平台钢结构计算书

1、钢平台课程设计计算书一、结构布置1、梁格布置：按柱网尺寸布置图平面市置團L=9.0m ，D=5.4m ，a=b=0.9m。2、连接方案：主梁与柱、次梁与主梁之间均采用高强度螺栓铰接连接，定位螺栓采用粗制；次梁与主梁的上翼缘平齐；平台板与梁采用焊接。3、支撑布置：根据允许长细比，按构造要求选择角钢型号。二、平台钢铺板设计1、尺寸确定根据平台荷载、构造要求及平面布置情况，平台铺板的厚度取为6mm。平台铺板采用有肋铺板，板格面积取为0.9m X5.4m，即相邻两次梁中心间距为0.9m，加劲肋中心间距为0.9m，此处加劲肋间距参考铺板厚度的100150倍 取值。加劲肋采用扁钢，其高度一般为跨度的1/1

2、51/12，且不小于高度的1/15及5mm，故取扁钢肋板高度60mm，厚度6mm。2、铺板验算验算内容包括铺板强度和铺板刚度。(1) 荷载效应计算铺板承受的荷载包括铺板自重和板面活荷载，计算如下：铺板自重标准值：qG 7850 9.8 6 10 60.462kNgn2铺板承受标准荷载：qk 8 0.4628.462 kNgm2铺板承受的荷载设计值：q 1.20.4621.4811.7544 kN. nf铺板跨度b=900mm,加劲肋间距a=900mm ，b/a=1<2，因此，应按四边简支平板计算铺板最大弯矩。查表2-1得：2 2Mmaxqa 0.0497 11.7544 0.90.473

3、2cNgn(2) 铺板强度验算铺板截面的最大应力为:6M.ax60.473262 10-678.86 N mrh215 N. mrfi满足要求(3) 铺板刚度验算查表2-1得：qka4maxEt 30.04338.4621030.9 45.4 mm 9006mm1502.06 1011 63 10 9(4)铺板加劲肋验算板肋自重标准值：P785099.8660100.028kN m2加劲肋可按两端支撑在平台板次梁上的简支梁计算，其承受的线荷载为：恒荷载标准值：p10.4620.90.0280.4438 kNm活荷载标准值：p20.987.2 kN m加劲肋的跨中最大弯矩设计值为：q 212M

4、I -(1.20.44381.47.2)0.91.08 kN gm8 8加劲肋计算截面可按加劲肋和每侧铺板15t ( t为铺板厚度)的宽度参与共同作用，计算截面如图3所示。计算截面面积：A 180 6 60 61440mm 1440 10 6卅计算截面形心轴到铺板面的距离：1806360636144011.25 mm计算截面对形心轴x的截面惯性矩:3Ix 零 1806 (11.253)26 (3611.25)24.0527 107mrm加劲肋截面最大应力为:Mmax1.08 103 (0.066"W0.01125)4.052710146N mm f215N mm满足要求。加劲肋跨中最

5、大挠度为:max5qj 4384EIX0.9 4满足刚度要求。三、次梁设计5(0.44387.2)103384_206_4.05271070.78 mm 9006mm1501、次梁计算简图：次梁按简支梁计算图2次梁受力简图2、计算次梁荷载恒荷载标准值：次梁承受恒荷载包括自重和加劲肋自重(暂时不考虑次梁自重)，将加劲肋则算成均布荷载。Pi 0.4620.90.0280.4438 kN m活荷载标准值：p28 0.97.2 kN m则次梁最大弯矩设计值为：% ql 2 R t 9 11.4 20.4mm (1.20.44381.47.2)5.4 238.8 kNgm最大剪力为：1 1Vmax ql

6、10.985.457.3 kNmax223、初选次梁截面：次梁采用普通轧制工字钢，根据组合内力初选截面由抗弯条件得次梁所需的净截面抵抗矩:wnxmax38.810 31.05215106171.87 cm3初步拟定次梁采用工字钢，型号为I 20b，截面参数如下:XA39.55cnf ,I x2502：m 迥250.2cm? , S；17.13 cm , tw 9.0mm 自重31.05kg/m4、次梁内力计算：计算包含自重在内的次梁荷载。计算次梁自重的均布荷载：p10.44380.0319.80.7476 kN mp27.2 kN mq1.2 p11.4p210.98 kN mqkp1 p27

7、.95 kN. m5、验算次梁截面：验算次梁荷载作用下的钢梁强度、挠度和整体稳定。(1)抗弯强度验算Mmax40106W105250.2103152.26 N mn1 2215 N mm(2)剪应力验算VSx57.3103I xW17.139_1037.2 N . mm2f v 125 N ； mm2(3)支座处局部压应力支座反力为57.3kN。假定支撑长度a=15cm,由型钢表得:twlz°57310331.67 N mm9201215 N . mm因铺板密铺在梁的受压翼缘上,并与其牢固相连，能阻止受压翼缘的侧向位移，故不必验算整体稳定(4 )挠度验算max5qj 457.9510

8、125.4 4384 El x3842.06105250210417.1 mm 540025021.6 mm因此，次梁能满足强度和刚度要求四、主梁设计1、主梁计算简图：按简支梁计算。F=59.3kNI I Iq=2.66kN/mU b411"IkJT川4 hnil900£_900¥7900*90011图3主梁受力简图2、主梁荷载计算次梁传来的集中荷载：F 10.985.459.3 kN最大弯矩Max（不包括主梁自重），由表2-2查得Km1.11Mmax 1.1159.39592.4 kN gm最大剪力（不包括主梁自重）：Vmax959.3 / 2266.85 kN

9、3、初选主梁截面：主梁采用焊接工字形截面。需要的截面抵抗矩:WxMmaxXf592.410 61.052052752 cm梁的最小高度hmin根据表2-3的刚度要求1n。1400 ，查得hmin1590060cm150梁的经济高度：hs30732752306&m取腹板高度:h080 cm确定腹板厚度t w11型0.811cmtw1.2協hofv1.2266.85103800 120-0.33 cm取腹板厚度tw10mm翼缘所需面积:Wx1twh062752808021cm2取上、下翼缘宽度b=400mm,厚度t=20mm主梁截面见图4。翼缘面积：40280cm221cm2截面特性:40

10、 2 412)324960cm2 1 803 2 (罟324960427737 cm3S 2 40 41 0.5 1 4(0408©怡4、计算主梁内力(包含主梁自重)。梁的截面面积：A 40 2 2180240cm2梁单位长度的自重：240 104 7850 9.81031.85 kN. m取自重的荷载分项系数为1.2，并考虑由于加劲肋等重量的构造系数1.2，梁自重的荷载设计值为：1.21.21.852.66 kN m梁支座最大剪力：1Vmax266.8522.669278.8 kN梁跨中最大弯矩：1 2Mmax592.42.6692619.3 kN gm85、主梁截面设计：内容包括

11、强度、整体稳定、翼缘局部稳定、腹板局部稳定和腹板加劲肋设计以及挠度验算(1 )跨中截面抗弯强度验算76.2 N mrn205 N/ mrnMmax619.3106xW1.05 7737 103满足要求。(2)翼缘局部稳定40 12 29.7513 235 23513受压翼缘的局部稳定能够保证(3)整体稳定验算次梁为主梁的侧向支撑，故主梁的受压翼缘的自由长度J 900 mmlibl9004002.2516因此，梁的整体稳定性有保证。35 N . mH fv125 N mHVSx278.84080106CW324960(4 )挠度验算集中荷载标准值：F 7.955.442.93 kNq 1.21.

12、852.22 kN m由表2-2查得K 19，Fl242.931039210652.221099392.051053249601043842.06105324960104384EIX1 1635 l1 400(5)腹板局部稳定和腹板加劲肋设计h080t w180腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋由于主梁之上布置有次梁，次梁间距为0.9m，按构造要求次梁下面必须对主梁腹板布置支承加劲肋。横向加劲肋截面:tsbb3040800403067mm 取 bs100mmbs15100156.7 mm，取ts8mm支座加劲肋验算:梁的支座采用突缘支座形式，支承加筋类采用200mm 16mm计算支承加劲肋在

13、腹板平面外的稳定性。有效面积如图 5所示。加劲肋布置支座加劲肋受的力N278.8kN，8C-l100A 1.620 18 150cm , 1068 504.62 cm 160 4.6234.63I 丄 1.620查附录E-9得 0.866，12118 131068cm412278.81030.866500064.4 N； mm215 N/mn2支座加劲端部刨平顶紧。其端面承压应力为:N Ace278.8103"76 20087.125 N mn2215 N mmL J1jao1001/支座加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊缝的焊脚尺寸为:u278.8103十hf1.56 mmf0.72

14、800160取hf8mm。其他加劲肋均采用2-100 X12，不必验算oniB_ 1二二二二u二二二二in二二二f1J ”j= = = 1.A、陽got)90090D.加D90D600600&D0900,90D9000图6主梁施工图五、平台柱设计设计平台柱为轴心受压平台实腹柱， 柱截面采用焊接组合工字形，翼缘钢板为火焰切割边，钢材采用Q235 ,柱的长度为二食潜，考虑侧向支承- 1柱顶荷载计算：主梁传来总荷载设计值P = 2 X 278.8 = 557.6fc?V计算简图如下:2截面选择：假定长细比-'，由附录查得车 S4.需要的截面面积:& 吋 0304 X 31C需

15、要的回转半径:600 =12cm SO需要的截面宽度和高度，由附录查得二一 v后计算如下ix 12h = = 27.9cm©43bb, = = 2Scm1 a2 0.24选用的截面尺寸：翼缘板为2-250X10腹板为 1-250X8翼缘与腹板的焊缝按构造要求取-沁沁沁截面几何特性参数：截面面积:A= 250X 10X 2 +250X 8 = 7000mm:惯性矩：-一-=94958333mm'1L. = 250 X 8&/12 + 2 X 1C X 2503/12 = 26Q52333m_r回转半径:J 7000116,5r?zm长细比:26052333_ J7000

16、=61mm&(W=51.51165局部稳定:翼缘：b 121t - 10腹板：S00二 49.2613截面验算整体稳定:由r 一查附录得识二儿出，贝UN 557.6 X ID3,a- = = 100.2 N/rniri < f = 21SJV/mm2tpA 0J95X7C00235235235=1Z.1 < (10 + 0.1A) = (10 十 0.1 X 51.5) = 15.115235 -=50.75235=31.3 （25 十 05刃!=（25 十 0 X 515）J fy4 巧5刚度验算:"=51.S <W = 150 因截面无削弱，不必验算强度

17、。按构造要求配置横向加劲肋，横向加劲肋宜用宽度为：h.20&_ >40 = 40 = 40.3mm130SO厚度:二：U-：二，其间距O叽二mr，采用加劲肋宽度 典丄筒;m，厚度.：hi，间距为70cm。六、节点设计1、主梁与次梁的连接节点（1）连接设计：试采用下图的连接形式。次梁与主梁腹板采用10.9级高强度螺栓摩擦型连接，螺栓规格 M16。螺栓排列时，离肢背距离按最小容许距离 确定以减小偏心影响，螺栓边距 40mm，中心距60mm，孔径为17.5mm 。rLT7IC-M 4-、/srA卜图7主次梁连接节点(2 )梁端净截面复核设梁端仅腹板参与工作，腹板参与工作高度偏安全的假定

18、为150mm，螺栓开孔处内力为V 57.3 kNM 57.30.0432.5kNgm腹板参与工作部分的截面特性：代 150 16 2 17.5161840mm66600mrfi150316 12217.51630260剪应力按平均应力计算，弯曲应力仍按平截面假定计算：1.52.51066660037.5 N： mm215 N/mrfi57.3103184046.7 N/mrn125 N mrn折算应力近似按以下方式计算:,_3_46.7289.2 N mm 215 N mrh在距梁端70mm处，弯矩还会有增加，但由计算可知强度有较大富余(3)螺栓连接计算梁端剪力引起的螺栓剪力：Nv57.3 2

19、28.7 kN梁端弯矩引起的螺栓剪力:Nm2.5 / 0.0641.67 kN单个螺栓的抗剪承载力：Nb0.920.45155125.55kN强度计算：. 28.7 241.67 250.6 kN125.55 kN2、主梁与柱的连接节点主梁梁端通过突缘式支座支承于柱顶板。左右两梁端板间用普通螺栓连接并 在其间设填板。梁的下翼缘与柱顶板间用普通螺栓固定。顶板设计三角形加劲板。 顶板厚度参照节点板厚度适当加厚。柱头的计算压力为 N=557.6 kN。设计采用Q235号钢，设计焊接工字型截面轴心受压的实腹柱的柱头。柱头加劲肋所需的面积为：A = JV/ = 557.6 X lttJ/320 = 17

20、42.5mm2柱头处的加劲肋选用 bi=125 mm ， 则肋厚为= 4/(2Ai) = L7+2,5/(2x 12S) = 6.97 mm ， 取 = 10mm ， 符 合二 二一二 二：山的局部稳定的要求。此时柱端腹板也应换成:一】的钢板。取加劲肋高度h=300 mm 。验算抗弯承载力:=116.2/r/m7na < f = 215 JV/inms越 |x557,6xlOaX術= 10X3CJ0V6顶板尺寸采用-工：门工，!-,盖住柱顶及加劲肋截面每根加劲肋经端面承压传入 N/2=278.8 kN的力后，将通过和柱腹板相连的两个角焊缝把力传给腹板。取肋高h=300 mm，则焊缝长度-

21、二心 宀二八匚F：E,设焊缝的焊脚尺寸为 緞=）紛曲湃，符合焊缝长度的构造要求，则焊缝面积和焊缝截面抵抗矩为：A = 07 X 10 X X 2 = 4060mm2视=2X= 2X 0.7X 10X2902/6 = 196233 mm3278.8 X 62.SX 103y( 丫1,22 X 196233 / 十(验算焊缝强度得:278.8 X 1034060=100.1 JV伽水2 < 矿=16。W/mm2图8柱头构造将加劲肋视为悬 臂梁，验算其强度。悬臂梁截面为-受剪力V=N/2=278.8 kN 及弯矩.，一，从而：t = 1.5 X 278.8 X(10 X 300)=109J. jy/m?nz V 毎=125 N/tnm2七、柱脚节点设计(1) 柱脚底板设计计算(平面尺寸和厚度)假定底板宽度为Ba12t12c250210240350mm1