钢结构设计计算书

钢构造平台设计计算书一、设计资料18×9m〔平台板无开洞为+4.000m，12kN/m2，设计全钢工作平台。二、构造形式6000mm，1500mm，铺600mm，1500mm600mm8图1 全钢平台构造布置图三、铺板及其加劲肋设计与计算1、铺板设计与计算铺板的设计铺板承受6mm厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235 ，手工焊，选用E43型焊条，钢材弹性模量E2.06105N/mm2，钢材密度7.85103kg/mm3。荷载计算平台均布活荷载标准值： q 12kNm2LK16mm厚花纹钢板自重： q 0.46kNm2DK恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.3。强度计算

q 0.461212kNm2kq 0.461.2121.417.35kNm2k花纹钢板ba15006002.52.0，取0.100，平台板单位宽度最大弯矩设计值为：M qa20.10016.150.620.6264kNmmaxMmax

6M

max

60.6264 87Nmm2

215Nmm2W

1.20.0062挠度计算取0.110,E2.06105N/mm2v

qa3k

0.11012.461036003 1 1a Et3 2.0610563

166 1502、加劲肋设计与计算2型号及尺寸选择

加劲肋计算简图806Q235。加劲肋与铺板承受单面角焊缝，26mm，150mm长度后跳开50mm。此连接构造满足铺板与加T15t=180mm1.5m。荷载计算加劲肋自重: 0.080.6678.50.003768kNm均布荷载标准值：q 12.50.60.0037687.51kNmk均布荷载设计值：q 17.350.61.20.0376810.455kNmd内力计算简支梁跨中最大弯矩设计值1Mmax

10.4551.522.94kNm8支座处最大剪力设计值V10.4551.52截面特性计算

7.84kN180638064616.2mmc截面惯性矩:

18068061 I 180631806(16.23)2 836806(16.240)21 12 12873680mm4支座处抗剪面积只计铺板局部，偏安全仍取180mm范围，则A 18061080mm2V强度计算1.20，M 2.9410669.8受弯计算： 195.74Nmm2215Nmm2Wx nx

1.2873680受剪计算：

VS 7..84103108013.2 21.39Nmm2125Nmm2It 8736806四、平台梁设计与计算331、中间次梁设计与计算

中间次梁计算简图计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨6m。次梁的荷载主要是由铺板—加劲肋传来相隔0.6m分布的集中力，但这一荷载可作为均布荷载考虑。选用热轧一般工字钢，设置主次梁，次梁与主梁做成铰接连接。主梁与柱子做成铰接。〔1)初选截面q*Bs1

10.4551.50.626.14kNm次梁跨中弯矩设M

x,maxM

26.1462117.62kNm8117.62

x,mim

x,max fx

521.02cm3选用热轧一般工字钢I28b,W 534.4cm3，r47.86kgm，Ix

x

312.3cm3，tw

10.5mm〔2)4均布荷载标准值：q 7.511.50.643.47102Bsk

19.21kNmqBs

26.141.243.47102

26.71kNm62〔3)62Mmax

26.7162120.20kNm； V26.71181

80.13kN〔4)M 120.20106受弯计算： 214.42Nmm2215Nmm2Wx nx

1.05534.4103VS受剪计算：

80.13103312.3103 31.86Nmm2125Nmm2〔5)

It 748110410.5xv5q

BSK

l3 519.2560003 1 1l 384EIx

3842.061057481104

351 2502、边次梁设计与计算计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨6m。次梁的荷载主要是由铺板—加劲肋传来相隔0.6m分布的集中力，但这一荷载可作为均布荷载考虑。I28b.3、主梁设计与计算计算简图主梁与柱子两端为铰接，主梁计算简图及其内力分布图如下所示54计算简图及内力设计值分布图(2)截面初选：对跨中6等分点处作用5个相等集中荷载的简支梁，挠度l/400=22.5mmQ345，钢材

310Nmm2。图5 组合主梁设计① 梁的最小高度hmin

20.102

900023192.0610522.51.39

795mm梁的弯矩设计值先依据计算得到的次梁梁端反力近似取为6M 21.1(2.580.134.580.133.080.131.5)1189.93kNmx其中系数1.1是考虑主梁自重后的附加系数，则所需截面模量为1189.93106W 3839cm3x 310② 经济高度he,1

2338395

81.43cm；he,2

1738393

3076.60cm8011w,1取h=800mm为初选截面高度。主梁腹板的初选厚度为8011w,1

0.813cm主梁腹板的初选厚度为tw,2

1.2280.131032.5760180

3.51mmw

选腹板厚度为8mm。，160mm~266.67mm250mm，梁翼缘厚可近似的估算：M0.8Mt

0.81189.9310615.35mmf hbf 800250310这样初选截面为：800mm×250mm×16mm×8mm。截面的几何性质计算：截面面积: A225016(800162)814144mm2(25080032427683)惯性矩:

I 1531472555mm4x 12W Ix

1531472555 3828681mm 截面模量:

x 400 400

s 250163981568000mm31形心轴处面积矩:荷载计算

s sx

400-12812

2157824mm37k BSk BSKpq6.0115.5kNpq6.0160.26kN1.05k BSk BSKq 1.05A1.051414410678.51.17kNmkq1.2qk1.40kNm内力计算V25p4.5q2.5160.264.51.40406.95kN1M 0kNm1集中力作用处剪力及弯矩设计值V V2左 1

1.5q406.951.51.40404.85kN；V2左

V p244.59kN2右M 1.5406.950.51.521.40608.85kNm2V V3左 2右

1.5q242.49kN；V3右

V p82.23kN3左M 3.0406.951.5160.260.5921.40974.16kNm3跨中及弯矩设计值V V4左

1.5q80.13kN；V4右

V p-80.13kN4左M 4.5406.951.5160.263160.260.54.521.401095.93kNm34：M 1095.931064 272.61Nmm2310Nmm2W 1.053828681x x跨中截面翼缘与腹板交界处Mh 4 w

1095.93768106 274.79Nmm21 2IxVS

2153147255580.131031568000 4 1 10.26Nmm21 It 15314725558x211 275.17Nmm21.1211zs构造上考虑次梁连在主梁侧面，故此处不需要计算局部承压。81V 1SkV

406.951031568000 52.08Nmm2180Nmm21 It 15314725558x整体稳定计算考虑铺板及次梁对主梁受压翼缘供给的约束，整体稳定可以不计算。235fy235fy12516

7.8115 12.38235fyh0=768mm235fy7688

9680 66.0应配置加劲肋，在集中力处配置加劲肋，间距为1.5m① 近支座区格因梁受翼缘上有密布铺板约束其扭转 96b 177

0.540.85，cr

f310Nmm2a1.951.0h 0

961500415.344(768 )21500

1.20.8 0.59(cr

0.8)fv

166.62Nmm2该区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘弯曲正应力为608.85106 768 76.33Nmm22 15314725552406.95404.8103 66.06Nmm22768876.332

66.062

310 166.62② 近跨中区格9974.161095.9106 768 259.53Nmm22 1531472555282.2380.1103 13.21Nmm227688259.532

13.212

310 166.62挠度计算：v

l3 11 5ql4

20mm22.5mmkk48EIkkx

3 384EIx承受工厂埋弧自动焊1焊缝高度：h VS11

406.95103156800 1.48mmf 20.7Itmaxtmax

fw 153147255520.720016t16按构造:h

f,min

6mm；h

f,max

1.2t

min

1.289.6mm五、柱设计与计算1、边柱〔1〕截面选择10图6 构造及计算简图〔1〕柱截面初选力设设计值N1

406.95kN一根次梁传递的竖向反力设计值N2

80.13kN柱顶顶轴力设计N406.95280.13567.71kN即梁地面到地面的高度。因柱子高度不大，设弱轴方向计算长细比为λy=70，0.751，则所需面积567.21103A0.751215

3513mm2

3600在所设边界条件下:l l 3600mm，截面的回转半径 ox oy y 70查型钢表的HW250250符合要求。选用HW250250。

51.42mm1根本几何系数:翼缘厚t14mm腹板厚tw

9mm，截面积A9218mm2惯性矩Ix

10800cm4,I 3650cm4,回转半径iy

y

6.29cm理论重量g72.4kgm。(2)荷载计算柱顶轴力设计值可取N567.21kN，考虑一半柱子重量集中在柱顶N1.20.7242.01.738，小于原荷载的5%〔3〕整体稳定计算 360010833.3， 360062.957.23x y绕两主轴截面分类均属于b类曲线，查表得 0.823y567.3110则 74.74Nmm2215Nmm20.8239218(4)刚度计算 57.23150满足要求max2、角柱为了满足主梁与柱的节点连接要求，柱的截面仍选HW250×250。可不验算其偏心。六、柱间支撑设置由于没有水平荷载且竖向荷载较小，所以柱间支撑可按构造设置。2、3处设置横向和纵向柱间支撑，承受双角钢，如下图。最大计算长度6.8m200，则i68003.4cm，选用2L808。支撑的连接承受200焊缝连接，焊缝尺寸为8mm，同时在连接处设置M16的安装螺栓。A、B55205.52，允许长细比为200.则则i

200

2.76cm，选用2L808。支撑的连接承受焊缝连接，焊缝尺寸为8mm，同时在连接处设置M16的安装螺栓。126沿次梁方向的柱间支撑七、节点设计

7沿主梁方向的柱间支撑主次梁连接〔1〕连接设计L70×45×8180mm，Q235。角钢用6mm10.9级高强度螺栓承压型连接，螺栓规格M16。螺栓排列时，离肢背距离按最小容许40mm，100mm，17.5mm。述，现在仅验算角钢连接焊缝的计算。角钢连接焊缝计算：由于螺栓位置相对角钢焊缝中心具有双重偏心〔eee=40mm1 2 1为，偏心距e2

需计算确定。由于围焊焊缝在转角处连续施焊，故只需在上下水平焊缝处各减6mm起落弧长度。13设梁端仅腹板参与

图8 主次梁连接节点构造图工作，腹板参与工作高度偏安全的假定为150mm，螺栓开V80.13kN,M80.130.0443.53kNm

孔处内力为腹板参与工作局部的截面特性A 20010.5217.510.51732.5mm2w202310.5112217.510.5502W 60813mm3w 100剪应力按平均应力计算，弯曲应力仍按平截面假定计算 3.526106 80.13 57.98215Nmm2, 46.25125Nmm260813 1732.5折算应力近似按以下方式计算： zs 1

2 57.982346.25298.88Nmm2215Nmm21在距梁端70mm处，弯矩还会有增加，但由计算可知强度有较大充裕。螺栓连接计算梁端剪力引起的螺栓剪力：NM1.7630.117.63kN〔〕14VNbV

16225050265N50.265kN4cNb817.547065800N65.8kN(角钢厚度为8mm)c20.5220.5217.62

27.0kN<0.950.26545.24kN角钢连接焊缝计算：〔e与e其中偏心距e=40mm1 2 1为，偏心距e2

需计算确定。由于围焊焊缝在转角处连续施焊，故只需在上下水平焊缝处各减6mm起落弧长度。264322e 2641402

15.3mm焊缝群受力为V41.0kNM41.00.01530.6273kNm焊缝群截面特性计算A (264180)60.71294mm2,wf1803I (264902 )60.76395760mm4xwf 12 Ixwf

2643

1264(3213.3)2

18013.32

60.7505223mm4,IIwf

Ixwf

Ixwf

6900983mm4应力计算选取脚点G进展分析80.13103v 61.92Nmm2,y 12941.06610613.3M2 2.05Nmm2y 69009833.20510690M1 45.10Nmm2,x 63957601.06610690.0M2 13.87Nmm2z 6900983f强度计算时偏安全取 1.0,f有(61.922.05)245.10213.872(61.922.05)245.10213.872主梁与柱子连接15(1)主梁与柱顶的连接设计：梁的设计：次梁通过角钢将力传递到主梁的腹板上，次梁下设承台板15012010，与次梁通过2M1270mm;承台板下设加劲肋—12049512hf=8mm梁传来的力向柱传递。梁下设置垫板5025020。30030016,在柱子腹板中心对应的腹板上设置4M14具体构造及尺寸如下图h

图9 边柱与柱的连接504 bb 0

40 4056.8mm,厚度t

s3.7mm按构造要求：s

30 30

s 15取b 120mm,ts

8mm承受—12012,板材Q345，E50焊条取h 6mm,lf

60hf

360mm16加劲肋竖向焊缝验算R 567.71 f 0.7hf

93.86Nmm2l 0.763604w567.7180103 150.18Nmm2f 220.7636026 f2 2ff158.4021.22 105.62加劲肋平面外稳定验算

167.35Nmm2200Nmm2l h0

504mm十字形截面A21.2121.22457.6cm2,I1.224.83121525.29cm41525.2957.6l 1525.2957.6i 0 9.76,0.992i 5.14R 567.71103 99.36310mm2A 5760实际承压面积R 567.71103 295.68310mm2(符合要求)A 1920柱顶加劲肋水