钢筋棚验算(修正版)

一、设计资料

该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度30m，檩条跨度150m，柱距6m，屋面坡度1:3；刚架正视平面图1-1，檩条钢材平面布置见图1-1。屋面及墙面板均为彩色压型钢板；考虑经济、制造和安装方便，屋盖体系选用有檩体系，梯形钢屋架，檩条水平投影间距，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

图1-1

二、荷载及荷载效应组合

1.荷载标准值

（1）永久荷载（屋面恒荷载）标准值。

压型钢板：                           0.1 KN/m

   檩条及支撑自重：                     0.15 KN/m

   合计：                              0.25 KN/m

（2）可变荷载标准值。

1）屋面均布活荷载：0.5 KN/m（水平投影）。

2）基本雪压S0=0.2 KN/m2（水平投影）。

根据《建筑结构荷载规范》GB50009－2001 公式（6.1.1），雪荷载标准值Sk=μrS0，屋面积雪分布系数μr=1.0（考虑均匀分布），

则Sk=1.0×0.2=0.2 KN/m2（水平投影）

活荷载取值：0.5 KN/m

3)根据《工程抗风设计计算手册》查询10级风风速为24.5~28.4m/s，由伯努利方程可知，标准大气压下风压基本关系方式ω0≈v2/1630，，取风速为25.5m/s，算得基本风压ω0=0.40 KN/m2（垂直屋面，地面粗糙度B类）

根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002公式（A.0.1），风荷载标准值ωk=μkμxω0

风荷载体型系数：μk=  －1.31（中间区）         CECS  102:2002 （A.0.2-2）

风压高度系数：μx = 《建筑结构荷载规范》GB50009－2001表7.2.1

这里 ω0=1.05×0.40=0.42KN/m2

则ωｋ= － 1.31×1.0×0.42=－0.546 KN/m2

2.荷载效应组合

根据《建筑结构荷载规范》GB50009－2001 公式3.2.3-1，有两种组合：

①1.2恒荷载+1.4活荷载；

②1.0恒荷载+1.4活荷载（在风吸力作用，恒荷载对结构有利，其分项系数取1.0）。

三、截面选择及截面持性

选用热轧C型槽钢10#，A=15.65cm，Wx=70.2 cm，Wy =27.1 cm，I =491.1 cm4，ix=5.60cm,iy=1.70 cm。考虑截面有孔削弱，则净截面模量Wny=0.9×70.2 =63.18 cm3，Wny =0.9×27.1 =24.39 cm3。

四．内力计算

荷载简图见图1-1-2

                          图1-1-2  荷载作用简图

       tanα=1/3,sinα=0.3162,cosα=0.9487。

1.檩条线荷载

（1）标准值：qk=0.25×1.581+0.5×1.5=1.145KN/m

（2）设计值：

1）荷载效应组合①：

q=1.2×（0.25×1.581）+1.4（0.5×1.5）=1.524KN/m

qx=q sinα=1.524×0.3162=0.482KN/m

qy=q cosα=1.524×0.9487=1.446KN/m

2)荷载效应组合②：

qx=1.0×(0.25×1.581)sinα=0.125KN/m

qy=1.0×(0.25×1.581)cosα+1.4×(-0.546×1.581) =  -0.834KN/m

2.弯矩（荷载效应组合①）

檩条在刚度最大平面的弯矩（按简支梁的跨中弯矩计算）

Mx=qxL/32=1.446×6/32=6.507KN/m

檩条在刚度最小平面的弯矩（按檩条跨度内设一根拉条、连续梁中间支点弯矩计算）

My=qy L/32 =0.482×6/32=0.542KN/m

五．强度及稳定性验算

（1）当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时，强度按《钢结构设计规范》GB50017－2003公式4.1.1计算，整体稳定性可不做计算。  

其中γx, γy为截面塑性发展系数，按《钢结构设计规范》GB50017－20035.2.1采用。

（2）当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时，强度按《钢结构设计规范》GB50017－2003公式4.2.3计算，檩条整体稳定性计算。

其中ϕ b为挠度强轴弯曲所确定的梁整体稳定系数，按《钢结构设计规范》GB50017－2003公式B.3计算，算得的ϕ b大于0.6时，应按公式B.1-2算得相应的ϕ＇ b代替ϕ b值。

故，满足要求。

六．刚度计算

１.挠度计算

qｙｋ=qｋcosα=1.145×0.9487=1.086KN/m

《钢结构设计规范》GB50017－2003 公式A.1.1

，满足要求。

2.长细比计算

根据《钢结构设计规范》GB50017－2003表5.3.8

λx=Lx/Ix=6000/56=107<[200]，满足要求。

λy =Ly/Iy =3000/17 =176<[200],满足要求。

因此可作屋架上弦平面支撑横杆或刚性系杆。

七．风吸力作用下檩条下翼缘稳定（荷载效应组合②）

（1）弯矩（下翼缘不设拉条）：

Mx=qyL/8=0.834×6/8=3.753KN/m

My=qxL/8=0.125×6/8=0.563KN/m

(2)按《钢结构设计规范》GB50017－2003公式4.2.3计算檩条的整体稳定性：

，满足要求。

其中ϕ b为挠强轴弯曲所确定的梁整体稳定系数，按《钢结构设计规范》GB50017－2003附录B公式B.3计算：

则  

,满足要求。

八．结论

       1.验算结果

      各项指标均符合《钢结构设计规范》(GB50017－2003)。各项数值均满足设计标准。