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。L=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铰接连接，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6mm。平台铺板采用有肋铺板，板格面积取为0.9m×5.4m，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100~150倍取值。加劲肋采用扁钢，其高度一般为跨度的1/15~1/12，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：6278509.86100.462GqkNm2铺板承受标准荷载：280.4628.462kqkNm铺板承受的荷载设计值：21.20.4621.4811.7544qkNm铺板跨度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：22max0.049711.75440.90.4732MqakNm（2）铺板强度验算铺板截面的最大应力为：22max22-6660.473278.86215610MNmmfNmmt满足要求。（3）铺板刚度验算查表2-1得：434max311398.462100.99000.04335.4[]61502.0610610kqammmmEt（4）铺板加劲肋验算板肋自重标准值：2978509.8660100.028pkNm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：10.4620.90.0280.4438pkNm活荷载标准值：20.987.2pkNm加劲肋的跨中最大弯矩设计值为:221(1.20.44381.47.2)0.91.0888qMlkNm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：26218066061440144010Ammm3计算截面形心轴到铺板面的距离：180636063611.251440ymm计算截面对形心轴x的截面惯性矩：33227418066601806(11.253)606(3611.25)4.0527101212XImm加劲肋截面最大应力为：322max71.0810(0.0660.01125)1462154.052710MNmmfNmmW满足要求。加劲肋跨中最大挠度为：434max11755(0.44387.2)100.99000.78[]63841503842.06104.052710kXqlmmmmEI满足刚度要求。三、次梁设计1、次梁计算简图：次梁按简支梁计算。图2次梁受力简图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。10.4620.90.0280.4438pkNm活荷载标准值：280.97.2pkNm则次梁最大弯矩设计值为：22max1(1.20.44381.47.2)5.438.888qMlkNm4最大剪力为：max1110.985.457.322VqlkN3、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：33max638.810171.871.0521510nxxMWcmf初步拟定次梁采用工字钢，型号为Ι20b，截面参数如下：239.55Acm,42502xIcm,3250.2xWcm,17.13XXIcmS,9.0wtmm，自重31.05kg/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：10.44380.0319.80.7476pkNm27.2pkNm121.21.410.98qppkNm127.95kqppkNm5、验算次梁截面：验算次梁荷载作用下的钢梁强度、挠度和整体稳定。（1）抗弯强度验算622max34010152.262151.05250.210xMNmmfNmmW（2）剪应力验算32257.31037.212517.13910XvxVSNmmfNmmIW（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：911.420.4yhRtmm2.51502.520.4201zylahmm3221.057.31031.672159201cwzFNmmfNmmtl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。5（4）挠度验算4124max54557.95105.4540017.1[]21.63842503842.0610250210kXqlmmmmEI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。图3主梁受力简图2、主梁荷载计算。次梁传来的集中荷载：10.985.459.3FkN最大弯矩maxM（不包括主梁自重），由表2-2查得1.11MK。max1.1159.39592.4MkNm最大剪力（不包括主梁自重）：max959.3/2266.85VkN3、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：63max592.41027521.05205nxxMWcmf梁的最小高度minh：根据表2-3的刚度要求0[]11400ln，查得min900601515lhcm。梁的经济高度：33730727523068snxhWcm取腹板高度：080hcm确定腹板厚度wt：60800.81111whtcm3max0266.85101.21.20.33800120wvVtcmhf取腹板厚度10wtmm。翼缘所需面积：210012752180216806nxwWAthcmh取上、下翼缘宽度b=400mm，厚度t=20mm，主梁截面见图4。图4主梁尺寸翼缘面积：224028021cmcm截面特性：3324x14021802(40241)3249601212nIcm3324960773742nxWcm22240410.51404080Scm4、计算主梁内力（包含主梁自重）。梁的截面面积：24022180240Acm7梁单位长度的自重：432401078509.8101.85kNm取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：1.21.21.852.66kNm梁支座最大剪力：max1266.852.669278.82VkN梁跨中最大弯矩：2max1592.42.669619.38MkNm5、主梁截面设计：内容包括强度、整体稳定、翼缘局部稳定、腹板局部稳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622max3619.31076.22051.05773710xMNmmfNmmW满足要求。（2）翼缘局部稳定4019.75132352351322bt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1900lmm，119002.2516400lb因此，梁的整体稳定性有保证。6224278.8408010351253249601010XvxVSNmmfNmmIW（4）挠度验算集中荷载标准值：7.955.442.93FkN1.21.852.22qkNm由表2-2查得19K，832max59384kxXqlFllEIEI32693545442.931091052.2210911635[]140092.0510324960103842.061032496010l（5）腹板局部稳定和腹板加劲肋设计08023580801235wht腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋。由于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：08004040673030shbmm，取100sbmm1006.71515ssbtmm，取8stmm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20016mmmm，计算支承加劲肋在腹板平面外的稳定性。有效面积如图5所示。图5加劲肋布置支座加劲肋受的力278.8NkN，21.62018150Acm334111.62018110681212Icm1068504.62icm1604.6234.63查附录E-9得0.866，9322278.81064.42150.8665000NANmmNmm支座加劲端部刨平顶紧。其端面承压应力为：322278.81087.12521516200ceNANmmNmm支座加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊缝的焊脚尺寸为：3278.8101.560.72800160fhmm取8fhmm。其他加劲肋均采用2-100×12，不必验算。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，钢材采用Q235，柱的长度为，考虑侧向支承。1.柱顶荷载计算：10主梁传来总荷载设计值计算简图如下：2.截面选择：假定长细比,由附录查得需要的截面面积：需要的回转半径：需要的截面宽度和高度，由附录查得后计算如下选用的截面尺寸：翼缘板为2-250X10腹板为1-250X8翼缘与腹板的焊缝按构造要求取。截面几何特性参数：截面面积：惯性矩：11回转半径：长细比：3.截面验算整体稳定：由，查附录得，则局部稳定：翼缘：腹板：刚度验算：因截面无削弱，不必验算强度。按构造要求配置横向加劲肋，横向加劲肋宜用宽度为：12厚度，其间距，采用加劲肋宽度，厚度，间距为70cm。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57.3VkN57.30.0432.5MkNm腹板参与工作部分的截面特性：215016217.5161840wAmm3221501612217.516306660060wWmm剪应力按平均应力计算，弯曲应力仍按平截面假定计算：136222.51037.521566600NmmNmm32257.3101.546.71251840NmmNmm折算应力近似按以下方式计算：222237.5346.789.2215NmmNmm在距梁端70mm处，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：57.3228.7