糧食平房倉庫設計-拱板(屋蓋)部分

糧食平房倉庫設計—拱板(屋蓋)部分摘要：本文是繼糧食平房倉庫設計（排架部分已刊）的屋架部分資料，以后有機會再將其余各分部設計分期刊出，以便與各位同仁相互學習，共勉互勵。關(guān)鍵詞：糧食；平房倉庫；設計；拱板Abstract:thisarticleisthefoodbungalowwarehousedesign(partalreadybent6)partoftheroofmaterial,afteropportunityagaintheotherseachdivisiondesignstageclaimtocolleaguesandlearnfromeachother,andrefermutualencouragement.Keywords:food;Bungalowwarehouse;Design;Archboard糧食平房倉項目設計主要包括基礎(chǔ)設計，（框）排架設計，（圍護）墻設計，拱板設計等，本次著重提供拱板設計資料，以饗讀者。由于編者水平有限，文中難免有錯、漏、缺之處，懇請各位同仁、專家、老師給予批評指點為謝。平房倉拱板設計的基本要求：1、糧食平房倉結(jié)構(gòu)拱板的設計工作壽命應為50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級應為二級，地震作用和抗震措施按《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010執(zhí)行。2、結(jié)構(gòu)設計應從實際出發(fā)，合理選擇材料、結(jié)構(gòu)方案及構(gòu)造等，必須滿足正常施工及使用過程中的結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定及剛度要求，應滿足正常維護下的耐久性要求。3、結(jié)構(gòu)選型應合理。當采用屋架體系屋蓋時，屋架支座下宜布置鋼筋混凝土柱，由鋼筋混凝土柱承受屋架傳來的豎向荷載和柱間連續(xù)梁傳來的糧食水平壓力等荷載；當采用鋼筋砼剛架、全鋼剛架或鋼梁-鋼筋混凝土柱組合剛架時，屋蓋上的豎向荷載與糧食水平壓力等荷載均由剛架承受。4、平房倉拱板應根據(jù)使用要求按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行設計計算。5、平房倉拱板按承載力極限狀態(tài)進行設計計算時，應采用荷載設計值和材料強度設計值。6、平房倉拱板按正常使用極限狀態(tài)進行設計計算時，應采用荷載標準值或準永久值按一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件進行使用階段抗裂驗算。。7、下弦板采用預應力混凝土結(jié)構(gòu)，其強度不宜低于C40;隔板非預應力預制塊，起到支撐和穩(wěn)定作用，其強度不宜低于C25;上弦板宜采用自防水混凝土，其強度不宜低于C40。8、雙層拱板屋架屬空間受力體系，由上下弦板、隔板及拉桿組成。由于跨度大、板薄，混凝土強度等級高，所以要求砂石、水泥、鋼筋等原材料一定要達到國家規(guī)范要求，先試配后使用再加強保養(yǎng)。9、屋架安裝時，吊裝容易造成二次損壞，建議除隔板外現(xiàn)場澆注，同時必須保證屋架強度達到100%后方可拆模。下面以編者設計的一已投入使用的工程為實例做簡述：一、工程概況1.平立面簡介:本工程為中央儲備糧曲靖直屬庫新建散裝平房1#倉庫，建筑高度11.05米，建筑面積1050平方米，單層平房倉庫，屋面為拱板結(jié)構(gòu)，室內(nèi)外高差為0.3米，檐口高為8米，簡圖如下：（軸線尺寸48.72×21米）。2.拱板屋架為二次拋物線薄板現(xiàn)澆構(gòu)件，隔板為預制構(gòu)件。上弦板和隔板為非預應力結(jié)構(gòu)，下弦板為預應力結(jié)構(gòu)。3．拱板屋架為曲線狀，曲線方程為：Y=10.5a(21-a)/441,其中a為屋架跨度方向尺寸。屋架下弦板尺寸(即跨度)為21米，上弦板軸線尺寸（曲線長度）為21.837米，矢高為2.625米。4.下弦板采用冷拔低碳鋼絲，其張拉控制應力σ=455N/mm²5.抗震參數(shù)：抗震設防類別為7度（0.15g），抗震構(gòu)造措施按8度（0.2g）考慮，排架結(jié)構(gòu)，抗震等級為二級，場地土類別Ⅱ類。6.設計說明①、主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混泥土排架結(jié)構(gòu)，單層，屋蓋采用鋼筋混泥土雙層拱板，墻體為740mm（490mm）機制紅磚。排架結(jié)構(gòu)(包括屋架)計算分析采用中國建筑科學研究院pkpm系列軟件中的pk程序；框架連續(xù)梁等采用SATWE軟件分析。②、活荷載標準值取值，地面堆載：48kN/㎡屋面（按不上人）：0.7KN/㎡，雪荷載：0.4KN/㎡。③、荷載計算.主要包括：恒載，活載、雪荷載。④屋架內(nèi)力計算（電算）二、荷載計算1.屋架荷載計算：(1).上弦板δ=5cm。肋高150mm.,SBS卷材防水三道0.95kN/㎡.下弦板δ=4cm.上弦板，[0.08×0.15×2+0.06×0.06+(1.5-0.16)×0.05]×1M×25=2.365kN/M.下弦板：[0.08×0.15×2+0.06×0.06+(1.5-0.16)×0.04]×1M×25=2.03kN/M.隔板自重：（共9塊隔板，厚度δ=4.0mm）.①高h=0.9m.[0.9×0.25×2+2×0.25+(1.36-0.5)×0.15×2]×0.04×25×2塊=0.833kN②高h=1.635m[1.635×0.25×2+2×0.25×0.25+(1.36-0.5)×0.15×2]×0.04×25×2塊=2.401kN③高h=2.16m.[2.16×0.25×2+2×0.25×0.25+(1.36-0.5)×0.15×2]×0.04×25×2塊=2.926kN④高h=2.475kN[2.475×0.25×2+2×0.25×0.25+(1.36-0.5)×0.15×2]×0.04×25×2塊=3.241kN⑤高h=2.58m.[2.58×0.25×2+2×0.25×0.25+(1.36-0.5)×0.15×2]×0.04×25×1塊=1.673kN則每榀屋蓋自重：防水：0.95×1.5×21.837=31.12kN(SBS卷材防水三道0.95kN/㎡)上弦板：2.365×21.837=51.64kN下弦板：2.03×21=42.63kN隔板：9.84Kn合計：135.23kN2.屋蓋荷載整理：恒載標準值：q=135.23/21=6.44KN/m(屋蓋寬按1.5米考慮)活載標準值：q=1.5X(0.7+0.4)=1.65KN/m(屋蓋寬按1.5米考慮)將恒載及活載輸入pk計算得到內(nèi)力圖如下：PK程序計算分析得到內(nèi)力圖：三、構(gòu)件驗算1.下弦板驗算（注：本文涉及到的公式符號及意義詳GB50010-2010第b.7.10條）（1）.使用階段承載力計算.下弦板按中心受拉構(gòu)件驗算.下弦板截面簡圖：根據(jù)內(nèi)力算結(jié)果.恒載作用下：Nk=137kN活載作用下.Pk=35kNN=1.2×137+1.4×35=213.4kN.Φ5-19.6mm²29Φ5=568.4mm²>GB50010-2010之6.2.22條N≤fpyApfpyAp=430×568.4=244.4kN>N=213.4kN(滿足)（2）.使用階段抗裂驗算.>7.1.1條按一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件.σck-σpc≤ftk(標準組合)且σcq-σpc≤0(準永久組合)標準組合.N=137+35=172kN.A=40×1500+2×80×110=77600.00mm²>7.1.5條σck=N/K=172×10³/77600=2.22N/mm²>10.1.6條σpc=Npo/Ao±Npoepo/Io×yo>10.1.7條Npo=σpoAp-σl5As.式中σpo=σcon-σcⅠ.本工程σcon=455N/mm².預應力損失計算.>10.2及10.3條σl1=a/l×Es=5/21000×2.05×10²×10³=48.81N/mm².σl4=0.4φ(σcon/fptk-0.5)σcon=0.4×1×(455/6500-0.5)×455=36.4N/mm²第一批預應力損失.σlⅠ=σl1+σl4=48.81+36.4=85.21N/mm².第二批預應力損失.σlⅡ=σl5=(45+280×σpc/fcu)/(1+15p)下弦板截面力學特征.Ap1=10Φ5=196mm²Ap2=29Φ5=568.4mm²αe=Es/Ec=2.05×10²×10³/3.25×10³×10¹=6.31面積編號 Aoimm² aimm So=Aoiai ay01 Aoa²y01 I0 160×110-196=17404 95 1653380 57.42 5.74×10²×10³×10² 1/12×160×110³ 1500×40-568.4=59431.6 20 1188632 17.58 1.8×10²×10³×10² =17746667Ap1 6.31×196=1237 130 160810 92.42 1.06×10²×10³×10² 1/12×1500×40³Ap2 6.31×568.4=3586.6 20 71732 17.58 0.122×10²×10³×10² =8000000Ao 81659.2 3074554 8.72×10²×10³×10² 2.58×10²×10³×10²注：ay01為換算截面重心與(編號)面積重心的相對距離.換算截面重心至下邊緣的距離.Y01=∑si/Ao=3074554/81659.2=37.58mm換算截面重心至上邊緣的距離.∑I0=∑I0i+∑Aoa²y01=2.58×10³×10²×10²=1.13×(10²)³×10²(mm²)²預應力筋合力點至下邊緣的距離.Y1=19.6×10×(150-20)+29×19.6×20/39×19.6=48.2mm.ep0=48.2-37.58=10.63mm.Np01=Ap(σcon-σl1)=764.4×(455-48.81)=310492N.σpc=Npo/Ao+Npo.ep0/Io×yo=310492/81659.2+310492×10.63/1.13×(10³)²×10²×37.58=4.9N/mm²f¹cu=0.75×40=30N/mm²P=Ap/Ao=764.4/81659=0.0094σl5=(45+280×σpc/f¹cu)/(1+15ρ)=(45+280×4.9/30)/(1+15×0.0094)=90.733/1.141=79.52N/mm²σlⅡ=σl5=79.52N/mm²總損失.σl=σl1+σlⅡ=85.21+79.52=164.73>100N/mm²>4.1.3ftk=2.39N/mm²σck-σpc=2.22-4.9>10.1.6及10.1.11條，施工階段考慮壓應力.σcc≤0.8fc¹u上邊緣壓應力σcc=Npoi/Ao+Npoi.epo/Io×yo2=310492/81659.2+310492×10.63/