水生態(tài)環(huán)境綜合治理項(xiàng)目-彩鋼棚結(jié)構(gòu)計(jì)算書

PAGE水生態(tài)環(huán)境綜合治理項(xiàng)目彩鋼棚結(jié)構(gòu)計(jì)算書目錄一.計(jì)算說明二.荷載統(tǒng)計(jì)三．屋架桁架計(jì)算四．鋼檁條計(jì)算五．基礎(chǔ)計(jì)算一．計(jì)算說明本工程為地上1層地下0層構(gòu)筑物。結(jié)構(gòu)高度為3.000m，結(jié)構(gòu)嵌固面取在基礎(chǔ)頂面。本工程結(jié)構(gòu)體系為鋼結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。設(shè)計(jì)使用年限為50年。本地區(qū)地震基本烈度為6度，建筑抗震設(shè)防類別為丙類。設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組?？拐鸬燃?jí)：四級(jí)。本工程建筑場(chǎng)地類別：Ⅰ1類，特征周期:0.25s?；撅L(fēng)壓0.40KN/m2，地面粗糙度為B類。本工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，以粉質(zhì)黏土層作為基礎(chǔ)持力層。二．荷載統(tǒng)計(jì)PAGE屋面荷載：恒荷載0.3kN/m2，活荷載0.5kN/m2；三．屋架桁架計(jì)算====================================================================計(jì)算軟件： TSZ結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系列軟件TS_MTSToolv4.6.0.0====================================================================一.設(shè)計(jì)資料桁架跨度為4500mm,高度為300mm構(gòu)件總重：57.1224公斤,構(gòu)件每米單重：12.6939公斤/米結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示：二.截面布置桿件編號(hào)圖如下所示：表1桿件截面信息1PIPE-38*2.5Q2352PIPE-63.5*3.5Q2353PIPE-63.5*3.5Q2354PIPE-38*2.5Q2355PIPE-32*2Q2356PIPE-63.5*3.5Q2357PIPE-63.5*3.5Q2358PIPE-38*2.5Q2359PIPE-32*2Q23510PIPE-63.5*3.5Q23511PIPE-63.5*3.5Q23512PIPE-38*2.5Q23513PIPE-32*2Q235三.荷載布置恒載荷載(下面簡(jiǎn)稱:D)布置圖如下所示：另疊加桁架自重?；钶d荷載1(下面簡(jiǎn)稱:L1)布置圖如下所示：風(fēng)荷載1(下面簡(jiǎn)稱:W1)布置圖如下所示：四.位移結(jié)果1.0D+1.0L撓度圖如下所示：1.0D撓度圖如下所示：五.內(nèi)力結(jié)果考慮的荷載組合：1.35D+0.7×1.5Li+0.6×1.5Wi1.3D+1.5Li+0.6×1.5Wi1.3D+1.5Wi+0.7×1.5Li內(nèi)力包絡(luò)圖如下所示：表1桿件內(nèi)力結(jié)果1-2.89-4.43-0.740-10.29200-0.2160-0.3023-7.56-11.41-0.05020-25.094-1.5-2.4-0.01740-5.1757.711.620.087825.58067.5511.4-0.1325.0107-6.49-9.8-0.04850-21.5580.3650.41-0.01751.0109-1.09-1.650.07250-3.63106.499.79-0.059521.490110.00110.0016-0.03610.00356-0.049212-0.968-1.53-0.7180-3.9113-6.77-10.220.06210-22.44表2支座反力結(jié)果左支座2.894.430.7410.290右支座2.914.470.710.350六.應(yīng)力結(jié)果最大應(yīng)力簡(jiǎn)圖如下所示：表1桿件驗(yàn)算結(jié)果1-36.9-38.5421523.81200是2-0.458-1.35215141.51200是3-141.48-184.65215141.51150是4-18.53-19.7821529.76200是5136.07-215144.31350是637.9-215141.51350是7-136.11-168.82215141.51150是83.63-21535.71350是9-19.3-59.85215145.86200是1032.56-215141.51350是11-103.53-103.57215141.51200是12-14.02-15.7221541.67200是13-119.35-378.12215147.74150是七.最不利構(gòu)件應(yīng)力詳細(xì)校核最不利豎桿1號(hào)桿件，采用截面PIPE-38*2.5-Q235截面面積：A=2.79cm^2強(qiáng)度驗(yàn)算：σ=(-10.29)/2.79×10=(-36.9)N/mm^2<215MPa，合格穩(wěn)定驗(yàn)算：對(duì)主軸x計(jì)算長(zhǎng)度：Lx=0.24m對(duì)主軸y計(jì)算長(zhǎng)度：Ly=0.3m對(duì)主軸x長(zhǎng)細(xì)比：λx=0.24/1.26×100=19.05對(duì)主軸y長(zhǎng)細(xì)比：λy=0.3/1.26×100=23.81最大長(zhǎng)細(xì)比：λmax=23.81穩(wěn)定系數(shù)：φ=0.9573穩(wěn)定驗(yàn)算：σ=(-10.29)/2.79/0.9573×10=(-38.54)N/mm^2<215MPa，合格最不利下弦6號(hào)桿件，采用截面PIPE-63.5*3.5-Q235截面面積：A=6.6cm^2強(qiáng)度驗(yàn)算：σ=25.01/6.6×10=37.9N/mm^2<215MPa，合格最不利上弦3號(hào)桿件，采用截面PIPE-63.5*3.5-Q235截面面積：A=6.6cm^2強(qiáng)度驗(yàn)算：σ=(-25.09)/6.6×10=(-38.02)N/mm^2<215MPa，合格上弦桿件考慮節(jié)間彎距補(bǔ)充計(jì)算上弦桿件彎距設(shè)計(jì)值計(jì)算考慮構(gòu)件自重：0.05181kN/m考慮恒載：1.2kN/m考慮活載：2kN/m活載控制荷載設(shè)計(jì)值：1.3×(0.05181+1.2)+1.5×2=4.302kN/m恒載控制荷載設(shè)計(jì)值：1.35×(0.05181+1.2)+0.98×2=3.65kN/m上弦荷載設(shè)計(jì)值：max(4.302,3.65)=4.302kN/m上弦繞x軸彎矩設(shè)計(jì)值：4.302×1×1.502×1.502/10=0.9704kN×m上弦繞y軸彎矩設(shè)計(jì)值：4.302×0×1.502×1.502/10=0kN×m上弦桿件考慮節(jié)間彎距強(qiáng)度:σ=-2.509e+004/660-9.704e+005/9380-0/9380=(-141.5)N/mm^2<215MPa，合格穩(wěn)定驗(yàn)算：對(duì)主軸x計(jì)算長(zhǎng)度：Lx=1.502m對(duì)主軸y計(jì)算長(zhǎng)度：Ly=3m對(duì)主軸x長(zhǎng)細(xì)比：λx=1.502/2.12×100=70.84對(duì)主軸y長(zhǎng)細(xì)比：λy=3/2.12×100=141.5最大長(zhǎng)細(xì)比：λmax=141.5穩(wěn)定系數(shù)：φ=0.3388穩(wěn)定驗(yàn)算：σ=(-25.09)/6.6/0.3388×10=(-112.2)N/mm^2<215MPa，合格疊加桿件荷載后上弦對(duì)主軸x壓彎穩(wěn)定驗(yàn)算：φx=0.7457βmx=1.0βty=1.0Nex=3.141×3.141×2.06e+005×6.6/70.84/70.84/1.1/10=243.1kNφby=1σ=(-25.09)/6.6/0.7457×10-1.0×0.9704/9.38/(1-0.8×25.09/243.1)-0.7×1.0×0/9.38/1×1000=(-163.8)N/mm^2163.8<=215，合格！疊加桿件荷載后上弦桿件對(duì)主軸y壓彎穩(wěn)定驗(yàn)算：φy=0.3388βtx=1.0βmy=1.0Ney=3.141×3.141×2.06e+005×6.6/141.5/141.5/1.1/10=243.1kNη=1.0φbx=1σ=(-25.09)/6.6/0.3388×10-0.7×1.0×0.9704/9.38/1-1.0×0/9.38/(1-0.8×25.09/60.92)=(-184.7)N/mm^2184.7<=215，合格！最不利斜桿13號(hào)桿件，采用截面PIPE-32*2-Q235截面面積：A=1.88cm^2強(qiáng)度驗(yàn)算：σ=(-22.44)/1.88×10=(-119.4)N/mm^2<215MPa，合格穩(wěn)定驗(yàn)算：對(duì)主軸x計(jì)算長(zhǎng)度：Lx=1.253m對(duì)主軸y計(jì)算長(zhǎng)度：Ly=1.566m對(duì)主軸x長(zhǎng)細(xì)比：λx=1.253/1.06×100=118.2對(duì)主軸y長(zhǎng)細(xì)比：λy=1.566/1.06×100=147.7最大長(zhǎng)細(xì)比：λmax=147.7穩(wěn)定系數(shù)：φ=0.67穩(wěn)定驗(yàn)算：σ=(-22.44)/1.88/0.67×10=(-178.1)N/mm^2<215MPa，合格四．鋼檁條計(jì)算|冷彎薄壁型鋼檁條設(shè)計(jì)輸出文件||輸入數(shù)據(jù)文件:1||輸出結(jié)果文件:1|||=====設(shè)計(jì)依據(jù)======建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009--2012)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范(GB50018-2002)=====設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)======屋面坡度(度):3.000檁條跨度(m):4.000檁條間距(m):1.500設(shè)計(jì)規(guī)范:冷彎薄壁型鋼規(guī)范GB50018-2002檁條形式:卷邊槽形冷彎型鋼C120X50X20X2.5鋼材鋼號(hào)：Q235鋼拉條設(shè)置:不設(shè)置拉條凈截面系數(shù):1.000壓型鋼板屋面,撓度限值為1/200屋面板能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)構(gòu)造不能保證風(fēng)吸力作用下翼緣受壓的穩(wěn)定性建筑類型:部分封閉式建筑分區(qū):角部基本風(fēng)壓:0.400風(fēng)荷載高度變化系數(shù):1.000風(fēng)荷載體型系數(shù):-2.130風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):-0.852屋面自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.500雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.000積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.000檢修荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN):1.000=====截面及材料特性======檁條形式:卷邊槽形冷彎型鋼C120X50X20X2.5b=50.000h=120.000c=20.000t=2.500A=0.5980E-03Ix=0.1294E-05Iy=0.2096E-06It=0.1246E-08Iw=0.6609E-09Wx1=0.2157E-04Wx2=0.2157E-04Wy1=0.1228E-04Wy2=0.6360E-05鋼材鋼號(hào)：Q235鋼屈服強(qiáng)度fy=235.000強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205.000考慮冷彎效應(yīng)強(qiáng)度f'=224.197=====截面驗(yàn)算======|1.3恒載+1.5(活載+0.9積灰)組合|彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m):Mx=3.288彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m):My=0.172有效截面計(jì)算結(jié)果:全截面有效。截面強(qiáng)度(N/mm2):σmax=179.536<=224.197|1.0恒載+1.5風(fēng)載(吸力)組合|彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m):Mxw=-2.586彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m):Myw=0.052有效截面計(jì)算結(jié)果:全截面有效。截面強(qiáng)度(N/mm2):σmaxw=128.062<=224.197整體穩(wěn)定系數(shù):φb=0.681檁條的穩(wěn)定性(N/mm2):fstabw=184.116<=205.000|荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，撓度計(jì)算|垂直于屋面的撓度(mm):v=15.571<=20.000=====計(jì)算滿足======檁條能夠承受的最大軸力設(shè)計(jì)值為(KN):N=0.000=====計(jì)算結(jié)束======五．基礎(chǔ)計(jì)算一、設(shè)計(jì)資料1.1.依據(jù)規(guī)范 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011），以下簡(jiǎn)稱規(guī)范 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010--2010）,以下簡(jiǎn)稱混凝土規(guī)范1.2.計(jì)算選項(xiàng) 計(jì)算形式:驗(yàn)算截面尺寸 基礎(chǔ)類型:現(xiàn)澆階形基礎(chǔ),無基礎(chǔ)短柱 荷載類型:單工況,基本組合 允許基底出現(xiàn)15%的零應(yīng)力區(qū) 最小配筋率：0.15%1.3.基礎(chǔ)尺寸及標(biāo)高 柱:B=120mm, L=120mm 基礎(chǔ)各階寬度: L1=340mm, R1=340mm B1=340mm, T1=340mm 基礎(chǔ)各階高度: H1=600mm 基礎(chǔ)沿X方向的長(zhǎng)度:b=800mm 基礎(chǔ)沿Y方向的長(zhǎng)度:l=800mm 基礎(chǔ)底面繞X軸的截面抗彎模量: EQWx=\F(b×l2,6)=\F(800×8002,6)=8.5e+007mm3 基礎(chǔ)底面繞Y軸的截面抗彎模量: EQWy=\F(b2×l,6)=\F(8002×800,6)=8.5e+007mm3 地面標(biāo)高:0.000m 柱底標(biāo)高:0.000m 基礎(chǔ)底面標(biāo)高:-0.600m 基礎(chǔ)埋深:d=600mm 基礎(chǔ)底面至柱底部高度:H=600--0=600mm1.4.其他參數(shù) 縱筋合力點(diǎn)至截面外邊緣距離:as=50mm 基礎(chǔ)及其上覆土平均容重:G=20kN/m3 基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí):C30 鋼筋強(qiáng)度等級(jí):HRB400 修正后的地基承載力特征值:fa=60.00kPa二、荷載統(tǒng)計(jì)2.1.作用在柱底中心處的荷載 作用在柱底的基本組合荷載: 豎向荷載:F=10.00kN Mx0=0.00kN.m,My0=0.00kN.m Vx=3.00kN,Vy=3.00kN 作用在柱底的標(biāo)準(zhǔn)組合荷載: 豎向荷載:Fk=F/Ks=7.41kN Mkx0=Mx0/Ks=0.00kN.m,Mky0=My0/Ks=0.00kN.m Vkx=Vx/Ks=2.22kN,Vky=Vy/Ks=2.22kN2.2.作用在基礎(chǔ)底部中心的荷載 基礎(chǔ)自重及上部土重標(biāo)準(zhǔn)值:Gk=γm×b×l×d=20.00×0.80×0.80×0.60=7.68kN 基礎(chǔ)自重及上部土重設(shè)計(jì)值:G=1.35×Gk=1.35×7.68=10.37kN 柱中心相對(duì)基礎(chǔ)底面坐標(biāo)(x,y):(0,0) 作用在基礎(chǔ)底部的標(biāo)準(zhǔn)組合荷載: 豎向荷載:Fk=7.41kN Mkx=Mkx0-Vky×H-Fk×y=0.00-2.22×0.60-7.41×0.00=-1.33kN.m Mky=Mky0+Vkx×H+Fk×x=0.00+2.22×0.60+7.41×0.00=1.33kN.m 作用在柱底的基本組合荷載: 豎向荷載:F=Ks×Fk=10.00kN Mx=Mx0-Vy×H-F×y=0.00-3.00×0.60-10.00×0.00=-1.80kN.m My=My0+Vx×H+F×x=0.00+3.00×0.60+10.00×0.00=1.80kN.m三、地基反力計(jì)算3.1.荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下的地基反力 基礎(chǔ)底面面積:A=b×l=0.80×0.80=0.64m2 荷載在X方向和Y方向都存在偏心 EQpkmin=\F(Fk+Gk,A)-\F(|Mkx|,Wx)-\F(|Mky|,Wy)=\F(7.41+7.68,0.64)-\F(1.33,0.09)-\F(1.33,0.09) =-7.68kPa<0kPa 基底出現(xiàn)零應(yīng)力，考慮基礎(chǔ)應(yīng)力重分布，用數(shù)值方法求得此時(shí)基底應(yīng)力分布如圖: 程序計(jì)算結(jié)果如下: 零應(yīng)力面積比值:0=3.4%≤15%,滿足要求3.2.荷載基本組合下的地基反力 荷載在X方向和Y方向都存在偏心 EQpmin=\F(F+G,A)-\F(|Mx|,Wx)-\F(|My|,Wy)=\F(10.00+10.37,0.64)-\F(1.80,0.09)-\F(1.80,0.09) =-10.36kPa<0kPa 基底出現(xiàn)零應(yīng)力，考慮基礎(chǔ)應(yīng)力重分布，用數(shù)值方法求得此時(shí)基底應(yīng)力分布如圖: 程序計(jì)算結(jié)果如下: 零應(yīng)力面積比值:0=3.4%≤15%,滿足要求四、地基承載驗(yàn)算 修正后的地基承載力特征值:fa=60.00kPa 軸壓驗(yàn)算: pk=23.57kPa≤fa=60.00kPa,滿足要求 偏壓驗(yàn)算: pkmax=55.22kPa≤1.2fa=1.2×60.00=72.00kPa,滿足要求五、基礎(chǔ)抗剪驗(yàn)算5.1.剪切驗(yàn)算公式 抗剪驗(yàn)算參照承臺(tái)的剪切計(jì)算,求得各驗(yàn)算截面處的折算寬度b0后，根據(jù)地基基礎(chǔ)規(guī)范8.2.9條，按下列公式講行驗(yàn)算: V≤0.7hsftA0 (8.2.9-1) EQbhs=(\F(800,h0))1/4 (8.2.9-2) 記抗剪力:Vc=0.7hsftA0 剪切力根據(jù)基底凈反力精確計(jì)算5.2.X方向剪切驗(yàn)算 應(yīng)對(duì)如圖所示的截面進(jìn)行剪切驗(yàn)算截面b0(mm)h0(mm)hsVc(kN)V(kN)驗(yàn)算結(jié)果18005501.00440.440.97滿足要求28005501.00440.447.62滿足要求 X方向剪切驗(yàn)算滿足要求5.3.Y方向剪切驗(yàn)算 應(yīng)對(duì)如圖所示的截面進(jìn)行剪切驗(yàn)算截面b0(mm)h0(mm)hsVc(kN)V(kN)驗(yàn)算結(jié)果18005501