钢结构课程设计计算书

1、.目录目录11 设计资料22 次梁内力计算23 主梁内力计算：54 主梁腹板加劲肋设计85 平台柱的设计11教育资料.某车间钢结构工作平台设计计算书1 设计资料某厂房钢结构工作平台设计，钢材采用 Q235。工作平台永久荷载 5.2KN /m2,活荷载 为 14KN/m2 。结构布置图如下：2 次梁内力计算次梁承受的线荷载标准值为： q =(5.2+14) 2.5=48 KN/mk求荷载组合值，即取由可变荷载效应控制的组合值进行计算，且平台活荷载标准值教育资料.大于4 KN/m2，因此取g =1.3, g=1.2。QG故次梁承受的线荷载设计值为： q =1.2 ´ 5.25 ´

2、; 2.5+1.3 ´ 14´ 2.5=61.25KN/m11最大弯矩设计值为： M=ql 2 =´ 55.75´ 52=174.22 KN × mmax88ql55.75 ´ 5支座处的最大剪力设计值为：Vmax= 139.375KN22设计要求采用焊接钢梁，则净截面模量为：MW =maxxg f174.22 ´106=1´ 215=810325.6mm3xA. 跨中截面选择查附表 1 选用 I36a，单位长度的质量为 59.9kg/m 梁的自重为59.9 ´ 9.8 = 587.02 N mI = 1

3、5760cm4 , wxxt= 10mm= 1090cm3 , Ixs = 30.7cm,wB. 截面验算梁自重产生的弯矩为：1M=´ 587.02 ´1.2 ´ 52 = 2201.33N × mg8则总弯矩：M= 174220 + 2201.33 = 176421.33N × mx1） 抗弯强度Mmax176421.33´106= 201.62N / mm2 < f = 215N / mm（2满足）g×Wxx1´ 875 ´103 mm32） 抗剪强度q = 55.75 ´103 +

4、587.02 ´1.2 = 56.454KN / m教育资料.次梁的最大剪力设计值为：V 截面的最大剪应力为：max1= ql()2 = 2 ´ 56.454 ´ 5 = 141135Nt = VmaxS141135= 45.97N / mm2 < f= 125N / mm 2（满足）I t307 ´10Vx w3） 整体稳定次梁可作为主梁的侧向支撑，而由于次梁上放置楼板，防止其侧向位移。故不需计算整体稳定性。4)刚度:分别计算全部荷载和活荷载标准值作用下的挠度工作平台次梁的挠度容许值为v =T全部荷载标准值：l250， v =Ql300q= 43

5、.75 + 0.587 = 44.337 KN / mkT=×v5qTkT× l 3 = 5 ×44.337 ´ 50003= 1 <v T =1 (满足)l384E × Ix384 206 ´103 ´15760 ´104451l250教育资料.3 主梁内力计算：A. 跨中截面选择假定平台主梁与平台柱铰接连接，次梁传下来的荷载值： 标准值：F = q l = 44.337 ´ 5 = 221.7KNkk设计值：F = ql = 566.454 ´ 5 = 282.3KN主梁的支座反力（不

6、含自重）：R = 1.5F = 1.5´ 283.3 = 423.45KN最大剪力设计值（不含自重）：V= R - F282.3= 423.45 -= 182.3KN 最大弯矩设计值（不含自重）：max22M= 282.3´3.75- 282.3´1.25 = 705.75 KN.mmax需要的净截面模量为：W = M x705.75 ´106= 3282558mm3 = 3282.558cm3xg f1´ 215x1） 梁高梁的最小高度：根据表 5.3 主梁容许挠度v / l = 1/ 400 ，按 Q235 钢查表 5.10 得：Tl120

7、0h=min1515 = 80cm梁的经济高度：h = 73 Wex- 30 = 7 ´ 3 3282.558 - 30 = 74cmw考虑到梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，所以初选高度为h = 80cm2） 腹板厚度：教育资料.腹板厚度按负担支点出最大剪力需要（考虑到主次梁连接构造方法未定，取梁的支座反力）t= 1.5v = 1.5 ´ 423.45 ´103= 6.35mmwh fw v800 ´125ht=w =w1180 = 8.13mm取 t11w= 8mm3） 翼缘尺寸bt = Wxh- tw × hw6= 3282558800

8、- 8 ´ 800 6= 3036.5mm 2w试选翼缘板宽度为 260mm，则所需板厚为t = 3036.5 = 11.68mm选用t = 14mm260截面尺寸如右图所示梁翼缘外伸长度b1= (260 - 8) 2 = 126mm翼缘外伸宽度与其厚度之比：126 = 9 < 13 235 / f14y= 13梁翼缘的板的局部稳定性可以保证，且截面可以考虑部分塑性发展。教育资料.B. 截面验算截面面积： A = 2 ´ 26 ´1.4 + 80 ´ 0.8 = 136.8cm20.8 ´ 80380 + 1.4I =+ 2 ´

9、1.4 ´ 26 ´ ()2 = 154725.8cm 4x122154725.8W = 3737.34cm3x41.4梁的自重：g = 136.8 ´100 ´ 7850 ´10 -6 ´1.2 ´ 9.8 = 1262.9N / mk（式中 1.2 为考虑加劲肋等的重力而采用的构造系数，78.50KN/m3为钢的重度）自重产生的弯矩：1M=´1262.9 ´1.2 ´122 = 10655.6N × m = 10.66KN × mg8式中 1.2 为分项系数跨中最大总弯矩

10、为：M= 705.75 + 10.66 = 716.41KN × mx梁的内力图如右图： 1）抗弯强度M x=716.41´106= 191.69N / mm 2 < f = 215N / mm 2（满足）g×Wxx1´ 3737.34 ´1032）抗剪强度Vmax= 282300 + 1262.9 ´1.2 ´ 3.75 = 287983Ntmax= VmaxS1· 287983= 45N / mm2 < f800 ´ 8v= 125N / mm2 (假定剪力由腹板均匀承担）（满足）说明剪力

11、的影响很小，跨中最大弯矩处的剪力无须验算次梁作用处应放置支承加劲肋，所以不需要验算腹板的局部压应力3）整体稳定性教育资料.次梁可作为主梁的侧向支撑，因此l1= 300cm,l1/ b = 250 / 26 = 9.6 小于需计算整体稳定性的最大 l1 / b = 16 ，故不需验算端部截面梁段的整体稳定性。4）刚度：分别计算全部荷载标准值和可变荷载标准值作用产生的挠度。v = l / 400v = l / 500TQ全部荷载标准值产生的弯矩：1M= 221.7 ´ 3.75 - 221.7 ´1.25 -´1.2629´ 7.52 = 545.37KN

12、× mkT8活荷载标准值产生的弯矩：M= (13 ´ 2.5 ´ 2.5) ´ (3.75 - 1.25) = 406KN × mkQv T =M× lkT=546 ´106 ´ 7.5 ´103= 1 <v 1T =(满足)l10E × Ix10 ´ 2.06 ´106 ´154725.8 ´103778l4001 vQ =1 ×406=< vQ = 1(满足)l477 545.37641l5004 主梁腹板加劲肋设计A. 加劲肋布

13、置已知梁截面尺寸：腹板 800mm´ 8mm,翼缘 260mm ´ 14mm 梁的翼缘的宽厚比(260 - 8) 2235 fy1b = 9 < 13= 13t14235fy235235hw = 800 = 100 < 150= 150= 150t8w教育资料.> 80235235= 80= 80f y235故仅需配置横向加劲肋。取加劲肋等间距布置a = 150cm < 2hw= 160cm且不大于2.5h = 2.5 ´ 80 = 200mm.0即将腹板分成 5 个区格。位于次梁下的横向加劲肋可兼作支撑加劲肋。如图所示：B. 各区格腹板的

14、局部稳定计算1） 各区格的平均弯矩（按各区格中央的弯）1M= 287 .988 ´ 0.75 -´ 1.51548 ´ 0.75 2 = 215 .56 KN × mI21M= 287 .988 ´ 2.25 -´1.51548 ´ 2.252 = 644 .14 KN × mI I21M= 287.988 ´ 3.75 -´11.51548 ´ 3.752 - 282.3 ´1.25 = 716.42KN × mIII22） 各区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的

15、弯曲压应力0o= M I h215.56 ´106 ´ 814= 56.70N / mm2I2Ix2 ´154725.8 ´104教育资料.o= M II h0644.14 ´106 ´ 814= 169.43N / mm2II2IxM h2 ´154725.8 ´104716.42 ´106 ´ 814o=IIIIII 02Ix= 188.44N / mm22 ´154725.8 ´1043） 各区格的临界弯曲压应力因梁的上翼缘连有次梁，可约束受压翼缘扭转，故用于受弯计算的

16、腹板通用高厚比按下式计算：、hl = c/ t800 / 8fy235235235w ×=´= 0.565 < 0.85b177177故 s= f = 215 N mm 2cr4） 各区格的平均剪力（按各区格中央剪力）V = 287.983 - 1.51548 ´ 0.75 = 286.85KNIV = 287.983 - 1.51548 ´ 2.25 = 280.57 KNI IV= 287.983 - 11.51548 ´ 3.75 - 163.99 = 0I I I5） 各区格平均剪力产生的腹板平均剪应力t = VI286.85 &

17、#180;103= 44.82N / mm 2Ih tw w800 ´ 8t= VI II Ih t280.57 ´103=800 ´ 8= 43.84N / mm 2Vw wt=I I I = 0I I Ih tw w6） 各区格的临界剪应力用于抗剪计算的腹板通用高厚比： a = 1500 = 1.5 > 1.0故h100041× 5.34 + 4(wwhw/ a 2)l =h / ts800 / 8235235fy23541´ 5.34 + 4 ´ (800 / 2000)2· =´教育资料.= 0.99

18、70.8 < l < 1.2st= 1 - 0.59(lcrs- 0.8)fv= 110.44 N / mm 27） 各区格的局部稳定计算æ s ö2æ t ö2æ 56.70 ö2æ 44.82 ö2()区格I：çI ÷+ ç I ÷= ç÷ + ç÷ = 0.234 < 1满足èøèøotcrcrè 215øè110.44 øæ

19、; sö2æ tö2æ169.43 ö2æ 43.84 ö2()区格II：çI I ÷ + ç I I ÷= ç÷ + ç÷ = 0.779 < 1满足èøèøotcrcrè 215 øè110.44 øæsö2ætö2æ188.44 ö2()区格III：çIII ÷ + ç III ÷= ç÷ + 0 = 0.7