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5 5口LL*00*00L5 5那口SJCOLSJCOLi iFi11L=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较接连接，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6mm0平台铺板采用有肋铺板，板格面积取为0.9mx5.4m,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10015

2、0倍取值。加劲肋采用扁钢，其高度一般为跨度的1/151/12,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=78509.86100.462kNm”柱一主梁 1次梁一-11*3E卜H H11,二4 4*F4事卜*h-ah-a4+ +-1-1-J卜；卜3卜H H* omt t_3 3；3E3F F# #E3E卜H H卜!t4图1 1- -平面布置图铺板承受标准荷载:2qk=80.462=8.462km-铺板承受的荷载设计值：q=1.20.46

3、21.48=11.7544kN.m2铺板E度b=900mm,加劲肋间距a=900mm,b/a=12,因此，应按四边简支平板计算铺板最大弯矩。查表2-1得：Mmax.qa2u0.049711.75440.92=0.473-NJm(2)铺板强度验算铺板截面的最大应力为：_6Mmax_60.4732一VV_ _6_62W-满足要求(3)铺板刚度验算查表2-1得：(4)铺板加劲肋验算板肋自重标准值：p=78509.涔660-10=0.吊0m8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：p1=0.4620.90.028=0.4438kNm活荷载标准值：p2=0.98=7

4、.2kNm加劲肋的跨中最大弯矩设计值为：M=ql2=1(1.20.44381.47.2)0.92=1.08kN|_m88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=1806606=1440mm=144010上m2=78.86N.mrfi二f=215Nmrfiqka4Et3-0.04338.4621030.94一一9001.3=5.4mm：二:2.0610116310于1506mm计算截面形心轴到铺板面的距离:1806360636二11.25mm计算截面对形心轴x的截面惯性矩：IXJ8；261806(11.25-3)26；06

5、06(36-11.25)2=4.0527101mm加劲肋截面最大应力为：才两足要求。加劲肋跨中最大挠度为:满足刚度要求。三、次梁设计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。p1=0.4620.90.028=0.4438kN.m活荷载标准值:p2=80.9=7.2kN.m则次梁最大弯矩设计值为：1440Mnaxcr=W1.08103(0.066-0.01125)4.052710-=146N.mrfi:二f=215Nmrfi_5qj4max384EIX5(0.44387.2)1030.943842.061014.052710=

6、.0.78mm：=6mm1501、次梁计算简图:次梁按简支梁计算。图2次梁受力简图M-ql2=-(1.20.44381.47.2)5.42=38.8kN_m88.1,1Vmax=_ql=_10.985.4=57.3kNmax223、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：(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:=Rt=911.4=20.4nm最大剪力为:WxMmax338.810 xf-1.05215106171.87cm3初步拟定次梁采用工字钢，型号为120b,截面参数如下:一一43L=17.

7、13A=39.55cm2，x=2502:m,Vy=250.2cm,SX31.05kg/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：cm,tw=9.0mm自重P1=0.44380.0319.8=0.7476kNmP2=7.2kNm=1.2p11.4P2=10.98kN.mqk=Pip2=7.95kN.m5、验算次梁截面：；(1)抗弯强度验算验算次梁荷载作用下的钢梁强度、挠度和整体稳定。M_max(J=40106一2.一2=152.26N.mm2二f=215Nmn1.05250.2103(2)剪应力验算VSVSX XIxW57.310317.13910=37.2Nmm2

8、：fv=125N,.mm2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。lz=a2.5hy=1502.520.4201mmc=twlz,F1.057.31039201=31.67N.mm2:f=215Nmm57,9510125.44540054:17.1mm.:=21.6mm3842.061052502104250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=59.3kNq=2166kN/my山山山山山Ji山山L900900900900900900900900900900k k4 4t tk k5*jt图3主梁受力简

9、图2、主梁荷载计算。次梁传来的集中荷载：F=10,985.4=59.3kN最大弯矩MLx（不包括主梁自重），由表2-2查得K KM M=1.11Mmax=1.1159.39=592.4kNjm最大剪力(不包括主梁自重)：Vmax=959.3/2=266.85kNmax3、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：Mmax592,4106vyv二二xf1.05205(4)挠度验算5qkl4，max=384EIX_!_根据表2-3的刚度要求ln0400,查得hmin1_90015=60cmO梁的经济高度:hs=7 河-30732752-30=68cm取腹板高度:h0=80cm确定腹板

10、厚度tw2752cm3梁的最小高度hmin：42240410.514C2=408cm11110.8cmtw.1.2Vmaxhr-1.23266.8510二0.33cm取腹板厚度tw=10mm翼缘所需面积:Wxh。-twh062752801“2一一80=21cm6取上、下翼缘宽度b=400mm,厚度t=20mm,主梁截面见图4。翼缘面积:22402=80cm21cm截面特性:Inx1123802402324(40241)=324960cm124、计算主梁内力（包含主梁自重）梁的截面面积：人=40父2父2十1父80=240cm2梁单位长度的自重：24010-78509.810-=1.85kN.m取

11、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：5=2.66kNm梁支座最大剪力：1，一V=266.852.669=278.8kNmax2梁跨中最大弯矩：1_2，Mmax=592.412.6692=619.3kNm8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11=900mm,因此，梁的整体稳定性有保证。VSX_278.84080106IxW-324960104105、主梁截面设计：内容包括强度、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整体稳定、翼缘局部稳定、腹板局部稳

12、满足要求。Mmax加619619.31031063:76.2Nmm:二f1.057737103二205Nmrn(2)翼缘局部稳定40-122=9.75:二132352351311_900b?400=2.25=35N.mn:fv二125N.mm2(4)挠度验算集中荷载标准值：F=7.955.4=42.93kNq=1.21.85=2.22kNm由表2-2查得=1/9,行ax一曰2.Ril9EI384EIXxX42.931039210652.22109939205_105324960104384206105324960104(5)腹板局部稳定和腹板加劲肋设计腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋。由于

13、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：支座加劲肋验算：梁的支座采用突缘支座形式，支承加筋类采用劲肋在腹板平面外的稳定性。有效面积如图5所示b_3040=304040= =6767mm取bts-bs100s15一15-=6.7mmmm取t)s=100mms=8mm=11635：.l二1400h0808080235235200mm16mm,计算支承加O支座加劲肋受的力N=278.8kN,A-1.620181-50cm21o1I=一1.62031813=1068cm41212i=106850=4.62cm=160.4.62=34.63

14、查附录E-9得中=0.866,支座加劲端部刨平顶紧。其端面承压应力为:支座加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊缝的焊脚尺寸为：,278.8103hf=1.56mmf0.72800160取hf=8mm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，钢材口nn-LuuL2-100X12,不必验算。N.A二278.81030.8665000二64.4Nmm2215Nmm2NAe=278.810376200=87.125N；mm2:二215N.mrfi其他加劲肋均采用采用Q235柱的长度为【他=6m6m，考虑侧向支承Iy=3m,1.柱顶荷载计算：

15、主梁传来总荷载设计值P=2X2785=557&N计算简图如下:2.截面选择:假定长细比八=X=Xy y=X=X=50,由附录查得（P=0.804需要的截面面积:N N5576X1()35576X1()3A.A.= =& &tpftpf0B04X3100B04X310二22372mm22372mm2 2需要的回转半径:%600%600=12o?i九5050号一300300= =6cm6cm5050需要的截面宽度和高度，由附录查得11的后计算如下12=27.9cm0.430.43L左6 6?!=-=25cm1 1a a2 20.240.24选用的截面尺寸:翼缘板为2-250

16、X10腹板为1-250X8翼缘与腹板的焊缝按构造要求取%=0截面几何特性参数:截面面积:A-A-250X10X2+250X8=250X10X2+250X8=7000mm7000mm2 2惯性矩:4=8K2503/12+250X103/124-250X1OX1302X2=94958333=94958333制川I3二 二2 25 50 0X X8 83 3/ /1 12 2+ +2 2X X1 10 0X X2 25 5。9 92 2二2 26 60 05 52 23 33 33 3扁回转半径:3.截面验算整体稳定：由= =5L5,5L5,查附录得（p p= =0.7950.795, ,则N N5

17、57.6X10*,n n= = =100.2 f f= =215N/mm215N/mm(pA0.795X7000局部稳定:翼缘:b b121235235-=124(10+0.U)I=(10+0.1X51.5)=腹板：h hQ Q250f235235=313(25+0.5A)=(25+05X51.5)% %& &fyfy235刚度验算：长细比:=51.515.15507526052333=617nm700094958333=116.5m7n700060011.65 = =5155151= +40=+40=+40=+40=48.348.3TOHTOH工30303030厚度 M5=5

18、=322imn322imn, ,其间距3 3月=750Mm750Mm, ,采用加劲肋宽度J J1515L L= =90mm90mm, ,厚度t=t=10mm10mm，间距为70cmJr7J7六、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。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为150mm,螺栓开孔处内力为V=57.3kNM=57.30.0

19、43=2.5kNm腹板参与工作部分的截面特性：Aw-15016-217.516=1840m516302二66600mm60剪应力按平均应力计算，弯曲应力仍按平截面假定计算：=37.5Nmn2：:215Nmrn折算应力近似按以下方式计算：,37.52346.72=89.2N；行吊：二215Nmrfl在距梁端70mmt,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：Nv=57.3N=28.7kN梁端弯矩引起的螺栓剪力：N NM M=2.5/0.06=41.67kN单个螺栓的抗剪承载力：川=0.920.45155=125.55kN强度计

20、算：28.7241.672-=50.6kN：二125.55kN2、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=557.6kNo 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 A= =N/fN/fcece=557.6X103/320=1742.5W柱头处的加劲肋选用b1=125mm,则肋厚为t t广= =1742.5/(21742.5/(2X125)=X125)=697697mmmm

21、, ,取&二1 1加口，符合125/10=12515125/10=12515的局部稳定的要求。此时柱端腹板也应换成t tw w= =lOrnmlOrnm的钢板。取加劲肋高度h=300mm。验算抗弯承载力：112511252.510666600二1.5357.3101840=46.7Nmrn：125NmrnM M我557.6X1557.6X1伊X X竽“讦二1DX30076=116,2N/W5215N/mm2顶板尺寸采用-300 x300 x14,-300 x300 x14,盖住柱顶及加劲肋截面。每根加劲肋经端面承压传入N/2=278.8kNN/2=278.8kN的力后，将通过和柱腹板相

22、连的两个角焊缝把力传给腹板。取肋高h=300mm,h=300mm,则焊缝长度-300-10-300-10= =290290，=10=10m m, ,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 A= =O OJ JL LL L= =0 0, ,7 7X X1 10 0X X2 29 90 0X X2 2= =4 40 06 60 0m mm mz zK K= =2 2X X0 07 7 1 1； ；/ /6 6= =2 2X X0 0, ,7 7X X1 10 0X X2 2铲/6 6= =1 19 96 62 23 33 3侬验算焊缝强度得:7270.8X62.5X103122X196233/+=lOOAN/mm2=160N/mm2250X102嬴犹125X1。）300图8 8柱头构造设焊缝的焊脚尺寸为与278.8X10340603QQX300XM1Dfn将加劲肋视为悬臂梁，验算其强度。悬臂梁截面为1010 x x300300，受剪力N/2心及弯矩M M吧=加衅=的删加从而:图9靴梁柱脚(2)各区格单位宽度的最大弯矩T T= =1,51,5X X278.8278.8X X10103 3(10(10 x x300300=109,1=109,1ffv v= =12SAT/nwn12