支架强度载荷计算

支架强度载荷计算

一、设计条件：

收集池曝气池35.*22米加盖采用玻璃钢平板瓦和横梁配合密闭，人字架构，两端配用玻璃钢板密封；35*22米池主横梁采用20#工字钢横置与水池上部，人字梁两端与主横梁直接用钢制支架固定；人字梁中间用100*100方管支撑。并辅以斜撑，斜撑采用6#角钢；主横梁南端直接搁置于水池主承重墙上，用膨胀螺栓固定，北端仄采用反吊梁式，在水池上部钢架引入托架，延伸至主横梁处，采用托板与之连接固定；主横梁上部安装60*80玻璃钢方管，间距1000mm,作为檩条，在檩条上部安装平板瓦。主横梁，人字梁及斜撑等均用玻璃钢进行防腐处理，螺栓等连接处在安装现场糊制防腐。由于横梁搁置于水池主承重墙上，高度增高，走道位置阻碍人员行走，故在横梁上铺设玻璃钢盖板，盖板宽度1250mm，长度按池长，并增设盖板支撑。

二、主横梁载荷计算 1、屋顶荷载的确定 （1）设计取值：

①采用固定荷重G和暴风雨产生的风压荷重W的短期复合荷重。

②本计算最大风速设定为：32m/s。

③ 对于平铺在屋面上的系统,只需计算从支架前面吹来（顺风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，确认强度。

（2）结构材料：

主横梁：20a#工字钢，玻璃钢防腐。

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A1=35.578cm2;q1=27.929kg/m； Ix1=2370cm4； 人字梁:100*100*5方管，玻璃钢防腐；

A2=18.356cm2;q2=14.409kg/m； Ix2=271.071cm4； σb=160Mpa；E=206N/mm2 ; 支撑：6#角钢，玻璃钢防腐；

檩条、平板瓦：玻璃钢密度：2*103kg/m3 3．假定荷重：

①单品主横梁固定荷重G（按设计图纸，单池）

a：主横梁采用20#工字钢，17根；L=22.5，计算长度L’=19.5m 单品计算长度重量： G1=27.929*19.5=544.6kg →5446N; b：人字梁:100*100*5方管， 17根；计算长度L2=10m 单品计算长度重量： G2=14.409*10*2=288.18kg →2882N; c：支撑100*100*6玻璃钢方管，17根； 单根重量： G3=0.4*1.11*6*2=5.3kg →52N; d：(1)檩条60*80*6玻璃钢方管，11*2根；

重量： G4=0.28*32.5*6*2=109kg →1068N;22*1068＝23496N

(2)平板瓦，玻璃钢板，厚3mm；面积：A’=11.3*32.5*2=734.5m2 重量： G5=734.5*3*2=4406.4kg →44064N; 按单池设计图纸， 共17品主横梁， 所以单品主横梁总固定荷载重量: G’=G1＋G2＋G3＋(G4+g5)/16

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=5446+2882+52+(23496+44064)/16=12603N;

单品主横梁承压面积A1=A’/16=734.5/16=45.9 m2，跨度L=19.5m

自重：q1=0.275KN/m2，

单品主横梁起主要支撑作用，其人字梁高度1.6m，可等效为底梁采用20a#工字钢，上梁:100*100*5方管的平行桁架，高度等效为1.6/2=0.8m。单品主横梁等效惯性矩:

I1=538002613 mm4

A= A1+A2 =3557.8=3557.8mm4 单品主横梁等效截面：

移轴公式 符号 I1 I2

数值mm4 23700000 2710710 符号 A1 A2 3

数值mm2 3557.8 1835.6 符号 X1 X2 数值mm 100 750

x0 I0

321.22 538002613 mm mm4 ②风压荷重W

根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中对风载荷的规定如下（按承重结构设计）：

Wk =βz μs μz W0 Wk:风荷载标准值（KN/m2）； βz： 高度Z 处的风振系数；μs： 风荷载体型系数； μz：风压高度变化系数W0：基本风压（KN/m2） 滨海市地区基本风压（n=50）：范附录D.4）

离地面高度20米位置 D类地区：z0.62

S1风振系数z1.00 S2S3S41.40.61.40.6w00.45mKN/2（建筑结构荷载规

体型系数： 23

Wk(S3)w0zS1z0.450.621.41.000.39KN/m2

③雪压荷重

根据《建筑结构荷载规范》中规定：Sk=μr*S0；

Sk：雪荷载标准值（KN/m2）；Μr：屋面积雪分布系数； S0：基本雪压（KN/m2）雪荷载标准值 SkrS0

滨海地区基本雪压（n=50）：S00.35KN/m2

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体型系数：r0.68

SkrS0=0.35 x 0.68=0.238KN/m

2④地震荷载

根据《建筑抗震设计规范》，采用底部剪力法时，按下列公式确定：

FEk=1 *Geq FEk为结构总水平地震作用标准值； 1为水平地震影响系数值，可取水平地震影响系数最大值max；

Geq为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值。 由于滨海市没有处于我国的地震带，所以根据《建筑抗震设计规范》表5.1.2-2查得1为0，所以FEk为0

⑤荷载基本组合P

根据《建筑结构荷载规范》第3.2节荷载组合，计算如下： 风压主导时 ：P=G+W

P=12603/1000+0.39*45.9=30.504KN

跨度L=19.5m , q0=30504/19500=1.56N/mm 单品主横梁结构受力图

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19500

单品主横梁结构强度计算 集中载荷计算公式 名称 材料弹性模量 惯性矩 梁跨距 (mm) 均布荷载 均布荷载 最大弯矩 均布荷载 挠度 1 2 2 公式 ql2/8 5qL4/384EI 许用挠度[y] 主梁: 槽 钢 [20a+口100 符号 E I L q0 Mmax2 fmax y计 数值 206000 单位 N/mm2538002613 mm4 19500 1.56 74148750 26.5 mm mm N/mm Nmm mm 满足要求 满足要求 27.85714286 26.5002651 弯矩校验 H梁高 Mmax 74148750 [σ] N/mm2 160 剪切校验 G (N) 30504/2 800.00 W mm3 672503.2 σ计 110.25 A mm2 3557.8 6

[τ] N/mm2 90 τ 计N/mm2 4.28 满足要求 根据以上计算，支架采用固定荷重G和暴风雨雪产生的风压荷重W的短期复合荷重，载荷小于设计载荷，主横梁结构剪切强度、挠度、弯矩满足要求，所以安全。

附图

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