荷载作用下的内力如下图：内力计算的“+、”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。2在活荷载作用下VA=VE=27.00KNHA=HE=3.001830.5289/8=10.71KNMC=3.0018181(1+0.15)0.5289/8=47.60KNmMB=MD=3.0018180.5289/8=64.26KNm刚架在活荷载作用下的内力如下图：3在风荷载作用下对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力qx和竖向的分力qy。现分别计算，然后再叠加。(1)在迎风面横梁上风荷载竖向分力qw2y作用下=(8+5)/16=(8+50.15)/164.1359=0.1322VE=qa2/2l=2.8292/218=6.35KNVA=2.8296.35=19.03KNHA=HE=ql/4=2.821830.1322/4=5.03KNMB=MD=5.036=30.18KNmMC=ql22(1+) /4=2.821820.52(1+0.15)0.1322/4=22.38KNm刚架在qw2y作用下的内力如下图： (2)在背风面横梁上风荷载竖向分力qw4y作用下VE= qa2/2l=1.8392/218=4.12KNVA=1.8394.12=12.35KNHA=HE=ql/4=1.831830.1322/4=3.27KNMB=MD=3.276=19.62KNmMC=ql22(1+) /4=1.831820.52(1+0.15)0.1322/4=14.52KNm刚架在qw4y作用下的内力如下图：(3)在迎风面柱上风荷载qw1作用下=1=6(2+k)-ka2/4=6(2+0.15+0.6634)-0.663412/44.1359=0.9803VA=VB=qh2/2L=0.7162/(218)=0.71KNHA=-qha(2-a/2)/2=-0.7161(2-0.9803/2)/2=-3.22KNHE=0.7163.22=1.04KNMB=-qa2h2 (2-)/4=0.711262(2-0.9803)/4=-6.54KNmMC=-qa2h2 1-(1+)/4=0.7112621-(1+0.15)0.9803/4=-0.81 KNmMD=1.046=6.24KNm刚架在qw1作用下的内力如下图：(4)在背风面柱上风荷载qw3作用下VA=VB=qh12/2L=1.5562/(218)=1.55KNHe=-qha(2-a/2)/2=-1.5561(2-0.9803/2)/2=-7.02KNHA=1.5567.02=2.28KNMB=2.286=13.68KNmMC=-qa2h2 1-(1+)/4=1.5512621-(1+0.15)0.9803/4=-1.78KNmMD=7.0261.5562/2=14.22KNm刚架在qw3作用下的内力如下图：(5) 在迎风面横梁上风荷载水平分力qw2x作用下=1,=0=0.15(4+310.15)/84.1359=0.0202VA=VE=2.820.9(0.9+26)/218=0.91KN HA=2.820.9(1+0.0202)/2=1.29KN=0.15(4+310.15)/84.1359=0.0202VA=VE=2.820.9(0.9+26)/218=0.91KN HE=2.820.91.29=1.25KNMB=1.296=7.74KNmMC=2.820.96(0.150.5-1.150.0202)/2=0.39 KNmMD=1.256=7.50KNm刚架在qw2x作用下的内力如下图：(6) 在背风面横梁上风荷载水平分力qw4x作用下VA=VE=-1.830.9(0.9+26)/218=-0.59KNHA=1.830.9(1+0.0202)/2=0.84KNHE=1.830.90.84=0.81KNMB=0.816=4.86KNmMC=1.830.96(0.150.5-1.150.0202)/2=0.26 KNmMD=0.846=5.04KNm刚架在qw4x作用下的内力如下图： (7)用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合内力如下图：四、内力组合刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据建筑结构荷载规范(GB500092001)的规定，采用荷载效应的基本组合：0SR。本工程结构构件安全等级为二级，0=1.0。对于基本组合，荷载效应组合的设计值S从下列组合值中取最不利值确定：A1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4活荷载标准值计算的荷载效应B1.0恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷载效应C1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4活荷载标准值计算的荷载效应+0.61.4风荷载标准值计算的荷载效应D1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷载效应+0.71.4活荷载标准值计算的荷载效应E1.35恒荷载标准值计算的荷载效应+0.71.4活荷载标准值计算的荷载效应本工程不进行抗震验算。最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面，对于刚架梁，截面可能的最不利内力组合有：梁端截面：(1)Mmax及相应的N、V；(2)Mmin及相应的N、V梁跨中截面：(1)Mmax及相应的N、V；(2)Mmin及相应的N、V对于刚架柱，截面可能的最不利内力组合有：(1)Mmax及相应的N、V； (2)Mmin及相应的N、V(3)Nmax及相应的Mmax、V；(4)Nmin及相应的Mmax、V- 11 -