抗风柱
抗风柱有两种布置方法：
(1)、按传统抗风柱布置。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架通过弹簧片连接。按这种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,成为名副其实的“抗风柱”。
(2)、按门式刚架轻钢结构布置。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架铰接。按这种布置方法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同时承担竖向荷载和风荷载。
对于第一种布置方式，抗风柱就可以按两端简支的梁考虑，承受计算宽度内的均布风荷载。计算长度可以按支承情况分别取值。
对于第二种布置方式，抗风柱就需要按双向受压的压弯构件考虑，在抗风柱平面内承受计算宽度内的均布风荷载，同时还受轴向压力。具体计算方法没有文献参考。
PKPM中STS之工具箱有抗风柱的计算，两种计算模式都适用。但对于第二种模式，不知道它是按什么公式计算。
抗风柱的柱脚节点分刚接和铰接两种形式。铰接时,基础只承受较小闹崃退郊袅?设计和构造件简单。抗风柱传递给基础的轴力只有抗风柱本身的重量和相邻轻质墙面的重量。如果采用刚接,传递给基础的弯矩和轴力要大得多,偏心距非常大,不利于基础的设计。
但有时候抗风柱比较高的时候，如果柱脚还采用铰接模式，抗风柱截面将很不经济，这时候可以做成刚接柱脚、或者设置抗风桁架。
第一种方式在各设计院普通使用。第二种在各外资钢结构公司和有些大的钢结构企业使用。因边框架受荷面积较小，屋面荷载较小，故抗风柱所受轴力不大，与只受风荷载的抗风柱相比没有很大区别，用钢量不会增加多少，边框架考虑抗风柱的支承，用等截面就可以了，所以整体来说，用钢量还是减少的。但同时会带来一个问题，就是边框架与中间框架的变形相差比较大，屋面板最后使用能适应大变形的锁缝板。
抗风柱计算书
抗风柱计算书 验算规范 《GB 50017-2003钢结构设计规范》 《CECS 102：2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》《GB 50009-2001建筑结构荷载规范》 构件几何信息 柱高：10.2m 抗风柱间距：6m 柱顶节点：铰接 柱脚节点：铰接 截面特性：焊接H型钢H400x200x6x8 A n = 5504 mm2 I x = 15.126x 107 mm4 W x = 7.563 x 105 mm3 i x = 165.8 mm I y = 1.067 x 107 mm4 W y = 1.067 x 105 mm3 i y = 44.0 mm λx = 61.5 λy = 68.2（计算长度取隅撑间距3.0m） 材料特性 材料牌号：Q235B 屈服强度fy：235.0 MPa 抗拉强度设计值f：215.0 MPa 抗剪强度设计值fv：125.0 MPa 弹性模量E：206000.0 MPa 荷载信息 抗风柱承受山墙墙板重量：恒载0.60 kN/m2 风荷载：基本风压W0 = 0.65 kN/m2 地面粗糙度：B类 风载体型系数：+1.0（风压）-1.0（风吸） 高度变化系数：1.0 内力计算 计算简图如图所示. 轴向力N = 0.6 x 10.2 x 6 = 36.72kN 风压力q = 1.0 x 1.0 x 0.65 X 1.05 x 6 =4.095 kN/m “1.2恒载+1.4风载”组合： 轴力 N = 36.72 x 1.2 = 44.064 kN 跨中弯矩M = 1.4 x 4.095 x 10.22 / 8 = 74.56 kN.m 构件强度验算 截面塑性发展系数x = 1.05 “1.2恒载+1.4风载”组合：
抗风计算书
西南交通大学 第三届研究生结构设计竞赛（结构抗风组） 设计理论方案
目录 一设计说明书 (3) 1 设计概况 (3) 1.1基本概况 (3) 1.2加载过程 (3) 1.3 设计材料 (3) 1.4 设计要求 (3) 1.5使用工具 (4) 2方案构思 (4) 2.1 结构类型简介 (4) 2.2结构力学性能简介 (5) 2.3结构选型 (5) 3 制作流程 (5) 4特色处理 (5) 二方案设计图 (6) 三计算说明书 (7) 1模型的整体受力计算 (7) 2模型材料参数及风荷载计算 (7) 3静力计算结果分析 (8) 3.1结构变形图 (8) 3.2结构轴力图 (9) 3.3.结构弯矩图 (10) 3.4.底部剪力图 (12) 3.5结构扭转变形图 (12) 4结构动力特性 (13) 5 结构优化处理方案 (14) 参考文献 (14)
一设计说明书 1 设计概况 1.1基本概况 本次竞赛题目为“研究生结构抗风竞赛”。竞赛内容包括：结构设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型风洞试验。其中模型加载项目包括4.5m/s的风速，6.5m/s的风速，9.5m/s的风速，风向垂直于广告牌，在风洞实验室进行加载。 1.2加载过程 （1）首先施加4.5m/s的风速作为预载，风向垂直于广告牌。观察模型的响应。 （2）在预载的基础上，将风速提升至6.5m/s，风向垂直作用于广告牌正面。采用激光位移计测量模型的动态位移。位移测试的时间为32s。 （3）在第一阶段6.5m/s的风速基础上，再将风速提升至9.5m/s。采用激光位移计测量模型的平均位移和动态位移。位移测试的时间为32s。 1.3 设计材料 组委会将统一提供桐木条（4×3mm）、铅发丝线和AB胶，广告牌，底板5种材料，各参赛队设计、制作模型仅限于使用以上材料，除此之外不得自行使用其他材料。 其中桐木条尺寸为：4mm×3mm×97mm，广告牌的规格尺寸为：600mm（长）×300mm （宽）×3mm（厚）；木质底板规格为：250mm（长）×250mm（宽）×10mm（厚）。 1.4 设计要求 结构的类型不限，高度为1.2m（含广告牌在内），正负误差不超过1cm。底部尺寸要求在（150×150）mm 范围内，形状不限，但不可超出此范围。 如图所示；
抗风柱设计(相关知识)
抗风柱设计 | | 钢材等级：Q345 柱距(m)：8.000 柱高(m)：12.100 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=400*200*220*6*10*10 铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：7.000 强度计算净截面系数：1.000 设计规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 容许挠度限值[υ]: l/400 = 30.250 (mm) 风载信息： 基本风压W0(kN/m2)：0.420 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 风压高度变化系数μz：1.050 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 墙板自承重 风载作用起始高度 y0(m)：1.100 ----- 设计依据 ----- 1、《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012) 2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB 51022-2015) ----- 抗风柱设计 ----- 1、截面特性计算 A =6.4800e-003; Xc =1.1000e-001; Yc =2.0602e-001; Ix =1.8694e-004; Iy =1.5547e-005; ix =1.6985e-001; iy =4.8982e-002; W1x=9.0740e-004; W2x=9.6371e-004; W1y=1.4133e-004; W2y=1.4133e-004; 2、风载计算
抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 3.528 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -3.528 3、柱上各断面内力计算结果 △组合号 1：1.35恒+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 8.256 7.568 6.880 6.192 5.504 4.816 4.128 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 3.440 2.752 2.064 1.376 0.688 0.000 △组合号 2：1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -24.902 -47.728 -65.554 -78.358 -86.139 -88.899 轴力(kN) ： 7.339 6.727 6.116 5.504 4.893 4.281 3.669 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -86.638 -79.354 -67.048 -49.721 -27.371 0.000 轴力(kN) ： 3.058 2.446 1.835 1.223 0.612 0.000 △组合号 3：1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -14.941 -28.637 -39.332 -47.015 -51.684 -53.340 轴力(kN) ： 7.339 6.727 6.116 5.504 4.893 4.281 3.669 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -51.983 -47.612 -40.229 -29.832 -16.423 0.000 轴力(kN) ： 3.058 2.446 1.835 1.223 0.612 0.000
抗风柱设计
抗风柱设计 抗风柱就是一根梁，无非是两段都是铰接，或是一端铰接一端固结，或者都是固结。 抗风柱受力的模型： 大家可以清楚的看到，抗风柱只是承受一个均部的风荷载（如果考虑高度变化的话，其实应该是一个梯形荷载，就是下端小，上端大）。这里还需要注意一个问题，就是抗风柱其实也是多少承担一些屋面梁的恒载和活载的。不过我们通常的做法是不考虑屋面梁恒载和活载传递给抗风柱的。而实际上，就是考虑也没有多少力量，轴向力对于抗风柱来说就无关紧要了。（大家注意，我们一定要忽略一些对主体影响很小的因素，这样才能保证我们计算的简单化）
抗风柱的计算要点： A 需要参考的是轻钢规程附录的风荷载规定
我们来简单解释下轻钢规程中的风荷载规定： 轻型房屋钢结构的风荷载，是以我国现行国家标准《建筑结构荷载规范》为基础确定的。计算这种房屋结构风荷载标准值时所需的风荷载体型系数，由于我国现有资料不完备，因此主要采用了美国金属房屋制造商协会《低层房屋体系手册》（）中有关小坡度房屋的规定。分析研究表明，当柱脚铰接且刚架的小于 和柱脚刚接且小于（例如，檐口高度为，刚架跨度分别小于和）时，采用规定的风荷载体型系数计 GB50009MBMA 1996l/h 2.3l/h 3.0h 8m l 18m 24m GB50009
算所得控制截面的弯矩，较按规定的体型系数计算所得值低，即严重不安全。因此，需要采用的规定值。 手册中关于风荷载的规定，是在有国际权威性的加拿大西安大略大学边界层风动试验室，由美国钢铁研究会、美国和加拿大钢铁工业结构研究会等专业机构共同试验研究得出，是专门针对低层钢结构房屋的，内容全面且详尽，已为多国采用，并纳入国际标准。 手册规定的风荷载体型系数必须与以年一遇的最大英里风速为基础的速度风压配套使用。因此转换到与我国荷载规范规定的以年一遇的平均最大风速为基础的基本风压㎡配套使用时，必须乘以的平均换算系数。此外，美国规范规定，这遇风组合时，结构构件设计的允许应力可提高 倍。考虑到这两个因素的影响，引用的体型系数后，我国的基本风压值应乘以综合调整系数即。 关于阵风系数，荷载规范的说明中指出，“对于低矮房屋的围护结构，按本规范提供的阵风系数确定的风荷载，与某些国外规范专为低矮房屋制定的规定相比，有估计过高的可能。考虑到近地面湍流规律的复杂性，在取得更多资料以前，本规范暂不明确低矮房屋围护结构风荷载的具体规定，容许设计者参照国外对低矮房屋的边界层风洞试验资料或有关规定进行设计”。由于手册中规定的风荷载体型系数已经包含了阵风效应，且是内、外压力的峰值组合，因此可以不用考虑阵风系数。 MBMA 0~60%MBMA MBMA AISI MBMA SICC ISO MBMA 50(mph)(psf)GB500095010min (m/s)(kN/) 1.41.33MBMA 1.05( 1.4/1.33)GB50009MBMA
抗风柱计算书
#、#抗风柱计算书 ------------------------------- | 抗风柱设计| | | | 构件：KFZ1 | | 日期：2012/11/09 | | 时间：09:09:59 | ------------------------------- ----- 设计信息----- 钢材等级：Q235 柱距(m)：8.800 柱高(m)：7.440 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=300*250*250*6*10*10
铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：7.440 强度计算净截面系数：1.000 设计规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》容许挠度限值[υ]: l/400 = 18.600 (mm) 风载信息： 基本风压W0(kN/m2)：0.400 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 风压高度变化系数μz：1.000 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 考虑墙板荷载 风载、墙板荷载作用起始高度y0(m)：0.000 ----- 设计依据----- 1、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)
2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002) ----- 抗风柱设计----- 1、截面特性计算 A =6.6800e-003; Xc =1.2500e-001; Yc =1.5000e-001; Ix =1.1614e-004; Iy =2.6047e-005; ix =1.3186e-001; iy =6.2444e-002; W1x=7.7428e-004; W2x=7.7428e-004; W1y=2.0837e-004; W2y=2.0837e-004; 2、风载计算 抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 3.520 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -3.520 3、墙板荷载计算 墙板自重(kN/m2) : 0.200 墙板中心偏柱形心距(m): 0.260 墙梁数: 6
抗风柱计算结果
抗风柱计算结果 ------------------------------- | 抗风柱设计 | | | | 构件：KFZ1 | | 日期：2003/08/16 | | 时间：08:10:43 | ------------------------------- ----- 设计信息 ----- 钢材等级：Q345 柱距(m)：7.000 柱高(m)：12.500 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=300*200*200*6*8*8 铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：6.000 风载信息： 基本凤压W0(kN/m2)：0.350 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 凤压高度变化系数μz：1.140 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 墙板自承重 ----- 设计依据 ----- 1、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001） 2、《钢结构设计规范》（GBJ 17-88） ----- 抗风柱设计 ----- 1、截面特性计算
A =4.9040e-003; Xc =1.0000e-001; Yc =1.5000e-001; Ix =7.9681e-005; Iy =1.0672e-005; ix =1.2747e-001; iy =4.6649e-002; W1x=5.3121e-004; W2x=5.3121e-004; W1y=1.0672e-004; W2y=1.0672e-004; 2、风载计算 抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 2.793 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -2.793 3、柱上各断面内力计算结果 △组合号 1：1.35恒+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 6.455 5.917 5.379 4.841 4.303 3.765 3.227 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 2.690 2.152 1.614 1.076 0.538 0.000 △组合号 2：1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -23.336 -42.428 -57.278 -67.885 -74.250 -76.371 轴力(kN) ： 5.738 5.260 4.781 4.303 3.825 3.347 2.869 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -74.250 -67.885 -57.278 -42.428 -23.336 0.000 轴力(kN) ： 2.391 1.913 1.434 0.956 0.478 0.000 △组合号 3：1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -14.001 -25.457 -34.367 -40.731 -44.550 -45.823 轴力(kN) ： 5.738 5.260 4.781 4.303 3.825 3.347 2.869 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -44.550 -40.731 -34.367 -25.457 -14.001 0.000 轴力(kN) ： 2.391 1.913 1.434 0.956 0.478 0.000 △组合号 4：1.2恒+1.4风吸+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 23.336 42.428 57.278 67.885 74.250 76.371
基础抗风计算书
附件4 XX拌和站基础计算书 XX混凝土拌合站，配备HZS120k拌和机两套，每套搅拌楼设有5个储料罐，按照厂家提供图纸，3.2米储料罐自重12t.单个3.2米储料罐在装满建筑材料时按(110t=)1100kN荷载计算。 根据《建筑地基基础设计规范》第3.0.2条根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上不结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： 1.所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 4.“对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构造物，尚应验算其稳定性”； 故需对砼拌合站配套的储料罐进行以下检算。 一.计算公式 1 .地基承载力 P/A=σ≤σ0 P—储蓄罐重量kN A—基础作用于地基上有效面积mm2 σ—地基受到的压应力MPa
σ0—地基容许承载力MPa 通过查阅相关资料得出该处地基容许承载力σ0=0.20MPa 2．风荷载强度 W=K1*K2*K3*W0=240 Pa W0—风荷载强度Pa，查阅延安地区取W0=300Pa K1=0.8,K2=1.0,K3=1.0 3．基础抗倾覆计算 K c=M1/ M2≥1.50 即满足设计要求 M1—抗倾覆、弯距kN·m M2—倾覆弯距kN·m 二、储料罐地基承载力验算 1．储料罐地基开挖及浇筑 根据制造厂家提供的拌和站设计安装施工图知，现场基础平面尺寸如下：
地基开挖尺寸如图所示，宽度4.8m，砼基础浇注厚度为1.5m。以地基容许承载力为0.2MPa作为计算依据。 2.计算方案 已知砼拌合站储料罐基础开挖深度为2.1m，根据《建筑地基基础设计规范》，不考虑摩擦力的影响，计算时按单个储料罐受力考虑，每个储料罐满仓时集中力P1（满罐）=162t=1620kN，料罐基础平面尺寸为4.5m×4.8m，受力面积为A=21.6m2,基础为C30混凝土，砼重度取25kN/m3，基础砼自重P2=21.6m2×1.50m×25.0kN/m3=810kN，承载力计算示意见下图： P=P1+P2=2430kN 2.1m 基础 4.8m
抗风设计计算
抗风设计计算 1.太阳能电池组件支架的抗风设计 依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为40m/s（相当于十级台风），依据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有565 Pa。所以组件本身是完全可以承受40 m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓固定连接。 2.路灯灯杆的抗风设计 路灯的参数如下： 电池板倾角A=16°，灯杆高度=4米 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ=4mm灯杆底部外径Φ218 焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为 PQ=【5000+（218+6）/tan16°】*sin16°=1616mm=1.616m。所以，风载荷在灯杆破坏面上的作用矩M=F*1.616 根据40 m/s的设计最大允许风速，50W的单灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为630N。考虑1.3的安全系数，F=1.3*630=819N。 所以，M=F*1.616=819*1.616=1323N·m。 根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W=π*（3r2δ+3rδ2+δ3） 上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。 破坏面抵抗矩W=π*（3r2δ+3rδ2+δ3） =π*(3*105*105*4+3*105*16+64)=137404mm3 =137.404*10-6m3 风载荷在破坏面上作用矩引起的应力为=M/W =1323（137.404*10-6）=12.5*106Pa=12.5MPa＜＜215 MPa 其中，215 MPa是Q235钢的抗弯强度。 所以灯杆及太阳能组件均满足抗风技术要求。
门式钢架抗风柱计算书
抗风柱计算书 一. 设计资料 抗风柱采用H-390*198*6*8截面，材料为Q235； 抗风柱高度为6m，抗风柱间距为4m； 绕3轴计算长度为6m；绕2轴计算长度为6m； 柱上端连接类型为铰接；柱下端连接类型为铰接； 风载、墙板作用起始高度为0m； 净截面折减系数为0.98； 抗风柱挠度限值为：L/400； 3轴刚度限值为150；2轴刚度限值为150； 抗风柱2轴方向承受风载； 采用《钢结构设计规范 GB 50017-2003》进行验算； 以下为截面的基本参数： A(cm^2)=55.57 I x(cm^4)=13819 i x(cm)=15.77 W x(cm^3)=708.7 I y(cm^4)=1036 i y(cm)=4.32 W y(cm^3)=104.6 二. 荷载组合及荷载标准值 考虑恒载工况(D)、活载工况(L)、风压力工况(W1)、风吸力工况(W2)； 强度稳定验算时考虑以下荷载工况组合： 1.2D+1.4L 1.2D+1.4W1 1.2D+1.4W2 1.2D+1.4L+0.84W1 1.2D+0.98L+1.4W1 1.2D+1.4L+0.84W2 1.2D+0.98L+1.4W2 1.35D+0.98L 挠度验算时考虑以下荷载工况组合： D+L D+L+0.6W1 D+W1+0.7L D+L+0.6W2 D+W2+0.7L 恒载：抗风柱自重： 0.436225kN/m 风载：基本风压： 0.55kN/m^2 风压力的体型系数1，风吸力体型系数(-1)，柱顶风压高度变化系数1
阵风系数为1；风压综合调整系数1.05； 柱顶风压力标准值：1×1×1×1.05×0.55=0.5775kN/m^2； 柱顶风吸力标准值：(-1)×1×1×1.05×0.55=(-0.5775)kN/m^2； 三. 验算结果一览 压弯强度 1.2D+0.98L+1.4W1 20.2445 215 通过 y轴受剪强度 1.2D+0.98L+1.4W2 4.92395 125 通过整稳 1.2D+1.4W1 34.6541 215 通过 翼缘宽厚比 1.2D+1.4W1 10.375 13 通过腹板高厚比 1.2D+1.4W1 58 80 通过 2轴挠度 D+W1+0.7L 1.38491 15 通过 2轴长细比 - 138.889 150 通过 3轴长 细比 - 38.0469 150 通过 四. 压弯强度验算 最不利工况为：1.2D+0.98L+1.4W1 最不利截面位于高度3000m处 轴力：N= 1.5708kN 绕x轴弯矩：M x= 14.553kN·m 计算γ： 截面塑性发展系数 γ2=1.2 γ3=1.05 验算强度： 考虑净截面折减： W nx=694.526cm^3 W ny=102.508cm^3 A n=54.4586cm^2 σ1=1.5708/54.4586×10+(14.553)/694.526/1.05×10^3=20.2445N/mm^2 σ2=1.5708/54.4586×10+(14.553)/694.526/1.05×10^3=20.2445N/mm^2 σ3=1.5708/54.4586×10-(14.553)/694.526/1.05×10^3=(-19.6676)N/mm^2 σ4=1.5708/54.4586×10-(14.553)/694.526/1.05×10^3=(-19.6676)N/mm^2 20.2445≤215，合格！ 五. y轴受剪强度验算 最不利工况为：1.2D+0.98L+1.4W2 最不利截面位于高度6000m处 剪力：V= (-9.702)kN
#拌合站料棚抗风雪计算书
中铁十局集团玉磨铁路项目经理部 2#拌合站料棚抗风计算书 中铁十局玉磨铁路站前工程YMZQ-11标2#拌合站料棚24米跨主要支撑部位为2根φ48×2.5㎜钢管和1根φ60×2.5三角弧形梁桁架及Φ165×3.0㎜立柱，现对跨度最大的一节进行受力计算。 一、计算参数 1、Φ48×2.5㎜钢管：（弧梁上弦） 截面积： A=357.4㎜2；惯性矩I=92760mm4；截面模量W=3865mm3； 单位重量:2.81Kg/m。 2、Φ60×2.5㎜钢管：（弧梁下弦） 截面积： A=451.6㎜2；惯性矩I=186990mm4；截面模量W=6233mm3； 单位重量:3.55Kg/m。 3、Φ20×2.0㎜钢管：（弧梁腹杆） 截面积： A=113.1㎜2；惯性矩I=4640mm4；截面模量W=463.5mm3； 单位重量:1.24Kg/m。 4、Φ165×3.0㎜钢管：（立柱） 截面积：A=1526.8㎜2；惯性矩I=5010430mm4；截面模量W=60732mm3； 回转半径i=57.3mm；单位重量:11.99Kg/m。 5、彩钢瓦厚度0.325㎜： 单位重量:2.55Kg/㎡。 6、120×50×20×2.5㎜C型钢：（屋面脊条） 截面积： A=625㎜2；惯性矩I=1390000mm4；截面模量W=23160mm3； 单位重量:6.25Kg/m。 7、80×40×20×2.2㎜C型钢：（围护脊条）
截面积： A=420㎜2；惯性矩I=413000mm 4；截面模量W=10320mm 3； 单位重量:3.3Kg/m 。 8、Q235钢材的[σg]=235÷1.2=195Mpa 9、云南省宁洱县地区10年一遇的最大风压=250N/㎡。 二、棚顶脊条受力计算 棚顶脊条采用120×50×20×2.5㎜C 型钢，布设间距为1m ，跨度为5.33m 。棚顶脊条受到彩钢瓦的压力，自重和雪载： q=1m*5.33m*2.55Kg/㎡÷ 5.33m ＋ 6.25Kg/m ＋400N/㎡*1m=488N/m 其最大弯矩产生在跨中： 22max 488*6.072248(.)88 ql M N m === max 9224897(.)[]19523160*10 w S M N m MPa W σσ-===<= (合格) 三、棚顶桁架受力计算 棚顶由3跨5.33米桁架组成。 5.33米跨桁架高度为0.5米，上弦杆采用2根φ48×2.5㎜钢管，下弦杆采用1根φ60×2.5㎜钢管腹杆采用φ20×2.0㎜钢管焊接而成。 桁架受到彩钢瓦、脊条压力和自重： q=(488*5.33+(2*2.81+1*3.55+1.5*0.89)*9.8)*1.0636=2704(N/m ) 其最大弯矩产生在跨中： 22max 2704*20135200(.)88 ql M N m === 桁架的惯性矩： I 桁=2*92760+1*186990+1.5*4640=379470mm 4
抗风倾覆稳定性计算
基础抗风稳定性简易计算 公式： Vρ?b/μγfβzμzμs W0HA f>1 式中： V—混凝土基础体积 m3 ρ—钢筋混凝土比重 KN/m3 b—基础底面宽度 m μ—地基摩擦系数，取1.12 γf—倾覆稳定系数，根据具体情况取1.5-2.0 βz—风振系数，取1.2 μz—风压高度变化系数，取1.25 μs—风载体型系数，取1.3 W0—基本风压 KN/m2 H—迎风体中心距地高度 m A f—迎风面积 m2 地脚螺栓强度核算 以单柱承受整屏风荷载计算 1、地脚螺栓采用Φ34的Q235A圆钢制作，每个柱脚迎风面地脚螺栓总数5棵。螺栓截面积S=9.08cm2，顺风向前后地脚螺栓之间的间距d=1.33m。 2、Q235A钢的抗拉强度标准值δ =235Mpa=23.5KN/cm2。 b 3、每根螺栓可承受的最大拉力F=δ *S=41.8*9.08=379.54KN b 4、最大抗倾覆力矩Mmax=5*F *d=2523.96KNm 5、风荷载最大倾覆力矩 M=W K*H*A f=1.16*108.9*8.4=1018.06KNm 计算结果 最大抗倾覆力矩Mmax远大于最大倾覆力矩M，
地脚螺栓完全能满足使用要求。 主立柱强度核算 以单柱承受整屏风荷载计算 主立柱采用两根300*150*10的矩管制作，材质为Q235钢，中心间距d=0.8m，矩管截面积S=86 cm2 Q235钢的抗拉强度标准值δb=410Mpa=41.8KN/cm2。 矩管可承受的最大拉力F max=δ*S=41.8*86=3594.8KN b 最大倾覆力矩M=W K*H*A f=1.16*108.9*8.4=1018.06KNm 矩管所承受的最大拉力F=M/d=1018.06/0.8=1272.575KN。 计算结果
抗风柱设计和支撑设计
抗风柱设计和支撑设计 一、 1、抗风柱设计 跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，每侧山墙设置两根抗风柱，形式为实腹工字钢。山墙墙面板及檩条自重为kN/m2，基本风压为kN/m2，试设计抗风柱的截面。1）荷载计算 墙面恒载值; 风压高度变化系数，风压体型系数,风压设计值； 单根抗风柱承受的均布线荷载设计值： 恒载； 风荷载。 2）内力分析 抗风柱分析模型 抗风柱的柱脚和柱顶分别由基础和屋面支撑提供竖向及水平支承，分析模型如上图。可得到构件的最大轴压力为，最大弯矩为。 3）截面选择 取工字钢截面为300x200x6x8，绕强轴长细比62，绕弱轴考虑墙面檩条隅撑的支承作用，计算长度取3米，那么绕弱轴
的长细比为65，满足抗风柱的控制长细比限值150的要求。强度校核： 稳定验算： 挠度验算： 在横向风荷载作用下，抗风柱的水平挠度为mm小于L/400(20mm)，满足挠度要求。 2、支撑设计 跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，榀距6米，每侧边柱各设有一道柱间支撑，形式为单层X形交叉支撑。取山墙面的基本风压，试设计支撑形式及截面。 对于单层无吊车普通厂房，支撑采用张紧的圆钢截面，预张力控制在杆件拉力设计值的10%左右。 1）荷载计算 风压高度变化系数，风压体型系数，风压设计值； 单片柱间支撑柱顶风荷载集中力： 。 2）内力分析
柱间支撑分析模型 如上图的计算模型，考虑张紧的圆钢只能受拉，故虚线部分退出计算，得到的支撑杆件拉力值； 考虑钢杆的预加张力作用，在拉杆设计中留出20%的余量，杆件拉力设计值； 3)截面选择 杆件净面积。取的圆钢，截面积为314mm2
水泥罐抗风验算计算书
混凝土搅拌站罐体抗风 验算计算书 （二工区2#搅拌站大罐） 兰州交通大学 土木工程学院岩土与地下工程系 2010.5
一、验算内容及验算依据 受中铁21局兰新指挥部的委托，对兰新铁路第二双线（新疆段）风区的拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算，并提出相应的抗风加固措施。 验算依据为：《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）及《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB 10002.2-2005）。 二、风荷载大小的确定 根据现场调研及相关工区提供的资料，检算时取罐体长度为12m ，支腿长度为9.0m 。罐体直径为5.0m, 自重为10 t ，满载时料重300 t 。 根据《兰新铁路新疆有限公司文件》（新铁安质2010 33号）提供的风级凤速换算表（见表1）及《铁路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条确定风荷载的大小。 根据《兰新铁路新疆有限公司文件》（新铁安质2010 47号）附件中兰新铁路第二双线（新疆段）大风区工程分区说明，资料显示，中铁二十一局（7标）项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为：三十里风区：DK1656+000～DK1746+227长86.398km ，主导风向NW ，最大风速53m/s 。相关抗风的设计计算以此为依据。 表1 风级风速换算表 《铁路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条规定，作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算： 0321W K K K W = （1） 式中 W —风荷载强度（Pa ）； 0W —基本风压值（Pa ），2 06 .11ν= W ， 系按平坦空旷地面，离地面20m 高，频率1/100的10min 平均最大风速ν（m/s ）计算确定；一般情况0W 可按《铁路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”，并通过实地调查核实后采用；
水泥罐抗风验算计算书
京新高速公路临河至白疙瘩段三标一分部（K532+150～K565+000段） 水泥罐抗风验算计算书 中国交通建设股份有限公司 京新高速公路LBAMSG-3项目总承包管理部第一项目部 二〇一五年四月
水泥罐抗风验算计算书 一、验算内容及验算依据 为保证我项目水泥罐安全性对我分部拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算，并提出相应的抗风加固措施。 验算依据为：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）及《公路桥梁钢结构设计规范》。 二、风荷载大小的确定 根据现场调研及相关工区提供的资料，检算时取罐体长度为12m ，支腿长度为9.0m 。罐体直径为5.0m, 自重为10 t ，满载时料重300 t 。 根据《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条确定风荷载的大小。 根据资料显示，我项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为主导风向NW ，最大风速53m/s 。相关抗风的设计计算以此为依据。 表1 风级风速换算表 《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条规定，作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算： 0321W K K K W = （1） 式中 W —风荷载强度（Pa ）； 0W —基本风压值（Pa ），2 06 .11ν= W ，系按平坦空旷地面，离地面20m 高，频率1/100的10min 平均最大风速ν（m/s ）计算确定；一般情况0W 可按《铁路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”，并通过实地调查核实
后采用； K—风载体形系数，对桥墩可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-1，1 其它构件为1.3； K—风压高度变化系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-2，2 风压随离地面或常水位的高度而异，除特殊高墩个别计算外，为简化计算，桥梁工程中全桥均取轨顶高度处的风压值； K—地形、地理条件系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-3。 3 针对本工程场地实际特点，取k1=1.3，k2=1.0 ，k3=1.3。取风级11下的风速为30m/s，风级13下的风速为39m/s，风级15下的风速为48m/s；风级17下的风速为58m/s。计算得罐体每延米的荷载强度见表2。 表2 风级与风荷载强度大小 三、不同工况下立柱强度、稳定性及整体倾覆检算 为了考虑罐体支架的内力，检算过程采用有限元数值计算方法。根据工程的实际使用情况及受力最不利原则，验算时重点对罐体满载的情况进行了立柱的强度及稳定性验算。罐体立柱采用φ330mm（壁厚8mm），立柱间横撑采用槽钢120x40 x4.5mm。有限元模型见图1及图2。 3.1 风级11结构性能抗风验算 风级11时的风荷载和罐体满载时的恒荷载（包括自重）组合进行立柱的强度、稳定性验算。同时对风级11时的风荷载和罐体空载时的恒荷载组合进行了基础的稳定性验算。 （1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算 在11级风荷载作用下，按照风荷载+罐体满载时计算得到的立柱应力见图3。
(完整word版)水泥罐抗风验算计算书
京新高速公路临河至白疙瘩段三标一分部(K532+150 ?K565+000 段) 中国交通建设股份有限公司 京新高速公路LBAMSG-项目总承包管理部第一项目部 二0—五年四月
水泥罐抗风验算计算书 一、验算内容及验算依据 为保证我项目水泥罐安全性对我分部拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。 主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算，并提出相应的抗风加固措施。 验算依据为：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）及《公路桥梁钢结构设计规范》。 二、风荷载大小的确定 根据现场调研及相关工区提供的资料，检算时取罐体长度为12m，支腿长 度为9.0m。罐体直径为5.0m,自重为10 t,满载时料重300 t。 根据《公路桥涵设计基本规范》中的441条确定风荷载的大小。 根据资料显示，我项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为主导风向NW，最大风速53m/s。相关抗风的设计计算以此为依据。 《公路桥涵设计基本规范》中的441条规定，作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算： W K1K2K3W0（1） 式中W —风荷载强度（Pa）; W。一基本风压值（Pa），W。2，系按平坦空旷地面，离地面20m 1.6 高，频率1/100的10min平均最大风速（m/s）计算确定；一般情况W0可按《铁 路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”，并通过实地调查核实
后米用; K i —风载体形系数，对桥墩可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表441-1, 其它构件为1.3； K2 —风压高度变化系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表441-2, 风压随离地面或常水位的高度而异，除特殊高墩个别计算外，为简化计算，桥梁工程中全桥均取轨顶高度处的风压值； K3 —地形、地理条件系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表441-3。针对本工程场地实际特点，取k1=1.3, k2=1.0，k3=1.3。取风级11下的风速为30m/s,风级13下的风速为39m/s,风级15下的风速为48m/s；风级17 下的风速为58m/s。计算得罐体每延米的荷载强度见表2。 三、不同工况下立柱强度、稳定性及整体倾覆检算 为了考虑罐体支架的内力，检算过程采用有限元数值计算方法。根据工程的实际使用情况及受力最不利原则，验算时重点对罐体满载的情况进行了立柱的强度及稳定性验算。罐体立柱采用? 330mm （壁厚8mm），立柱间横撑采用槽钢120x40 x4.5mm。有限元模型见图1及图2。 3.1风级11结构性能抗风验算 风级11时的风荷载和罐体满载时的恒荷载（包括自重）组合进行立柱的强 度、稳定性验算。同时对风级11时的风荷载和罐体空载时的恒荷载组合进行了基础的稳定性验算。 （1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算 在11级风荷载作用下，按照风荷载+罐体满载时计算得到的立柱应力见图 3。
抗风计算书模板
西南交通大学第四届研究生 结构设计竞赛 设计理论方案 作品名称 参赛编号 组长姓名武玉兴班级13级桥梁2班学号 队员姓名易敬班级13级桥梁2班学号13011158 队员姓名李豹班级13级桥梁2班学号13011180 联系电话
目录 一设计说明书 (3) 1 设计概况 (3) 1.1设计题目 (3) 1.3 设计材料 (3) 1.4 设计要求 (3) 1.5使用工具 (3) 2方案构思 (4) 2.1 结构类型简介 (4) 2.2 结构受力特点 (4) 2.3结构选型 (4) 3 制作流程 (5) 4特色处理 (5) 二方案设计图 (5) 三计算说明书 (7) 1模型的整体受力计算 (7) 3静力计算结果分析 (8) 3.1结构变形图 (8) 3.2结构轴力图 (8) 3.3.结构弯矩图 (9) 3.4.底部弯矩图 (9) 4结构动力特性 (10) 5 结构优化处理方案 (11)
一设计说明书 1 设计概况 1.1设计题目 本次竞赛题目为以高墩大跨桥梁为工程背景的T型悬臂刚构模型的结构设计与制作。竞赛内容包括：结构设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型风洞试验。其中模型加载项目包括0.5kg的悬臂配重，风洞试验的风速分三级，分别为5.0m/s、7.5m/s、9.5m/s。风向垂直于悬臂墩侧面。 1.3 设计材料 提供的材料为桐木条（4×3mm）、铅发丝线和AB胶，另有挡风板和支座底板。 其中桐木条尺寸为：4mm×3mm×1200mm，挡风板规格尺寸为：200mm×200mm×3mm；木质底板规格为：250mm×250mm×10mm。 1.4 设计要求 结构为高度1.2m（从结构顶面到模型底面），纵向长度1.2m的T型刚构，正负误差不超过1cm。悬臂根部高度为12.6cm，悬臂末端高度为3cm，高度沿主梁长度直线变化。梁宽B应满足80mm≤B≤160mm；桥墩沿纵桥向宽度（即迎风宽度）为100mm，横向向宽度与梁的宽度一致。结构示意如图1.1所示。 图1.1 T型钢构示意图示意（cm） 1.5使用工具 美工刀，直尺，夹子，剪刀，砂纸等。
抗风计算
两层集装箱临舍抗风计算书 根据国家标准，热带低压（TD）:最大风速为10.8?17.1米/秒，底层中心附近最大风力6-7级；热带风暴（TS）最大风速为17.2?24.4米/秒，风力8-9级；强热带风暴（STS）最大风速为24.5?32.6 米/秒，风力10-11级；台风（TY）:最大风速为32.7?41.4米/秒，风力12-13级；强台风（STY）最大风速为41.5?50.9 米/秒，风力14-15级；超强台风（Super TY）:最大风速为51.0以上米/秒，风力16级或以上。 参照《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010 ,垂直作用在港口工程结构表面上的风荷载标准值应按下式计算：W k=卩s X卩z X W0 式中Wk —风荷载标准值（KPa 卩s—风荷载体系系数 卩z—风压咼度变化系数 W0——基本风压（KPa 其中，基本风压W 0可按下式确定： W 0 = V/1600 式中V——港口附近空旷平坦地面，离地10m高，30年一遇 10min平均最大风速（m/s）。 1、风荷载作用于集装箱上的倾覆弯矩： 根据以上信息，岛上两层集装箱临设按抗强台风设计，计算过程如下（计算 简图见下图a）: W k=u s X 卩z X W0 2 =0.8X 1.38 X 51 /1600 =1.8KPa 所以，作用于集装箱上的均布荷载为Q=1800N/m。考虑结构重要系数取1.1，风荷载分项系数取 1.4，可得风荷载作用于集装箱上的倾覆弯矩为：M=1.1 X 1.4 X 1800N/m X 6m X 3m=54432N m。 2、结构自重抗倾弯矩： 每个集装箱自重按10000N计，混凝土条形基础自重为
抗风柱设计和支撑设计
一、 抗风柱设计和支撑设计 1、抗风柱设计 跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，每侧山墙设置两根抗风柱，形式为实腹工字钢。山墙墙面板及檩条自重为0.15kN/m 2，基本风压为0.55kN/m 2，试设计抗风柱的截面。 1）荷载计算 墙面恒载值2/15.0m kN p =; 风压高度变化系数0.1=z μ，风压体型系数9.0=s μ,风压设计值20/693.055.00.19.04.14.1m kN z s =???==ωμμω； 单根抗风柱承受的均布线荷载设计值： 恒载m kN L p q /26.11815.03 14.1314.1=???=???=； 风荷载m kN L q W /82.518693.03 14.1314.1=???=???=ω。 2） 内力分析 抗风柱分析模型 抗风柱的柱脚和柱顶分别由基础和屋面支撑提供竖向及水平支承，分析模型如上图。可得到构件的最大轴压力为12.3kN ，最大弯矩为46.6m kN ?。 3） 截面选择 取工字钢截面为300x200x6x8，绕强轴长细比62，绕弱轴考虑墙面檩条隅撑的支承作用，计算长度取3米，那么绕弱轴的长细比为65，满足抗风柱的控制长细比限值[]λ150的要求。 强度校核： a a e MP MP W M A N 2152.90531209/106.464904/1230061<=?+=+=σ 稳定验算：
a a x by tx y MP MP W M A N 21509.93531209 97.0466000004904783.01230011<=?+?=+?β? 挠度验算： 在横向风荷载作用下，抗风柱的水平挠度为13.6mm 小于L/400(20mm)，满足挠度要求。 2、支撑设计 跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，榀距6米，每侧边柱各设有一道柱间支撑，形式为单层X 形交叉支撑。取山墙面的基本风压0.55，试设计支撑形式及截面。 对于单层无吊车普通厂房，支撑采用张紧的圆钢截面，预张力控制在杆件拉力设计值的10%左右。 1）荷载计算 风压高度变化系数0.1=z μ，风压体型系数9.0=s μ，风压设计值20/693.055.00.19.04.14.1m kN z s =???==ωμμω； 单片柱间支撑柱顶风荷载集中力： kN S F W 95.24188693.04 141=???=??=ω。 2） 内力分析 柱间支撑分析模型 如上图的计算模型，考虑张紧的圆钢只能受拉，故虚线部分退出计算，得到的支撑杆件拉力值kN N 5.41=； 考虑钢杆的预加张力作用，在拉杆设计中留出20%的余量，杆件拉力设计值kN N 8.492.15.41=?=； 3)截面选择 杆件净面积2232215 49800mm f N A ===。取20φ的圆钢，截面积为314mm 2