哈工大钢结构平台计算书

 钢结构平台设计计算书  1．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5KN/m2，设计全钢工作平台。 2．结构形式     平面布置，主次梁，主梁跨度9000mm，次梁跨度4500mm，次梁间距3000mm，铺板宽750mm，长度3000mm，铺板下设加劲肋，间距750mm。共设9根柱。如图所示 3.   材料选择    铺板采用厚带肋花纹钢板，钢材牌号为，手工焊，型焊条，钢材弹性模量 ，钢材密度，基础混凝土强度等级为。 mm6510N/mmQ23531085E432N/mm2.06E25.7,cf3kg/mm.715C4．铺板设计  （1）荷载计算    已知平台均布活荷载标准值，6mm厚花纹钢板自重，恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系21k5kN/mq2.46kN/mDk0.0069.87.850q数为1.3。 均布荷载标准值 22k5kN/m0.46kN/m5.46kN/mq2Nm均布荷载设计值 21.20.461.357.05/dqK （2）强度计算    花纹钢板/3000/75042ba，取0.10，平台板单位宽度最大弯矩设计值为： 22max0.107.050.750.40kNmMqa 22maxmax22660.4055555.6kN/m55.56N/mm215N/mm1.20.006MMWt2 （3）挠度计算 取  520.110,2.0610/ENmm 333k3535.461075010.1100.00570.00672.06106150qavaEt 设计满足强度和刚度要求。 5．加劲肋设计  （1）平板厚度不小于l1/150~l1/120=5~6.25mm，现取t=6mm。选用钢板，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30t=180mm，跨度为3.0m。 1208 （2）荷载计算：分布在一T形截面简支加劲肋上的设计荷载应为750mm范围内的荷载，加劲肋自重为0.120.00878.50.075kN/m，按均布荷载考虑。 均布荷载标准值， k5.460.750.0754.17kN/mq均布荷载设计值 d7.050.750.0755.36kN/mq（3）内力计算：简支梁跨中最大弯矩设计值 2max15.363.06.03kNm8M 支座处最大剪力设计值 5.363.0/28.04kNV （4）截面特性计算：截面形心位置 c1806312086632.65mm18061208y  加劲肋计算简图 截面惯性矩 32341806/121806(32.653)1208/121208(93.3560)3172426mmI2 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，   622xnx6.031093.35147.9N/mm215N/mm1.23172426MW 受剪计算： 322V8.04101.51.511.17N/mm125N/mm1080VSVItA （6）变形计算： 挠度计算 33x5x554.1730000.00221/1500.00673843842.06103172426qlvlEI 设计满足强度和刚度的要求。 6．平台梁   A．次梁设计  （1）计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨4.5m。次梁的荷载主要是由铺板—加劲肋传来相隔0.75m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。主梁与柱子做成刚接。 （2）选取型钢梁截面      次梁上最大弯矩设计值      铺板尺寸为4500mm×3000mm，板和加劲肋传给梁的荷载       BS5.363/0.7521.44kN/mq次梁跨中弯矩设计值 2max21.444.5/8=54.27kNmM 最小截面模量 633maxx,min54.2710=240398.7mm240.4cm1.05215yMWf 试选工20b，截面几何特征如下 4313200,102,9.0,11.4,9.0,4.5,31.05/,2502,250.2146.1wxxxhbttrrkgmIcmWcmScm均布荷载设计值 BS21.441.20.31121.81kN/mq 因次梁构造较为简单，不计入构造系数 （3） 内力计算：     2max21.814.5/8=55.2kNmMmax21.814.5/2=49.1kNV （4）强度计算 622max3xx55.210210.1N/mm215N/mm1.05250.210MW 622449.1146.11031.9/125/2502910VSNmmNmmIt （5）变形计算： BSk44.170.31116.99kN/mq 33x54x5516.9945000.00391/1500.00673843842.0610250210qlvlEI 设计满足强度和刚度要求 B．主梁设计 （1）计算简图：设主梁与柱子两端为铰接 主梁计算简图如图所示   AB9000300030003000PP （2）截面初选：对跨中三分点处作用2个相等集中荷载的简支梁，挠度计算系数B0.106，平台梁允许挠度l/400=22.5mm。钢材强度设计值取215N/mm2，梁的最小高度 2min59000215/1.2120.106658mm2.061022.5h   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 x249.11.1349.11.12.25445.6kNmM 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 633x445.6102072558.14mm2072.6cm215W 经济高度 2/5e32072.663.6cmh 1/3e72072.63059.2cmh 取h=600mm为初选截面高度。 主梁腹板的初选厚度为 w60/110.7cmt 其中近似取hw=h。主梁腹板的初选厚度为 3w1.249.110234.96mm570125t 其中考虑翼缘板可能厚度后，取 570whmm    选腹板厚度为6mm 主梁翼缘的经济宽度为600/5~600/3，即120mm~200mm。初选为200mm，主梁翼缘厚可近似的估算：6xf0.80.8445.61013.82mm600200215Mthbf 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：600mm×200mm×14mm×6mm。 （3）截面的几何性质计算： 截面面积 2220014(600142)69032mmA惯性矩 33x(200600194572)/12574420491mmI4截面模量 3x574420491/3001914735mmW翼缘与腹板交界处面积矩  3120014293802400mmS 形心轴处面积矩 3x128661431065788mmSS （4）荷载计算   一根次梁端部传递的反力为： 一根次梁反力标准值BSkBSk2.2516.992.2538.23kNVq 一根次梁反力设计值 BSBS2.2521.442.2548.24kNVq作用于主梁上的集中力标准值kBSk2238.2376.46kNPV 作用于主梁上的集中力设计值BS2248.2496.48kNPV 主梁自重的标准值并考虑构造系数1.05后， 6k78.51.0590321078.51.050.74kN/mqA 主梁自重的设计值 k1.21.20.740.89kN/mqq（5）内力计算 计算简图如图所示 梁端反力设计值 (296.4890.9)/2100.5kNV1 集中力作用处剪力及弯矩设计值 123100.530.997.8kNVVq左 123100.530.996.481.32kNVVqP右 222130.533100.50.530.9297.45kNmMVq 跨中及弯矩设计值 14.5100.534.50.996.480VVVqP3右3左 22314.51.50.54.54.5100.51.596.480.54.50.9298.4kNmMVPq    主梁的剪力图和弯矩图如下               PP （6）强度计算 （1）跨中截面3： 6223xx298.410148.4N/mm215N/mm1.051914735MW A B9000 3000 30003000100.5KN 97.8KN 1.32KN 1.32KN97.8KN100.5KN0297.45 kN · m 298.4 kN · m 123 12 3( a )( b )跨中截面翼缘与腹板交界处 311x0VSIt 222zs113148.4N/mm1.1215236.5N/mm2 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。 （2）支座截面1 321x1x100.510106578831.08N/mm5744204916VSIt （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 1002357.14151514yf 00hh572mmw主梁为焊接工字形梁截面梁，腹板的计算高度h即为腹板高度， 腹板高厚比57223595.380806yf 应配置加劲肋。在集中力处配置加劲肋，加劲肋间距为1.5m。 （1）近支座区格： 因梁受压翼缘上有密布铺板约束其扭转， b95.30.540.85177 2cr215N/mmf 因01500(60028)2.621.0ah 通用高厚比s295.30.955415.344(5721500) 2cr[10.59(0.9550.8)]125113.57N/mm 该区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘弯曲正应力为 62297.451057274.0N/mm25744204912 平均弯矩产生的腹板平均剪力为 32(100.597.8)1028.9N/mm25726 227428.9()()0.181215113.57 （2）跨中区格 62(297.45298.4)10572148.3N/mm25744204912 3(1.320)100.1925726 22148.30.19()()0.481215113.57 （9）挠度计算 跨中挠度 3433kk5x1951976.4610900050.7490003843842.061057442049123.8mm22.5mmPlqlvEI4 （10）腹板与翼缘连接焊缝计算： 采用工厂埋弧自动焊 焊缝高度：按计算311fwxf100.510820400==20.75744204911.4160VShIf0.64mm 按构造min