钢结构平台设计计算书

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哈尔滨工业大学（威海）土木工程钢结构课程设计计算书

姓名：田英鹏

学1

指导教师：钞票宏亮

二零一五年七月

土木工程系

钢结构平台设计计算书

一、设计资料

某厂房内工作平台，平面尺寸为18×9m2（平台板无开洞），台顶面标

高为+，平台上均布荷载标准值为12kN/m2，设计全钢工作平台。

二、结构形式

平面布置，主梁跨度9000mm，次梁跨度6000mm，次梁间距1500mm，铺

板宽600mm，长度1500mm，铺板下设加劲肋，间距600mm。共设8根柱。

图1全钢平台结构布置图

三、铺板及其加劲肋设计与计算

1、铺板设计与计算（1）铺板的设计

铺板采纳mm6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25N/mm102.06E?=，钢材密度

33kg/mm1085.7?=ρ。

（2）荷载计算

平台均布活荷载标准值：212qmkNLK=

6mm厚花纹钢板自重：

2D0.46qmkNK=

恒荷载分项系数为，活荷载分项系数为。均布荷载标准值：2121246.0qmkNk=+=

均布荷载设计值：

235.174.1122.146.0qmkNk=?+?=

（3）强度计算

花纹钢板0.25.26001500ab>==，取0.100α=，平台板单位宽度最大弯矩设计值为：（4）挠度计算

取520.110,2.0610/ENmmβ==?

设计满脚强度和刚度要求。2、加劲肋设计与计算

图2

加劲肋计算简图

（1）型号及尺寸挑选

选用钢板尺寸680?—，钢材为Q235。加劲肋与铺板采纳单面角焊缝，焊角尺寸6mm，每焊150mm长度后跳开50mm。此连接构造满脚铺板与加劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的T形截面，铺板计算宽度为15t=180mm，跨度为。（2）荷载计算

加劲肋自重:

mkN003768.05.7866.008.0=??

均布荷载标准值：mkNk51.7003768.06.05.12q=+?=均布荷载设计值：mkNd455.1003768.02.16.035.17q=?+?=（3）内力计算

简支梁跨中最大弯矩设计值支座处最大剪力设计值

（4）截面特性计算

截面形心位置:mmc2.166

80618046

68036180y=?+???+??=

截面惯性矩:

支座处抗剪面积只计铺板部分，偏安全仍取180mm范围，则（5）强度计算

受拉侧应力最大截面塑性进展系数取，

受弯计算：22621574.195873680

2.18

.691094.2MmmNmmNWnxx<=???=γ

受剪计算：22312539.216

8736802

.1310801084..7ItVSmmNmmN<=????=四、平台梁设计与计算

图3中间次梁计算简图

1、中间次梁设计与计算

计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨6m。次梁的荷载要紧是由铺板—加劲肋传来相隔分布的集中力，但这一荷载可作为均布荷载思考。

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

次梁跨中均布线荷载设计值：mkNBs14.266.05.1455.10q*=?=

次梁跨中弯矩设计值：m?=??=117.62kN626.1481

M2max,x

最小截面模量：3max

,,02.521215

05.162

.117Wcmf

Mxxmimx=?=

=

γ

选用热轧一般工字钢I28b,（2)荷载计算

均布荷载标准值：mkNBs21.191047.436.05.151.7q2k=?+?=-均布荷载设计值：mkNBs26.711047.431.226.14q2=??+=-（3)内力计算

m?=??=120.20kN626.7181

M2max；kNV80.132626.71=?=

（4)强度计算

受弯计算：2

23

6215214.4210534.41.0510120.20MmmNmmNWnxx<=???=γ受剪计算：224

3

3xx12XXX.315.10107481103.3121013.80tIVSmmNmmN<=?????=（5)挠度计算2、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。次梁的荷载要紧是由铺板—加劲肋传来相隔分布的集中力，但这一荷载可作为均布荷载思考。

但由于荷载较小，为方便与主梁和次梁链接，采纳和中间次梁一样的型钢I28b.

3、主梁设计与计算（1）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

图4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，挠度计算系数β=，平台梁允许挠度l/400=。钢材选用Q345，钢材

强度设计值取2310mmN。

图5

组合主梁设计

①梁的最小高度

梁的弯矩设计值先依照计算得到的次梁梁端反力近似取为其中系数是思考主梁自重后的附加系数，则所需截面模量为②经济高度

取h=800mm为初选截面高度。主梁腹板的初选厚度为cmtw813.011

80

1,==

主梁腹板的初选厚度为

mm

tw51.3180

7605.21013.8022.132

,=?????=其中思考翼缘板也许厚度后，取hw=760mm，选腹板厚度为8mm。

主梁翼缘的经济宽度为800/5~800/3，即160mm~。初选为250mm，梁翼缘厚可近似的估算：

式中系思考腹板抗弯能力后对翼缘所需承载力的折减。如此初选截面为：800mm×250mm×16mm×8mm。（3）截面的几何性质计算：截面面积:

2141448)216800(162502mmA=??-+??=

惯性矩:

4

3315XXX7255512)

768242800250(mmIx=?-?=

截面模量:

3

382868140015XXX72555400mmIWxx===

翼缘与腹板交界处面积矩:31156800039816250mms=??=

形心轴处面积矩:

32

1mm215782421

816-400=?

?+=）（ssx

（4）荷载计算

作用于主梁上的集中力标准值:

kN

qpBSKk5.1150.6=?=

作用于主梁上的集中力设计值:

kNq

p

BS

k

26

.

160

0.6=

?

=

主梁自重的标准值并思考构造系数后

主梁自重的设计值:

m

kN

q

q

k

40

.1

2.1=

=

（5）内力计算

梁端反力设计值

集中力作用处剪力及弯矩设计值

跨中及弯矩设计值

（6）强度计算

跨中截面4：

跨中截面翼缘与腹板交界处

构造上思考次梁连在主梁侧面，故此处别需要计算局部承压。

支座截面1

（7）整体稳定计算

思考铺板及次梁对主梁受压翼缘提供的约束，整体稳定能够别计算。（8）局部稳定计算：

翼缘宽厚比

主梁为焊接工字形截面梁，腹板的计算高h0=768mm

腹板高厚比

①近支座区格

因梁受翼缘上有密布铺板约束其扭转

该区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘弯曲正应力为

②近跨中区格

（9）挠度计算：

（10）腹板与翼缘连接焊缝计算采纳工厂埋弧自动焊取hf=

五、柱设计与计算

1、边柱（1）截面挑选

图6

构造及计算简图

（1）柱截面初选

柱子计算简图如图所示，因有柱间支撑，柱子高度为梁顶高度减去梁高，

即梁地面到地面的高度。

因柱子高度别大，设弱轴方向计算长细比为λy=70，由附录查得b类截面；轴心受压构件的的稳定系数，则所需面积

mmmmllyoy42.5170

3600

3600:ox==

==ι，截面的回转半径在所设边界条件下查型钢表的250HW250250HW250??符合要求。选用

。。理论分量回转半径惯性矩，截面积腹板厚翼缘厚mkgcmicmicmIcmmmmmyxy4.72g,29.6,8.10,3650,10800I,9218A9t,mm14t:

基本几何系数44x2w========(2)荷载计算

5%

1.738

2.00.7241.2N567.21kNN，小于原荷载的在柱顶思考一半柱子分量集中，

柱顶轴力设计值可取=??=?=（3）整体稳定计算

绕两主轴截面分类均属于b类曲线，查表得823.0y=?(4)刚度计算

2、角柱

为了满脚主梁与柱的节点连接要求，柱的截面仍选HW250×250。主梁的力经过加劲肋传递到柱子腹板上，距离中性轴较近，可看作轴心力，可别验算其偏心。

六、柱间支撑设置

由于没有水平荷载且竖向荷载较小，因此柱间支撑可按构造设置。在2、3处设置横向和纵向柱间支撑，采纳双角钢，如图所示。最大计算长度，允许长细比为200，则cmi4.3200

6800

==

，选用8802?L。支撑的连接采纳焊缝连接，焊缝尺寸为8mm，并且在连接处设置M16的安装螺栓。

在A、B处设置横向柱间支撑，采纳八字形支撑方案，如图所示。最大计算长度为，允许长细比为200.则则cmi2.76200

552==

，选用8802?L。支撑的连接采纳焊缝连接，焊缝尺寸为8mm，并且在连接处设置M16的安装螺栓。

图6沿次梁方向的柱间支撑图7沿主梁方向的柱间支撑

七、节点设计

1.主次梁连接

（1）连接设计

次梁与柱子连接选用选连接角钢L70×45×8，长度180mm，钢材为Q235。角钢用6mm角焊缝焊于主梁腹板，施焊时，别采纳引弧板。次梁与角钢采纳级高强度螺栓承压型连接，螺栓规格M16。螺栓罗列时，离肢背距离按最小容许距离确定以减小偏心妨碍，螺栓边距皆40mm，中心距皆100mm，孔径为。

其中梁腹板复核、螺栓连接计算与上文主次梁连接计算过程相同在此别再赘述，如今仅验算角钢连接焊缝的计算。

角钢连接焊缝计算：

由于