【钢结构课程设计】某加工车间钢结构操作平台设计

钢平台设计任务书1.1设计题目某加工车间钢结构操作平台设计1.2设计条件（1）某加工车间，厂房跨度27m，长度96m。室内钢结构操作平台建筑标高为4.500m，柱网布局如图1所示。房屋安全等级为二级，设计使用年限50年，耐火等级二级。图1柱网布置图（2）柱网6.0mx4.5m；可变载荷标准值为2.0kN/m2，准永久值系数8.0q。（3）连接方式平台板与梁采用焊接（角焊缝）；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁与柱采用焊接或高强度螺栓连接，定位螺栓采用粗制螺栓。（4）材料型钢、钢板采用Q235-A.F;焊条采用E43xx型，粗制螺栓采用Q235钢材。（5）平台做法设计对象为厂房内的钢操作平台，钢平台楼面做法：1)采用花纹钢板或防滑带肋钢板。2）钢筋混凝土预制板。1.3设计内容1）钢平台结构支撑系统（支撑布置及选型，在计算书上应绘制支撑布置图）。2）楼板设计（包括楼板和加劲肋的设计或者楼板配置及合理布置）。3）次梁设计（采用型钢）。4）主梁设计（采用焊接组合梁）。5）钢柱设计（采用焊接组合柱或型钢柱）（安排1.5周时做）。6）次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚（安排1.5周时做）设计。7）平台楼梯和栏杆的选择与设计（安排1.5周时做）。8）钢平台的设计施工图（含材料表）。1.4成果要求1）进度安排（1周/1.5周），其中布置设计任务及结构布置0.5天设计计算及整理计算书2.5天/5.0天绘制施工图2.0天2）计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔抄写清楚。3）每人绘制1号施工图一张，采用白光纸、铅笔线条完成。要求图面质量符合工程制图标注要求，线条粗细均匀、有层次，图面表达清楚、整洁。4）完成设计计算书1份。计算书必须条理清楚、整洁，并附有必要的简图（比例自定），最后装订成册。5）在完成上述设计任务后方可参加课程设计答辩。摘要本文主要进行某加工车间钢结构操作平台设计，系统完备得解析了钢平台的设计方法和步骤。本文主要完成钢平台结构布置、内力计算、内力组合、各构件（主梁、次梁、加劲肋等）的强度、稳定性计算，梁柱节点和柱脚设计，对结构设计能够有一个初步的认识。关键词：钢结构、主梁、次梁、稳定性目录第一章设计题目...............................................................................................................................1第二章设计条件...............................................................................................................................1第三章设计内容...............................................................................................................................2第四章结构布置...............................................................................................................................2第五章铺板设计...............................................................................................................................4第六章次梁设计...............................................................................................................................8第七章主梁设计.............................................................................................................................10第八章次梁与主梁的连接节点....................................................................................................15第九章钢柱设计.............................................................................................................................18第十章主梁与柱的连接节点.........................................................................................................20第十一章柱脚设计.........................................................................................................................21参考文献...........................................................................................................................................231第一章设计题目某加工车间钢结构操作平台设计第二章设计条件1.某机床加工车间，厂房跨度27m，长度96m。室内钢结构操作平台建筑标高为4.500m，柱网布置如图2-1所示。房屋安全等级为二级，设计使用年限50年，耐火等级二级。图2-1柱网布置图2.楼面活荷载根据工艺要求为2.0～7.0kN∕m2，详见下表，准永久值系数q=0.8。3.连接方式平台板与梁采用焊接（角焊接）；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁与柱采用焊接或高强度螺栓连接，定位螺栓采用粗制螺栓。4.材料型钢、钢板采用Q235-A.F；焊条采用E43型；粗制螺栓采用Q235钢材。5.平台做法设计对象为厂房内的钢操作平台，钢平台楼面做法：（1）采用花纹钢板或防滑钢板。2（2）钢筋混凝土预制板。（3）柱网尺寸和可变荷载标准值按老师分配的数值计算。第三章设计内容1.钢平台结构支撑系统(支撑布置及选型，在计算书上应绘制支撑布置图)。2.楼板设计(包括楼板和加劲肋的设计或者楼板配置及合理布置)。3.次梁设计（采用型钢）。4.主梁设计(采用焊接组合梁)。5.钢柱设计（采用焊接组合柱或型钢柱）。6.次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚设计。7.平台楼梯和栏杆的选择与设计。8.钢平台的设计施工图。第四章结构布置1.梁格布置采用单向板布置方案，柱网尺寸为6.0m×4.5m；主梁沿纵向布置，跨度为6m，间距为4.5m；次梁沿横向布置，跨度为4.5m，间距为1.5m；单块铺板的平面尺寸为1.5m×4.5m。平台结构平面布置如图4-1所示。3图4-1钢平台平面布置图2、连接方案次梁与主梁采用高强螺栓侧面铰接连接，次梁与主梁的上翼缘平齐；主梁与柱采用侧向铰接连接；柱与基础采用铰接连接；平台板与主（次）梁采用焊接（角焊缝）连接。3.支撑布置钢平台柱的两端均采用铰接连接，并设置柱间支撑，以保证结构几何不变。在轴线②和轴线B处分别布置纵、横向支撑，采用双角钢，如图4-2所示。4图4-21—1剖面因无水平荷载，支撑磕按构造要求选择角钢型号。受压支承的最大计算长度mmmml9760)2009000()2804500(220，受压支撑的允许长细比[]=200，要求回转半径i≥,8.48200/9760]/[0mml选用2L125×8（节点板厚度8mm，mmiy1.54,y为对称轴）。第五章铺板设计1.初选铺板截面在铺板的短跨方向设置4道加劲肋，间距mm009l1。平板厚度6mmt7.5mm~6120l~150lt11，取。2.计算简图因铺板区格长边之比0.27.10.95.1ab可作为多跨连续的双向板计算，加劲肋和次梁作为其支承边。3.内力计算（1）荷载计算6mm厚花纹钢板：2m/47k.0600.05.78N平台板永久荷载标准值：2km/47k.0gN5平台板可变荷载标准值：2km/k0.2qN平台板的荷载基本组合值：22kkm/3.164km/k0.23.147.02.1qgNNPQG）（（5-1）平台板的荷载标准组合值：22kkkm/2.47km/k0.247.0qgNNP）（（5-2）（2）内力计算平台板单位宽度最大弯矩：0.23kN/mm/k0.93.1649080.0pa22maxNM（5-3）注：根据b/a=1.7，查钢结构课程解析与实例中表4-1可得，均布荷载作用下四边简支板的弯矩系数α=0.0908。平台板的最大挠度：3.40mmmm61006.2900102.479340.0Etpf354-334maxak（5-4）注：根据b/a=1.7，查钢结构课程解析与实例中表4-1可得，均布荷载作用下四边简支板的挠度系数m/mk1006.29340.05NE；4.截面设计（1）强度计算铺板的强度计算222232maxmaxmm/215fmm/31.94mm/62.11023.06t6NNNMWM（满足要求）（5-5）（2）挠度计算150126510093.40afmax（满足要求）（5-6）5.加劲肋设计（1）计算简图加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊脚尺寸6mm，每焊150mm后跳开50mm间隙（图5-1b所示）。此连续构造满足铺板与加劲肋作为整体计算的条件。加劲肋高度取h=80mm，厚度6mm，考虑有30t=180mm宽度的铺板作为翼缘，按T形截面计算，如6图5-1c所示。加劲肋的跨度为1.5m，计算简图如图5-1a所示：（a）（b）（c）图5-1加劲肋计算简图（2）荷载计算铺板为四边支承板，较精确地计算可加定荷载按梯形分布，为简化计算，可安全地均布荷载考虑，即取加劲肋的负荷宽度900mm。永久荷载标准值：平台板传来永久荷载mNN/42k.0m/0.9k47.0（5-7）加劲肋自重m/k03768.0m/k006.008.05.78MNm/0.46k0.037680.42gkN（5-8）可变荷载标准值：m/1.8km/0.9k0.2qkNN（5-9）荷载的基本组合值：mNNPQG/2.89km/k1.83.146.02.1qgkk）（（5-10）荷载的标准组合值m/2.26kNm/kN1.8046.0qgkkk）（P（5-11）（3）内力计算7跨中最大弯矩设计值m0.81k5.12.89818122maxNplM（5-12）支座处最大剪力设计值kNplV1.425.12.892121max（5-13）（4）截面特性计算截面形心位置mmyc23.166806180)640(68036180（5-14）截面惯性矩2323)23.1646(680806121)323.16(61806180121I）（4876677mm（5-15））（46144372)23.1646(6802)323.16(6180xmmI（5-16）