钢结构平台设计()

1、目录1.设计内容与设计参数 1.1设计内容图所示钢平台，其结构平面布置图如图，按照任务要求，本人设计内容为边 次梁LL-1、中间主梁L-2和中柱Z4，并设计主次梁螺栓连接。Z1图钢平台L-1L-1Z2232L-2L-2Z422222L-1L-1Z122Z2Z3改riZ1Z3Z1图钢平台结构平面布置图1.2设计参数钢材Q235-B,焊条E43型，螺栓C级。柱和次梁采用型钢，主梁采用焊接钢 板梁，梁均按两端铰接设计，节点连接为螺栓连接，主、次梁计算跨度分别为和， 次梁间距3m和，次梁上翼缘与楼板焊牢，柱按轴心受压构件设计，计算长度6m 楼面恒载与活荷载标准值分别为和 6kN/mL1.3次梁LL-1

2、设计 1.4荷载汇集与计算简图恒载标准值（楼面传来的恒载和次梁自重）gk sgk 0.1211.5 4.5 0.12 7.27.614kN /m活载标准值（楼面传来的活载）qksqk1.5 69.00kN /m总荷载标准值Plklgkqk 7.614 916.61kN /m总何载设计值Pl1.2gk1.3qk 1.2 7.614 1.3 920.84kN /m跨中弯矩与支座剪力设计值2 2M ipil /8 20.84 7.2 /8 135.0kN mVl pll /220.84 7.2/275.0kN计算简图及内力如图IHH HIHHHHHHHHIq=m,X7tFJ r丄1H Hill 11

3、 Em.J LIJJ U丄山丄4M=V=皿“III 11 III图 次梁计算简图与内力图1.5梁截面选择次梁挠度允许值查教材附表为v/l1/250，由此，次梁所需截面惯性矩为5pJ3x384E /l5 16.613720010 45384 2.06 10(1/ 250)9797cm4由强度控制所需梁截面抵抗距MiXf135.0 1031.05 2153598.0cm选择型钢 HN35（X 175WX9, |x 11200cm：WX 649cmq 0.410kN /m，另外 132a也合适，但用材多不做首选。1.6截面复核次梁截面无削弱，且所选截面的截面特性参数均大于所需，故挠度与正截面强度满足

4、。 根据经验，该梁抗剪强度富余较多，验算省略。次梁上无集中力，无需验算局部承压次梁受压翼缘与楼板牢靠连接，不必验算整体稳定 次梁为型钢梁不必验算局部稳定3.主梁L-2设计3.1荷载汇集与计算简图均布恒载标准值（梁半宽楼面传来的恒载和主梁自重）gk 0.1210.12 9.6 1.152kN /m总均布荷载标准值Pk gL 1.152 kN /m总均布荷载设计值LPl 1.2gk 1.2 1.1521.38kN /m次梁传来集中恒载标准值P2K Pikl 35.514 7.2 255.70kN ,PF2k(S s2)255.70 (3 3.3)244.08kN2 3.3PK次梁传来总集中力设计值

5、FF2 (S 材1 2$32112 (3 呵 306.52kN2 3.3P2pll 44.60 7.2321.12kN ,支座剪力与跨中弯矩标准值rLkPlkslBk(S1S2)L2PkL2 1.152 9.62244.08 3 255.70 (3 3.3)9.6249.61kNMLk VLrk 4.8 P2k(4.8 S2) 0.5pk(4.8)22249.61 4.8 255.70 (4.8 3.3) 0.5 1.152 4.8 801.3kN mVr RS1 P2(S S2)1 p.VlL 2pL306.52 3 321.12 (3 3.3)11.38 9.69.62313.15kNM

6、l Vj 4.8 F2(4.8 S2) 0.5p(4.8)22313.15 4.8 321.12 (4.8 3.3) 0.5 1.38 4.81005.5kN m主梁计算简图及内力如图所示P1=306.52kNP2=321.12kNP=1.38kN二 3000 -3300-3300 二9600V VI il i I immfI III UW.5O f2M(kN m)-308.59V (kN)-313.15图 主梁计算简图与内力图xnfL134 104wnxMlTf1005.5 1031.05 2154454.0cm33.2 L-2截面选择主梁挠度允许值查教材附表为V/I 1/ 400,由此，梁

7、最小高度为1.05 400 215 960 厂464.7cm134 104由强度确定所需截面抵抗矩为梁的经济高度为he 7Sxa 28 1.6 43.31940cm内力计算：由于原估算的梁自重实际所选梁自重相差不大，对内力计算结 果影响很小，故直接采用节内力计算结果。WnX 30 73 4454.0 30 85.2cm 选取梁腹板高度hw 85cm 梁腹板厚度tw 2、兀门 2、面/78.3 mm，选取tw 8 mm 翼缘板的截面尺寸、由强度控制所需梁截面抵抗距Af Wnx/hw twhw/6 4454.0/85 0.8 85/6 41.1cm2选取b 280mm，t 16mm，则b/t 17

8、.5 26，翼缘板不会局部失稳2Afbt 44.8cm3.3强度及挠度验算所选截面如右图：1- 8 X 8501 XX 85=68cm22- 16 X 2802 XX 28=A=计算截面几何特性参数A 2 1.6 28 0.8 85157.6cm2lx 28 88.23 27.2 853 /12 208951cm4Wnx2 20895188.234738cmSx 28 1.6 43.3 0.8 852/8 2662cm3整体稳定验算： 因侧向支撑间最大距离为l1/b 330/28 11.8 16 (见附表)故无需计算整体稳定 抗弯强度验算(b tw)/2/t(2808)/2/168.5 13所

9、以 x 1.05202.1N / mm2215N / mm* 2Mmax1005.5 103xWnx1.05 4738 抗剪强度计算maxVmaxSx1 xtw327.74 103 2662208951 8 1052.2N / mm2fv2125N / mm 局部承压强度验算：因主次梁采用平接，无需验算 次梁作用点外侧主梁截面腹板顶端处的折算应力 该截面的弯矩和剪力分别为：Mx 1025.87kN m, V 308.59kN m 腹板顶端的应力：maxMmaxyI nx1025.87 106 425208951 104208.7 N / mm22215 N / mmVSxaI xtw308.5

10、9 103 1940208951 8 1035.8N / mm20208.72 3(35.8)L 10 206 103 208951 104 560217.7N / mm21.1 f 1.1 215236.5N / mm2,可挠度验算条件:VMLkV1L10EIxL4001，可VQ 丄,不控制，计算从略L 5003.4整体稳定验算因侧向支撑间最大距离为h/b 330/2811.8 16 （见附表）故无需计算整体稳定3.5加劲肋设置与局部稳定验算梁所受荷载为静力荷载，荷载简图及内力图如图所示跨度中点 Mmax 1005.5kN m,梁端 Vmax 327.7kN（1）加劲肋的布置ho 850tw

11、 v10680. 235/ fy150. 235 / fy需设横向加劲肋 不需设纵向加劲肋考虑到在1/3跨度附近有次梁相连，该处必须设横向加劲肋，横向加劲肋的 最大间距为=x850=2125mm,故最后取横向加劲肋布置如图所示b1厶W仃、图主梁横向加劲肋布置（2）区格的局部稳定性验算1）区格所受应力M 1 M 2 y max2 lx1 6（2 阿 10 ）4254208951 10249.8 N / mm式中M1和M2为所计算区格左右的弯矩，ymax为中和轴至腹板上端的距离V v22hX327.7 325.7 祁2 850 848.0N / mm22）区格的临界应力h/tw fy 850/81

12、53 2351530.6940.85cr215N / mm2当 a/h0=1600/850=时,850/841 5.34 4cr1 0.59 sc“不比计算ho/a 2 23541 5340.59 1.0191.019 0.84 850/1600 21.20.8fv10.81252108.9N / mm3)局部稳疋验算99验算条件为：c1.0crcrc,cr22今上式左边49.848.00 0.2481.0215108.9满足条件，可(3) 区格的局部稳定验算490.1 977.02325.7 17.081064252089512而 1492N/mm103850 825.2N/mm2稳定条件为

13、:crcrc,cr2149 2215225 200.5351.0, 可108.9(4) 区格的局部稳定验算977.0 1003.31064252208951 104 刘刑/亦17.08 14.801038508 234N/mm2局部稳定条件为：22201.4crcrc,cr21522 3400.8781.0,可108.9通过以上计算，说明取如图所示的横向加劲肋布置是合理的(5) 横向加劲肋的截面尺寸h.4030鸟901515bs ts空40306.0mm,米用 ts 6mm68.3mm,米用 bs90mm4. 柱Z3设计（1）6m4.1荷载汇集与计算简图（1）设计资料1） 柱上、下端均为铰接，

14、计算长度：lox loy 6.00m2）柱子承受轴心压力设计值：N 44.60 7.2 313.15 2 947.42kN计算简图如图所示图柱Z3计算简图4.2截面选择试选截面方案一6001006.0cm1）H型钢截面当lox loy时，因ix? iy，不可能做到X和鸟两方向长细比相等, 而由对y轴的长细比y控制。假设y=100,则iy 5yH型钢截面对y轴屈曲时为b类截面，查附表得:100 时， =0.5552）需要截面积A=3947.42 100.555 21510 2279.4cm3）试选截面 按此数据查型钢表（附表），选用HW 25CX 250X 9X14,2A 92.18cm , i

15、y 6.29cm, ix 10.8cm（2）试选截面方案二重新假设y=110,得=0.493需要截面积A=9473 100.493 21589.4cm2需要回转半径oyiyy6001105.45cm按此数据查型钢表（附表），也选用HW 250X 250X 9X 14故最终截面选用 HW 25CX 250X 9X 144.3强度、刚度与整体稳定验算(1)因截面无削弱不需要进行强度验算(2)刚度验算:长细比黑 55.66006.29953150150(3)整体稳定性验算由y 95.3，查得0.5863947.42 1020.586 92.18 102175.4N / mm2215N /mm4.4局部稳定验算H型钢的局部稳定性一般都能满足要求，可不验算5. 主次梁螺栓连接计算与节点图 5.1确定节点荷载与螺栓布置次梁腹板通过螺栓与主梁横向加劲肋连接，采用螺栓直径d=20mm(1) 确定节点荷载次梁梁端反力设计值各为 V 44.60 7.2/2 160.56kN m(2) 螺栓布置1)C级螺栓的承载力设计值Nb 双剪时的承载力设计值：d2竺 140 10 388.0kN对主梁腹板承压时的承载力设计值:Nb dtwfcb 20 8 305 10 348.8kN故 Nb min 88.0,48.848.8kN2)次梁简支于主梁所需螺栓数为N 哼3.95个Nb 48.8采用n