自行车棚计算书.doc

车棚设计计算书一、 计算引用的规范1、 建筑结构荷载规范 GB50009-2001二、 基本参数1、 车棚工程所在地区：山东烟台地区2、 地面粗糙度分类等级： 按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）中分类标准，本车棚按C类地区（指有密集建筑群的城市市区）考虑。三、 车棚荷载计算1、 车棚的荷载作用说明： 车棚承受的荷载包括；自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。（1） 自重：（2） 风荷载：是垂直于车棚表面的荷载，按GB50009采用；（3） 雪荷载：是指车棚水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用；（4） 活荷载：是指车棚水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用； 在实际工程的车棚结构计算中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其最大值：A：考虑正风压时：a. 当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：SK+=1.35GK+0.6*1.4WK+0.7*1.4SK(或QK)b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：SK+=1.2GK+1.4*WK+0.7*1.4SK(或QK)B：考虑负风压时：按下面公式进行荷载组合：SK+=1.0GK+1.4WK2、 风荷载标准值计算：按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）计算：WK+=gz z s+ W0 .7.1.1-2WK-=gz z s-W0上式中：WK+：正风压下作用在车棚上的风荷载标准值（MPa）；WK-：负风压下作用在车棚上的风荷载标准值（MPa）；Z：计算点标高：2.68m；gz：瞬时风压的阵风系数；本车棚为所以s的取值为-0.8，+0.6计算车棚的风载荷。根据本车棚的用途及GB50009规范，本车棚为B类场地：gz=0.89*(K+2f ) 其中：f =0.5*（Z/10）-0.16其中K为地面粗糙度调整系数，f为脉动系数根据场地类型，按以下公式计算：B类场地：z=（Z/10）0.32当Z10m时，取Z=10m；s：局部风压体型系数，对于车棚结构，按规范，计算正风压时，取s+=0.6；计算负风压时，取s-=-0.8；W0：基本风压值（MPa），根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4（全国基本风压分布图）中数值采用，按重现期50年，山东烟台地区取0.55Pa；WK+=gz z s+ W0=2.3765*0.7363*0.6*0.00055=0.00057744MPaWK-=gz z s- W0=2.3765*0.7363*0.8*0.00055=0.000769919MPa3、 风荷载设计值计算：W+： 正风压作用下作用在车棚上的风载设计值（MPa）；WK+：正风压作用下作用在车棚上的风载标准值（MPa）；W-： 负风压作用下作用在车棚上的风载设计值（MPa）；WK-：负风压作用下作用在车棚上的风载标准值（MPa）；W+=1.4*WK+=1.4*0.00057744=0.000808416MPaW-=1.4*WK-=1.4*0.000769919=0.001077887MPa4、 雪荷载标准值计算：SK：作用在车棚上的雪荷载标准值（MPa）S0：基本雪压，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2001取值，西安地区50年一遇最大积雪的自重：0.00025MPa。r：屋面积雪分布系数，按表6.2.1GB50009-2001，为1.0。按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）公式6.1.1屋面雪荷载标准值为：SK=r*S0=1.0*0.00025=0.00025MPa5、 雪荷载设计值计算：S：雪荷载设计值（MPa）；根据本设计的与GB50009的规范要求，车棚顶为拱形屋面，取：r：屋面积雪分布系数，按照上述r取值为1.0。屋面水平投影面上的雪载荷标准值，根据GB50009的规范要求应按照以下式计算：SK=r*S0SK：作用在车棚上的雪荷载标准值（KN/）S0：基本雪压，根据现行建筑结构荷载规范GB50009取值，山东烟台地区50年一遇最大积雪的自重：0.4Pa（KN/）r：屋面积雪分布系数，按表6.2.1GB50009-2001，为1.0。按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）SK=r*S0=1.0*0.4=0.4Pa（KN/）6、 车棚屋面活荷载设计值：Q：车棚屋面活荷载设计值（MPa）；QK：车棚屋面活荷载标准值取：500N/m2；Q=1.4*QK=1.4*500/1000000=0.0007MPa因为SKQK，所以计算时活荷载参与正压组合！7、 车棚构件恒荷载设计值：G+：正压作用下车棚构件恒荷载设计值（MPa）；G-：负压作用下车棚构件恒荷载设计值（MPa）；GK：车棚结构平均自重取0.0004MPa；因为GK与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以：G+=1.2*GK=1.2*0.0004=0.00048MPaG-=GK=0.0004MPa8、选取计算荷载组合：（1） 正风压的荷载组合计算：SK+：正风压作用下的荷载标准值组合（MPa）；S+：正风压作用下的荷载设计值组合（MPa）；SK+=GK+WK+0.7QK=0.0004+0.0003062+0.7*0.0005=0.001056MPaS+=G+W+0.7Q=0.00048+0.0004287+0.7*0.0007=0.0013987MPa（2） 负风压的荷载组合计算：SK-：负风压作用下的荷载标准值组合（MPa）；S-：负风压作用下的荷载设计值组合（MPa）；SK-=GK+WK-=0.0004+0.001225=0.001625MPaS-=G-+W-=0.0004+0.001715=0.002115MPa（3） 最不利荷载选取：SK：最不利荷载标准值组合（MPa）；S：最不利荷载设计值组合（MPa）；按上面2项结果，选最不利因素（负风压情况下出现）：SK-=0.001625MPaS-=0.002115MPa梁的抗弯强度计算：抗弯强度应满足：NL/A+Mmax/ Wf上式中：NL：梁受到的轴力（N）； A：梁的截面面积（mm2）； Mmax：悬臂梁最大弯矩设计值（N*mm）； W：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩（mm3）； ：塑性发展系数，取1.05； f：材料的抗弯强度设计值，取215MPa；则：NL=Pctg=3940.394NNL/A+Mmax/ W=3940.394/5472+1912017.5/1.05/649800 =3.522MPaf=215MPa 悬臂梁抗弯强度满足要求！4.4拉杆的抗拉（压）强度计算：校核依据：对于受拉杆件，校核：N/Af对于受压杆件，需要进行稳定性计算，校核：N/Af其中：轴心受压柱的稳定系数，查表6.3.8102-2003及表C.2GB50017-2003取值：i：截面回转半径，i=（I/A）0.5；：构件长细比，不宜大于250，=L/i；因为风荷载是负风压荷载，所以拉杆是随拉力的。校核依据：N/A215MPaN/A=4549.278/703=6.471MPa215MPa拉杆的抗拉强度满足要求！4.5梁的挠度计算：主梁的最大挠度可能在2点出现，其一是C点，另一点可能在AB段之间，下面分别计算：（1） C点挠度的验算：dfp：集中力作用下的C点挠度（mm）；dfq：均匀荷载作用下的C点挠度（mm）；dfc：组合荷载作用下的C点挠度（mm）；dfp=Pb2L(3-b/L)/6EI=0.575mmdfq=qL4/8EI=0.638mmdfc=|dfp-dfq|=0.063mmdf,lim：按规范要求，悬臂杆件的挠度限值（mm）；df,lim=2L/250=24mmdfc=0.063mmdf,lim=24mm悬臂梁杆件C点的挠度满足要求！（2） AB段最大挠度的验算：dfx：悬臂梁AB段挠度计算值（mm）；x：距固定端距离为x处（最大挠度处）；经过计算机的优化计算，得：x=500mmdfx=|qL4(3-4x/L+(x/L)4/24EI-Pb3*(2-3*(x-a)/b+(x-a)3/b3)/6EI|=0.054mmdfx=0.054mmdf,lim=24mm悬臂梁杆件AB段的挠度满足要求！