钢结构课程设计-车间工作平台

实用文档目录TOC\o"1-3"\h\u一．设计说明 2二．计算书正文 2第一节平台铺板设计 2第二节平台次梁计算 32.1跨中截面选择 32.2次梁的抗弯强度验算 32.3抗剪强度验算 42.4次梁整体稳定性验算 4第三节平台主梁设计 53.1内力计算 53.2局部稳定验算 73.3抗弯强度验算 73.4抗剪强度验算 73.5整体稳定性验算 83.6刚度验算 83.7翼缘与腹板的连接焊验算 8第四节平台柱计算 94.1平台柱设为实腹柱轴心受压构件设计 94.2平台柱强度，刚度，整体稳定验算 104.3局部稳定性验算 10三.连接点设计 11一．设计说明本设计为某车间工作平台结构平面布置图如下，间距4m，5跨，共20m，跨度3m，4跨，共12m梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层。永久荷载为：5KN/mm2，可变荷载为：10KN/m2荷载分项系数：永久荷载1.2，可变荷载1.3二．计算书正文第一节平台铺板设计依题意并综合分析比较，平台钢结构平面布置如上图，主梁计算跨度为6m，次梁计算跨度为3m，次梁与主梁采用平接方式连接。铺板自重为：0.1*20+0.03*24=2.72KN/m2铺板承受的荷载标准值为：q=2.72+10=12.72KN/m2铺板承受荷载设计值：q=1.2*2.72+10*1.3=16.264KN/m2第二节平台次梁计算2.1跨中截面选择查《荷载规范》钢筋混凝土自重按25KN/mm3，素混凝土按24KN/mm3，则因此取：r=1.3，r=1.2;次梁承受恒荷载包括铺板自重标准值为（暂不考虑次梁自重）：=2.72*1.2=3.264KN/m活荷载标准值：p=10*1.2=12KN/m次梁跨中最大弯矩设计值：M=ql2/8=16.264*5*5/8=50.825KN·m需要的净截面模量为：W==50.825/（1.05*215）=225cm3初步拟定次梁采用工字型I20a，A=35.5cm2，=237cm2，cm，，自重27.9Kg/m2.2次梁的抗弯强度验算考虑次梁自重后，跨中截面最大弯矩设计值：M=*[16.264+0.0279*10]*5*5=51.69KN·m==207.7N/mm2<215N/mm2（满足）2.3抗剪强度验算次梁最大剪力设计值为：=41.5KN=N/mm2<f=125N/mm2（满足）2.4次梁整体稳定性验算因为混凝土预制板与平台次梁上翼缘链接牢固，故不需要验算，整体稳定性可得到保证。局部稳定性验算：=1000/10=100<80，因此梁承受静力荷载，且不受局部压应力，故可不配置加劲肋，可保证其局部稳定性。刚度验算：[V]/l=1/250，[V]/l=1/300全部荷载标准值：q=（3.264+0.0279*10）*1.2=4.25KN/m活荷载标准值：q=10*1.3=13KN/m<[V]/l=1/250满足，[V]/l=1/300（满足）（3）翼缘与腹板的连接焊缝验算（采用手工焊）==0.36mmh=1.5=5.18mm，取=6mm<=1.2*10=12mm第三节平台主梁设计根据次梁的设计方案，主梁承受荷载示意图：3.1内力计算恒荷载标准值：F=（3.264+0.279）*5=17.72KN活荷载标准值：F=10*1.3*5=65KN主梁支座反力设计值（不包括主梁自重）：R==2*（1.2*17.72+1.3*65）=211KN最大剪力设计值（不包括主梁自重）：V=R-0.5F=158.25KN跨中最大弯矩设计值（不包括主梁自重）：M=3*R=633KN/m需要的净截面模量为：W==633/（1.05*211）=2857cm3梁高①梁的最小高度：hl/15.7=6000/15.7=382mm②梁的经济高度：（公式一）h==2*=482.4mm（公式二）h=7*3-300=7*3-300=859mm=850mm取腹板高度h=1000mm（2）腹板厚度根据公式：t>=1.5=1.5*=1.299mmt==9.04mm，取t=8mm（3）翼缘尺寸单个翼缘：A===4590mm2取翼缘宽度300mm，则翼缘厚度：=15.2mm，取翼缘厚度为16mm翼缘外伸宽度：=145mm翼缘外伸宽厚比：145/16=9.06<=14，满足局部稳定要求3.2局部稳定验算翼缘局部稳定验算：=14翼缘局部稳定满足要求腹板局部稳定验算：故仅需配置横向双面加劲肋①加劲肋的布置：主梁跨度为20m，次梁的间距为5m，为了施工方便将连接在主梁横向加劲肋上，因此采用加劲肋间距：a=1000mm>0.5*1200=600mm<2h=2400mm，将腹板分成25个区格。位于主次梁连接处的加劲肋可当做主次梁之间的连接板3.3抗弯强度验算==210.107N/mm2<215N/mm2抗弯强度验算满足要求3.4抗剪强度验算==120N/mm2<f=125N/mm2抗剪强度验算满足要求3.5整体稳定性验算次梁可以作为主梁的侧向支撑，因此l=500cm，l/b=16.7超过规定的最大数值，所以需要对整体稳定性系数进行计算：I=2*2.4*303/12=10800cmA=2*24*30+120*1=264cm2i==6.40cm=500/6.40=78.125>0.6，当>0.6时需要计算’=213N/mm2<215N/mm2整体稳定性验算满足要求3.6刚度验算[V]/l=1/500，[V]/l=1/500集中荷载标准值：=17.72*5=88.6KN集中活荷载标准值：F=65*5=325KN/m=0.00014<[V]/l=1/500（满足）3.7翼缘与腹板的连接焊验算==0.81mmh=1.5=7.24mm，取=10mm<=1.2*10=12mm第四节平台柱计算4.1平台柱设为实腹柱轴心受压构件设计平台柱承受平台主梁传来的荷载，平台柱与平台主梁铰接连接，中间平台柱承受的轴心力的设计值为：N=4F+ql=4*（1.2*17.72+1.3*65）+1.2*1.1152*6=113.76KN平台柱长细比一般为60-120，假设钢柱的长细比为80，按b类截面查附表得则A=m2在柱截面设计时。平台截面高度h一般可取柱的1/20-1/12.当柱在梁主轴方法的计算长度相等时，可取截面宽度b接近于高度h,初步拟定柱截面尺寸如下图截面特征计算如下：A=2*240*8+260*6=5400mm2=mm，4.2平台柱强度，刚度，整体稳定验算因为柱截面没有削弱，若柱整体稳定能满足要求，则柱的强度也能满足要求，因此只需要验算柱的整体稳定。平台柱高6.0m，柱顶与柱脚均为铰接，因此平面内与平面外的计算长度均为6.0m，即，柱刚度满足要求。因为对x轴y轴，值均属于b类截面，所以=0.512=198.4N/mm2<f=215N/mm2满足要求。4.3局部稳定性验算翼缘宽厚比验算：b/t=260/6=43.33<,满足要求翼缘的局部稳定：=24，满足要求三.连接点设计次梁与主梁刚接由于连接节点除传递次梁的竖向支反力外，还要传递次梁的梁端弯矩，当主梁两侧的次梁梁端弯矩相差较大时，会使主梁受扭