钢结构平台设计计算书

..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：田英鹏学号：121210111指导教师：钱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+4.000m，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）铺板的设计铺板采用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。（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1.2，活荷载分项系数为1.3。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0.100，平台板单位宽度最大弯矩设计值为：mkNa6264.06.015.16100.0qM22max2222maxmaxmm215mm87006.02.10.626466MMNNtW（4）挠度计算取520.110,2.0610/ENmm1501166161006.26001046.12110.0v353333Etaqak设计满足强度和刚度要求。2、加劲肋设计与计算图2加劲肋计算简图（1）型号及尺寸选择选用钢板尺寸680—，钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，..焊角尺寸6mm，每焊150mm长度后跳开50mm。此连接构造满足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1.5m。（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mkN94.21.510.45581M2max支座处最大剪力设计值kNV84.725.1455.10（4）截面特性计算截面形心位置:mmc2.1668061804668036180y截面惯性矩:42323873680)402.16(68068121)32.16(61806180121mmI支座处抗剪面积只计铺板部分，偏安全仍取180mm范围，则2V18061080mmA（5）强度计算受拉侧应力最大截面塑性发展系数取1.20，受弯计算：22621574.1958736802.18.691094.2MmmNmmNWnxx受剪计算：22312539.2168736802.1310801084..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。选用热轧普通工字钢，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117.62kN626.1481M2max,x最小截面模量：3max,,02.52121505.162.117WcmfMxxmimx选用热轧普通工字钢I28b,mmcmScmmkgrcmWwxxx5.10t3.3127481I86.474.534343，，，，（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120.20kN626.7181M2max；kNV80.132626.71（4)强度计算受弯计算：2236215214.4210534.41.0510120.20MmmNmmNWnxx受剪计算：22433xx12586.315.10107481103.3121013.80tIVSmmNmmN（5)挠度计算250135111074811006.2384600025.1953845v4533xBSKEIlql2、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。但由于荷载较小，为方便与主梁和次梁链接，采用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=0.102，平台梁允许挠度l/400=22.5mm。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mm79539.15.221006.23199000102.02h52min..梁的弯矩设计值先根据计算得到的次梁梁端反力近似取为mkN93.1189)5.113.800.313.805.413.805.2(1.12Mx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3638393101093.1189cmWx②经济高度cmhcmhee60.76303839743.8138393312,521,；取h=800mm为初选截面高度。主梁腹板的初选厚度为cmtw813.011801,主梁腹板的初选厚度为mmtw51.31807605.21013.8022.132,其中考虑翼缘板可能厚度后，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~266.67mm。初选为250mm，梁翼缘厚可近似的估算：mmhbfMtxf35.153102508001093.11898.08.06式中0.8系考虑腹板抗弯能力后对翼缘所需承载力的折减。这样初选截面为：800mm×250mm×16mm×8mm。（3）截面的几何性质计算：截面面积:2141448)216800(162502mmA惯性矩:433153147255512)768242800250(mmIx截面模量:338286814001531472555400mmIWxx翼缘与腹板交界处面积矩:31156800039816250mms形心轴处面积矩:321mm215782421816-400）（ssx..（4）荷载计算作用于主梁上的集中力标准值:kNqpBSKk5.1150.6作用于主梁上的集中力设计值:kNqpBSk26.1600.6主梁自重的标准值并考虑构造系数1.05后mkNAqk17.15.78101414405.105.16主梁自重的设计值:mkNqqk40.12.1（5）内力计算梁端反力设计值mkNMkNqpV095.40640.15.426.1605.25.42511集中力作用处剪力及弯矩设计值mkNMkNpVVkNqVV85.60840.15.15.095.4065.1244.5985.40440.15.195.4065.1222212右左左；mkNMkNpVVkNqVV16.97440.195.06160.21.595.4063.082.23242.495.1233323左右右左；跨中及弯矩设计值mkNMkNpVVkNqVV93.109540.14.55.026.1603160.261.595.4064.5-80.1380.135.1234434左右右左；（6）强度计算跨中截面4：226431061.272382868105.11093.1095mmNmmNWMxx跨中截面翼缘与腹板交界处264179.274153147255521076893.10952hMmmNIxw2314126.108153147255515680001013.80mmNtISVx2221213413101.117.2753mmNmmNzs..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。支座截面12231118008.528153147255515680001095.406mmNmmNtISVxk（7）整体稳定计算考虑铺板及次梁对主梁受压翼缘提供的约束，整体稳定可以不计算。（8）局部稳定计算：翼缘宽厚比38.122351581.716125yf主梁为焊接工字形截面梁，腹板的计算高h0=768mm腹板高厚比1.5m0.6623580968768，间距为在集中力处配置加劲肋应配置加劲肋，yf①近支座区格因梁受翼缘上有密布铺板约束其扭转2s2s02crb62.166)8.0(59.018.02.1926.0)1500768(434.54196,0.195.1a31085.054.017796mmNfhmmNfvcr因，该区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘弯曲正应力为，符合要求。）（10.22166.6266.0631076.3366.068768210404.85406.9576.3321531472555768210608.85222326mmNmmN②近跨中区格..，符合要求。）（）（10.71166.6213.21310259.5313.21876821080.1382.23259.53215314725557682101095.93974.16222326mmNmmN（9）挠度计算：mmmmEIlqEIlxkx5.2220384531148pv43k（10）腹板与翼缘连接焊缝计算采用工厂埋弧自动焊mmthmmthmmfISVhxmffwtxf6.982.12.16165.15.1:48.12007.0215314725551568001095.4067.02焊缝高度：mina,maxmin,311；按构造取hf=8.0mm五、柱设计与计算1、边柱（1）截面选择..图6构造及计算简图（1）柱截面初选567.71kN80.132406.95N:柱顶顶轴力设计13.8095kN.406N力设设计值一根主梁传根主梁传递21kNN值计设力反向竖的递传梁次根一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。因柱子高度不大，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0.751，则所需面积233513215751.01021.567mmAmmmmllyoy42.517036003600:ox，截面的回转半径在所设边界条件下查型钢表的250H