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三维设计软件停车棚设计应用 神华宁夏煤业集团太西洗煤厂 张辉 设计资料 二分区停车场规划区域长度100米，宽度60米。设计过程中，为减少柱子将停车棚设计为每组可停4辆车的结构。考虑到自行制作拱形梁时有难度，所以车棚设计为普通的两檐型。 其它主要参数： 为了方便排水，停车场内路面部分设置坡度，坡度1.25%(即相当于8米路面排水沟侧下沉10cm)。 屋面材料为HH-YXB 900型彩钢板。 屋架及檩条采用KQJ50×60×1.5型矩形钢管制作，理论重量为2.003(kg/m)。 停车棚内车位采用2.5×5.3米的标准车位。 立柱高度为2.1米。 总车位为140个左右。 主要路面宽度为7米，车库内路面宽度为6米。 车位大小及通道设计 车位宽度 车位宽度采用2.5×5.3米的标准宽度，完全可以停入基本常见的4.8×1.8×2米的轿车，如下图所示，两辆车纵向间距为500，横向车间距为800。 为了抵消支撑梁筋板占用车位空间，将横向两个车位宽度的距离设置为5.2米，将车棚梁跨度设置为12米（大于2×5.3米），在两车纵向在预留 主要通道 车棚内通道宽度 水平荷载校核 1、设计资料 查资料可知石嘴山地区50年一遇的基本风压，厂区较空旷，选用地面粗糙度类别为B类,房屋高度2.1m。 2、荷载计算 风荷载近似按阶梯形分布，首先应将其简化为作用在框架节点上的节点荷载。作用在屋面梁和檩条节点处的集中风荷载标准值： 查荷载规范可得式中： ——高度z处的风振系数，结构高度H=2.1m，故取βZ=1.0； ——风荷载体型系数，对于矩形截面屋面，取值2.2； ——风压高度变化系数（地面粗糙度类别为B类），取值0.32； ——基本风压（KN/m2）取值0.65 ——风荷载标准值（KN/m2）； 将风荷载换算成作用与框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表所示。表中z为框架节点至车棚地面的高度。 =1×2.2×0.32×0.65=0.452 KN/m2 故风荷载下每组车棚的承受能力为： 每组车棚承受力F=0.452×1×5.2=2.35 KN 每根柱子所受剪力V=F/6=0.392 KN 有限元分析 对立柱结构施加荷载进行有限元分析如下： 立柱应力图 立柱应变图 立柱位移图 从上面分析可知，立柱最大应力在立柱与预埋件焊接部位，为27MPa,远小于钢管材料的屈服强度530MPa。最大应变在立柱与筋板焊接部位，为1.02×10-4，最大位移则在立柱顶端，为3.3mm,位移较小，符合设计要求。 竖直荷载校核 荷载设计及计算 荷载标准值： 1)按屋面水平投影计算永久荷载标准值 屋面彩钢板自重： qm=0.4×7.85×9.8/1000×0.981=0.032(KN/m2 ) 屋架及支撑自重： qj =0.12+0.011L=0.12+0.011×12=0.252 所以，永久荷载标准值： qk = qm + qj=0.032+0.252=0.284(KN/m2 ) 取： qk =0.29(KN/m2 ) 2)雪荷载标准值（屋面水平投影） 查资料可知石嘴山地区50年一遇的雪荷载标准值为0.2 KN/m2。由于屋面倾角，故取荷载系数取ur =1.0，则雪荷载标准值为： sk = ur s0=1×0.2=0.2 (KN/m2 ) 风荷载标准值在竖直方向的分荷载为： sf = wk·sinα·cosα=0.452×0.986×0.164=0.073 (KN/m2 ) 由于施工时不上人，施工活荷载标准值可取0.3KN/m2。 由上可知风荷载标准值在竖直方向的分荷载为sf =0.073 KN/m2,施工活荷载标准值大于雪荷载标准值和风荷载标准值分荷载，故取三者最大值为屋面可变荷载qQk =0.3(KN/m2 )。 由于煤尘较轻，彩钢板表秒光滑，一般情况下不会集聚太多，积灰荷载就不再考虑。 屋面水平跨断面上的载荷设计方法为：全跨永久载荷+全跨可变载荷。 计算时永久载荷分项系数,屋面活载荷分项系数 故屋面水平断跨面上的永久荷载设计值： q1=1.2×0.29=0.348(KN/m) 水平断跨面上的可变荷载设计值：q2=1.4×0.3=0.42(KN/m) 水平断跨面上的荷载设计值：q=q1+q2=0.348+0.42=0.804(KN/m) 为求杆件轴力，把荷载转化为匀节点荷： 每根檩条上的荷载p1=qa1l=0.804×5.2×1.15=4.8 KN 每个梁上的荷载p2=qa2l=0.804×12×5.2=54 KN 2．有限元分析 对梁施加荷载进行有限元分析如下： 梁应力图 梁