材料堆場力學(xué)計(jì)算書

重慶來福士廣場項(xiàng)目觀景

天橋幕墻工程材料堆場

力學(xué)計(jì)算書

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中建三局裝飾有限公司

第一章弧頂軌道兩側(cè)材料堆場分析計(jì)算

弧頂軌道兩側(cè)材料堆場分析計(jì)算主要考慮接材料堆場兩端12.6m高的鋼管格構(gòu)柱、材料堆

場的主梁和垂直于主梁的主楝、主梁與鋼管格構(gòu)柱連接處相關(guān)構(gòu)件等內(nèi)容。弧頂軌道兩側(cè)材料

堆場鋼結(jié)構(gòu)采用SAP2000有限元結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件建模求解。

§1.1、弧頂軌道兩側(cè)材料堆場鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算

綜合考慮材料堆場所處位置、結(jié)構(gòu)形式、所選用鋼材、荷載的大小及分布等區(qū)素，下述情

況最為不利，須對材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等進(jìn)行校核。

1、部位基本設(shè)計(jì)參數(shù)

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的模型如圖1-1所示。材料堆場平臺的尺寸參數(shù)為10m（長）x4m（寬），有

兩根HM244xl75x7xll作為承載主梁，兩根主梁間距2.5m,自主梁兩端垂直于主梁布置間隔1m

的60x60x5鋼方通的主棋，在主槐之間布置間隔在750mm?850nlm的50x50x4鋼方通的次梯；

在距離堆場平臺總首尾兩端1.5m處各設(shè)置設(shè)置-根高度12.6m、橫截面的尺寸參數(shù)為荷載為

1.5m（堆場平臺縱向）x3m（堆場平臺橫梁）的鋼管格構(gòu)柱，鋼管格構(gòu)柱采用100x100x5鋼方通

作為肢管的六肢結(jié)構(gòu)型式，橫向綴管和斜綴管均采用50x60x4鋼方通，在頂部靠近堆場平臺的

區(qū)段適當(dāng)減小橫向綴管的間距以進(jìn)行局部加強(qiáng)，鋼管格構(gòu)柱頂部直接支承堆場平臺主梁的承載

梁及與之相連的橫向綴管均采用120x80x6鋼方通。

在堆場平臺主梁與鋼管格構(gòu)柱及堆場平臺主槌連接部位均應(yīng)在主梁上加設(shè)鋼板肋；在鋼管

格構(gòu)柱的頂部區(qū)域應(yīng)設(shè)置連接于主體鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向支撐以保證材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)所用的材料:

(1)HM244xl75x7xllH型鋼（堆場平臺主梁）

(2)60x60x5鋼方通（堆場平臺主楝）

(3)50x50x4鋼方通（堆場平臺次楝及欄桿角隅處的懸臂柱）

(4)5#槽鋼（堆場平臺主棵兩端的次橡及欄桿非角隅處的懸臂柱）

(5)50x50x5角鋼（堆場平臺欄桿頂部的扶手及底部防物品滑出的踢腳）

(6)。12鋼棒（堆場平臺欄桿水平橫格）

(7)100x100x5鋼方通（鋼管格構(gòu)柱的肢管）

(8)60x60x4鋼方通（鋼管格構(gòu)柱的橫向綴管及斜綴管）

(9)120x80x6鋼方通（鋼管格構(gòu)支承堆場平臺主梁的承載梁及與之相連的橫向綴管）

圖1-3材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的局部模型圖二（鋼管格構(gòu)柱）

2、荷載確定

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的荷載基本設(shè)計(jì)參數(shù)：

a、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的自重由SAP2000軟件自動計(jì)入，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35；

b、堆場平臺頂面設(shè)置壓花鋼板，自重按0.5k\/mnr；荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35；

c、堆場平臺總面積40所:最多可放置5架玻璃，每架最多可有6塊玻璃，每片玻璃

自重按300kg計(jì)，堆料平臺上玻璃及貨架的總重為9000kg；

d、堆場平臺上工作人員、工具及其它的總重（按3名工作人員考慮）：500kg

（1）材料堆場平臺所承受的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值（含壓花鋼板）：

Q=（50x40+5x6x300+500）x9.8=112700（"）

（2）材料堆場平臺所承受的自重荷載設(shè)計(jì)值（含壓花鋼板）：

0=1.35xQ=1.35x112700=152145GV）

（3）模型施加荷載時(shí)，首先把總荷載等效為面荷載，然后再以線荷載的方式施加到堆場

平臺的9根主椽上（端部的兩根主棵按不承受荷載考慮），則材料堆場平臺主椽所承受的自重

線荷載標(biāo)準(zhǔn)值（含壓花鋼板）：

112700

=3.13（N/inn】）

&=9x4000

（4）模型施加荷載時(shí)，首先把總荷載等效為面荷載，然后再以線荷載的方式施加到堆場

平臺的9根主模上(端部的兩根主棵按不承受荷載考慮)，則材料堆場平臺主橡所承受的自重

線荷載設(shè)計(jì)值(含壓花鋼板)：

152145

Q==4.23(N/nun)

9x4000

3、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)所用型鋼截面參數(shù)

(1)HM244xl75x7xllH型鋼:

凈截面面積：4=56.24cm，

截面繞截面x軸的截面慣性矩：A=6121.22cm'

截面繞截面x軸的凈截面抵抗矩：/口二501.74cm'

截面繞截面y軸的截面慣性矩：，=984.49cm1

截面繞截面y軸的凈截面抵抗矩：W,尸112.Siem，

彈性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

(2)60x60x5鋼方通:

凈截面面積：4=10.01cm-

截面繞截面x軸的截面慣性矩：A=47.35cm'

截面繞截面x軸的凈截面抵抗矩：%;15.78cm

截面繞截面y軸的截面慣性矩：I,r=47.35cm：

截面繞截面y軸的凈截面抵抗矩：氏二15.78加'

彈性模量：^206000N/mmJ

型材材料：Q235B

60

圖1-5“60x60x5鋼方通”的截面圖

(3)100x100x5鋼方通:

凈截面面積：4=18.01cm：

截面繞截面x軸的截面慣性矩：A=262.37cm'

截面繞截面x軸的凈截面抵抗矩：/機(jī)二52.47cm,

截面繞截面y軸的截面慣性矩：L=262.37cm'

截面繞截面y軸的凈截面抵抗矩：限=52.47c!?

彈性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

100

g

：y

圖1-6“100x100x5鋼方通”的截面圖

(4)100x100x5鋼方通：

凈截面面積：4=21.14cm?

截面繞截面x軸的截面慣性矩：L=387.96cm1

截面繞截面x軸的凈截面抵抗矩：嘮=64.66cnr'

截面繞截面y軸的截面慣性矩：A=206.97cm：

截面繞截面y軸的凈截面抵抗矩：代廠51.74cnf

彈性模量：^206000N/mmJ

型材材料：Q235B

80

圖1-7“120x80x6鋼方通”的截面圖

4、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)SAP2000有限元分析

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)采用SAP2000有限元結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件計(jì)算，該軟件是由美國Computers

andStructures,Inc.開發(fā)的最新一代結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件，是目前國際上在混凝土、金屬

結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)物的分析與設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的最優(yōu)秀軟件之一。

由SAP2000分析結(jié)果（附錄一弧頂軌道兩側(cè)材料堆場鋼結(jié)構(gòu)有限元分析），可以得出：

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的總重量（不含壓花鋼板）0=7.45t；

堆場平臺主梁IM244xl75x7xllH型鋼跨中的最大撓度d=16.4mm；

堆場平臺主梁IM244xl75x7xllH型鋼懸臂端的最大撓度d-=8.1mm；

堆場平臺主槐60x60x5鋼方通跨中的最大撓度（相對于兩端主梁）d=7.3nim；

堆場平臺主楝60x60x5鋼方通懸臂端的最大撓度（相對于兩端主梁）dZ-=3.9mm；

堆場平臺主梁IW244xl75x7xl0H型鋼所受的最大彎矩滬53314900N.mm；

堆場平臺主楝60x60x5鋼方通所受的最大彎矩加2021087N.mm；

鋼管格構(gòu)柱肢管100x100x5鋼方通所受的最大軸力^3311GN；

鋼管格構(gòu)柱肢管100x100x5鋼方通所受的最大彎矩滬139646N.mm；

鋼管格構(gòu)柱頂部支承構(gòu)件120x80x6鋼方通所受的最大彎矩滬6726770N.mm。

5、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核

（1）堆場平臺主梁出1244x175x7x11H型鋼的最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值

可見，所選堆場平臺主梁HM244xl75x7xllII型鋼的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）堆場平臺主椽60x60x5鋼方通的最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值

2021087

=122.0<215(N/mm2)

泮1.05x15780

可見，所選堆場平臺主楝60x60x5鋼方通的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）鋼管格構(gòu)柱肢管100x100x5鋼方通的最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值

PM33116139646

CT=—+=+=20.9(N/mm2)

Ayl/18011.05x52470

可見，所選鋼管格構(gòu)柱肢管100x100x5鋼方通的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

(4)鋼管格構(gòu)柱頂部支撐構(gòu)件120x80x6鋼方通的最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值

__6726770

=90.1(N/mnf)

,一麗-1.05x64660

可見，所選鋼管格構(gòu)柱頂部支承構(gòu)件120x80x5鋼方通的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

6、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)撓度校核

由SAP2000分析知：

(1)堆場平臺主梁HM244xl75x7xllH型鋼跨中的最大撓度：tZ.=16.4(mm)

堆場平臺主梁HM244xl75x7x11H型鋼跨中的相對撓度：

力/￡=16.37/7000=1/427.8W1/300

(2)堆場平臺主梁HM244xl75x7xllH型鋼懸臂端的最大撓度：d;=8.1(mm)

堆場平臺主梁HM244X175x7x1III型鋼懸臂端的相對撓度：

&/￡二8.1/1500二1/185.2W1/150

(3)堆場平臺主橡60x60x5鋼方通跨中的最大撓度：(Z=7.3(mm)

堆場平臺主棵60x60x5鋼方通跨中的相對撓度：

d"L=，3/2500=1/342.5W1/300

(4)堆場平臺主楝60x60x5鋼方通懸臂端的最大撓度：dr=3.9(mm)

堆場平臺主棵60x60x5鋼方通懸臂端的相對撓度：

&/￡二3.9/750=1/192.3^1/150

可見，材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的撓度滿足設(shè)計(jì)要求。

7、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

由SAP2000可以自動對所計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性檢查，由SAP2000檢查結(jié)果可知知：材料

堆場鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。圖1-8為材料堆場鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性檢查結(jié)果。

圖1-8材料堆場鋼結(jié)構(gòu)SAP200有限元分析穩(wěn)定性檢查分析圖

第二章弧頂軌道頂部材料堆場分析計(jì)算

弧頂軌道頂部材料堆場分析計(jì)算主要考慮接材料堆場的主梁和垂直于主梁的主楝等內(nèi)容。

弧頂軌道頂部材料堆場鋼結(jié)構(gòu)采用SAP2000有限元結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件建模求解。

§2.1、弧頂軌道頂部材料堆場鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算

綜合考慮材料堆場所處位置、結(jié)構(gòu)形式、所選用鋼材、荷載的大小及分布等區(qū)素，下述情

況最為不利，須對材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等進(jìn)行校核。

1、部位基本設(shè)計(jì)參數(shù)

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的模型如圖2-1所示。材料堆場平臺的尺寸參數(shù)為6nl（長）x4.5m（寬），有

兩根HM148x100x6x9作為承載主梁，兩根主梁間距2.5m,自主梁兩端垂直于主梁布置間隔1m

的60x60x5鋼方通的主櫬，在主槐之間分別布置間隔為1m和1.25m的50x50x4鋼方通的次橡。

在堆場平臺主梁與主楝連接部位應(yīng)在主梁上加設(shè)鋼板肋。

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)所用的材料：

(1)HM148xl0x6x9H型鋼（堆場平臺主梁）

(2)60x60x5鋼方通（堆場平臺主楝）

(3)50x50x4鋼方通（堆場平臺次楝及欄桿角隅處的懸臂柱）

(4)5#槽鋼（堆場平臺主橡兩端的次槐及欄桿非知隅處的懸臂柱）

(5)50x50x5角鋼（堆場平臺欄桿頂部的扶手及底部防物品滑出的踢腳）

(G)012鋼棒（堆場平臺欄桿水平橫格）

圖27材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的模型圖

2、荷載確定

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的荷載基本設(shè)計(jì)參數(shù)：

a、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的自重由SAP2000軟件自動計(jì)入，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35；

b、堆場平臺頂面設(shè)置壓花鋼板，自重按0.5kVmm;荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35；

c、堆場平臺總面積27nlk,該移動堆場平臺每次最多可攜帶6塊玻璃，每片玻璃自重

按300kg計(jì)，堆料平臺上玻璃及貨架的總重為1200kg；

d、堆場平臺上工作人員、工具及其它的總重（按2名工作人員考慮）：350kg

（1）模型施加荷載時(shí)，首先壓花鋼板的自重可視為為面荷載，然后再以線荷載的方式施

加到堆場平臺的7根主檄上（端部的兩根主橡承擔(dān)的線荷載應(yīng)為其它主橡的一半），則材料堆

場平臺主楝所承受的壓花鋼板自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

50x9.8

0./19(/V/mm)

%=1000

四塊玻璃、堆場平臺上工作人員、工具及其它的總.重則口J能以最不利的情況是面荷載的方

式作用在材料堆場平臺中央2mx2.25m區(qū)域，其面荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為：

(4x300+350)x9.8

=3376(%/勿2)

%2x2.25

（2）模型施加荷載忖，首先壓花鋼板的自重可視為為面荷載，然后再以線荷載的方式施

加到堆場平臺的7根主楝上（端部的兩根主楝承擔(dān)的線荷載應(yīng)為其它主楝的一半），則材料堆

場平臺主楝所承受的壓花鋼板自重線荷載設(shè)計(jì)值：

q.=1.35x50*'8=。66(N/mm)

"1000

四塊玻璃、堆場平臺上工作人員、工具及其它的總重則可能以最不利的情況是面荷載的方

式作用在材料堆場平臺中央2nix2.25m區(qū)域，其面荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為：

1.35x(4x300+350)x9.8

?==4557GV//)

2x2.25

3、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)所用型鋼截面參數(shù)

(1)HM148xl00x6x9H型鋼：

凈截面面積：4=27.25cm2

截面繞截面x軸的截面慣性矩：4=1036.54cm'

截面繞截面x軸的凈截面抵抗矩：期=140.07cm3

截面繞截面y軸的截面慣性矩：A=150.83cm

截面繞截面y軸的凈截面抵抗矩：跣=30.17cn)3

彈性模量：^20600(iN/imnJ

型材材料：Q235B

圖2-2”HM148xl00x6x9H型鋼”的截面圖

(2)60x60x5鋼方通：

凈截面面積：4=10.01cm2

截面繞截面x軸的截面慣性矩：A=47.35cm'

截面繞截面x軸的凈截面抵抗矩：町=15.78cnf

截面繞截面y軸的截面慣性矩：A=47.35cm1

截面繞截面y軸的凈截面抵抗矩：n=15.78cm'

彈性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

60

圖2-3“60x60x5鋼方通”的截面圖

（3）50x50x4鋼方通:

凈截面面積：X=6.84cm

截面繞截面x軸的截面慣性矩：A=23.05cm1

截面繞截面x軸的凈截面抵抗矩：以二9.22cm'

截面繞截面y軸的截面慣性矩：L=23.05cm1

截面繞截面y軸的凈截面抵抗矩：限=9.22cm3

彈性模量：^206000N/mm2

型材材料：Q235B

50

圖2-4“50x50x4鋼方通”的截面圖

4、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)SAP2000有限元分析

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)采用SAP2000有限元結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件計(jì)算，該軟件是由美國Computers

andStructures,Inc.開發(fā)的最新一代結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件，是目前國際上在混凝土、金屬

結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)物的分析與設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的最優(yōu)秀軟件之一。

由SAP2000分析結(jié)果（附錄二弧頂軌道頂部材料堆場鋼結(jié)構(gòu)有限元分析），可以得出：

材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的總重量（不含壓花鋼板）0t；

堆場平臺主梁HM148xl00x6x9H型鋼跨中的最大撓度d=6.14mni；

堆場平臺主楝60x60x5鋼方通跨中的最大撓度（相對于兩端主梁）d=2.88mni；

堆場平臺主梁11M148X100X6X9H型鋼所受的最大彎矩JA11243001N.mm；

堆場平臺主楝60x60x5鋼方通所受的最大彎矩加2093969N.nim；

堆場平臺次楝50x50x4鋼方通所受的最大彎矩加801252N.mm。

5、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核

(1)堆場平臺主梁HM148xl00x6x9H型鋼的最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值

11243001

=76.4<215(N/mm2)

1.05x140070

可見，所選堆場平臺主梁HM148xl00x6x9H型鋼的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)堆場平臺主槐60x60x5鋼方通的最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值

M2093969

a=126.4<215(N/mm2)

1.05x15780

可見，所選堆場平臺主楝60x60x5鋼方通的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)堆場平臺次楝50x50x4鋼方通的最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值

801252

=82.8<215(N/mm2)

泮1.05x9220

可見，所選堆場平臺次椽50x50x4鋼方通的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

6、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)撓度校核

由SAP2000分析知：

(1)堆場平臺主梁HM148xl00x6x9H型鋼跨中的最大撓度：^=6.14(mm)

堆場平臺主梁HM148xl00x6x9H型鋼跨中的相對撓度：

"〃=6.14/4000=1/651.5W1/300

(2)堆場平臺主棵60x60x5鋼方通跨中的最大撓度：^=2.88(n)m)

堆場平臺主楝60x60x5鋼方通跨中的相對撓度：

df/L=2.88/2500二1/868W1/300

可見，材料堆場鋼結(jié)構(gòu)的撓度滿足設(shè)計(jì)要求。

7、材料堆場鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

由SAP2000可以自動對所計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性檢查，由SAP2000檢查結(jié)果可知知：材料

堆場鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。圖2-5為材料堆場鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性檢查結(jié)果。

圖2-5材料堆場鋼結(jié)構(gòu)SAP200有限元分析穩(wěn)定性檢查分析圖

附錄一弧頂軌道兩側(cè)材料堆場鋼結(jié)構(gòu)有限元分析

圖1弧頂軌道兩側(cè)材料堆場鋼結(jié)構(gòu)有限元分析模型示意圖

a、弧頂軌道兩側(cè)材料堆場鋼結(jié)構(gòu)有限元分析輸入數(shù)據(jù)

;FileC:\SAP2000\弧頂軌道兩側(cè)材料堆場.s2ksaved9-25-1715:19:37in、-ran

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