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昆凝土设在地面以下，并 在立柱位置预埋40*40*2cm钢板，立柱采用§ 220* 5 mm钢管，纵向间距 6m拱形梁采用4 50* 3.5 mm钢管，拱高为2.1m,双层拱梁上下弧度间 距72cm采用4 32大2颇钢管对拱梁进行三角支撑加强，楝条采用 50x100x2m仿钢间距为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：
⑴中50X 3.5 mm钢管：（弧梁主梁）截面积：A=511.3 mm ；惯性矩 I=121900mr4i 截面模量 W=5080n3m 单位重量:4.013Kg/m。
⑵中 220X 5颇钢管：截面积:A=3375.5 mm ;惯性矩
I=19514609mn4i; 截面模量 W=177405.54mm回转半径i=76mm 单位重
3
2
2
量:26.5Kg/m 。
⑶口 50X 100X 2 mm方钢管：截面积:A=584mm ;惯性矩
34
I=775179mRi; 截面模量 W=15503.57mm单位重量:4.584Kg/m。
⑷4 32X 2 mm钢管：截面积:A=198mm 2;惯性矩I=24600mr!；截面 模量 W=1990”m单位重量:1.55Kg/m。
⑸彩钢板厚度0.376 mm：单位重量:2.95Kg/ m
2o
4
2
⑹120X 50X 2.5 mm C型钢：截面积: A=808.9 mm ；惯性矩
2
I=1439700m成截面模量 W=23995n3m 单位重量:6.35Kg/m。
(7)Q235钢材的[(T g]=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/ m, 历年
2
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/ m 。
2
2、棚顶楝条受力计算：
棚顶楝条采用口 50X 100X 2 mm方钢管，布设间距为0.8m,跨度为6m 棚顶楝条受到彩钢瓦的压力，白重和雪载：
q=0.8m*6m*2.95Kg/ m
2
+6m*4.584Kg/m+ 150N/m2 *0.8m=161.66Kg/m=161.66N/m,
其最大弯矩产生在跨中：
M max ^^ =161.66*6*6/8=727.49( N.m)
M
w
q * l * l
JX =727.49/
w
ma
15503.57*10=46.92Mpa<195Mpa淌足要求)
-9
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§ 50 X 3.5颇钢管和腹杆中32X 2颇钢管焊接而成， 拱梁架受 到彩钢瓦、楝条压力和白重：
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：
M max H*!!! =826.55*20 /8=41327.5( N.m) 8
2
拱梁架的惯性矩
W=I+aAi+I+a2A=121900+10*511.3+10*584=231430mm
2
w
蛙y=41327.5/231.43*0.35=62.5( N.m)<195Mpa瞒足要求) w 4、 立柱受力计算：
立柱采用§ 220X 5颇钢管，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 10=0.7 x L=0.7 x 9.62=6.734(m) 细比入=l °/i=6.734 + 0.07603=89
钢管为a类截面，查表得稳定系数为：小=0.721 小［gh=0.721*195=140.595MPa
。=F/A=16531/0.002=8265500Pa=8.27MPa< ［。］=140.59Mpa(满足要求)
g
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/ m
2
⑴顶棚侧边楝条抗风计算： 度
楝条采用口50乂 100X 2 mm方钢管，布设间距为0.8m,跨度为顶棚跨
的一半10m所承担的迎风最大面积：S=10< 0.8=8( m2),
风荷载强度:Q=K1X K2X K3X P=1.3X 1X 1X 504.1=655.33(N/ m2), 1根拱梁架受到的最大风力：F=sX Q=655.33X 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 Hit*! =524.26*6 2/8=2359.17( N.m) 8
-6
w ^jmai =2359.17/50*10 =98.3Mpa<195Mpa淌足要求) 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=6X 8=48( m2) 风荷载强度:Q=K1X K2X K3X P=1.3X 1X 1X 504.1=655.33(N/ m2) 1根立柱受到的最大风力：F=sX 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 q-^-^ =3932*6/8=17693.9( N.m) 8
maxw ^ =17693.9/177*10 -6=99.97Mpa<195Mpa淌足要求) w
6、基础抗压
M
2
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：Nnax=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 x 12+2X 60=644mm 取 b=600mm h=h°+2t+2c=450+2 x 12+2X 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，fc=11.9N/mn2,满足要求。
N
bh
11.945 10 600 500
3
0.04N / mm
2
c c
f11.9 N / mm2
三、验算结论：
因运城地区抗风压基数大于抗雪压，故不在计算。通过对彩钢棚各部 位进行强度和抗风计算，彩钢棚满足抗风力10级的要求。
钢筋加工棚设计图
D-D C-C
C
檀条 50*100*2 AL 曾 B C25昆凝土基础
钢筋加工棚侧面设计图
孚 c ■ q _j 5— c CJ JI a [ fr 6[JC 6nn T 顽 L
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