钢结构课程设计车间工作平台

一．设计说明

1.本设计为某车间工作平台

2.结构平面布置图如下，间距4m，5跨，共20m，跨度3m，4跨，共12m 3.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，可变荷载

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：*20+*24=m2

铺板承受的荷载标准值为：qk=+10=m2 铺板承受荷载设计值：q=*+10*=m2

第二节 平台次梁计算 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：rq=，rG=;

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）：p1=*=m 活荷载标准值：p2=10*=12KN/m

次梁跨中最大弯矩设计值：MMax=ql2/8=*5*5/8=·m

录

需要的净截面模量为：W=

Mmax=（*215）=225cm3 rxf4初步拟定次梁采用工字型I20a，A=，WX=237cm2，Ix2370cm，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：MMax=

Ix17.2cm，自重m Sx1*[+*10]*5*5=·m 851.69*103Mx==mm2<215N/mm2（满足） rwWnx1.05*237*104抗剪强度验算

次梁最大剪力设计值为：Vmaxql1*[16.2640.0279*10*1.2]*5= 22VmaxS41.5*10324.13N/mm2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。 （1）局部稳定性验算：

h0345=1000/10=100<80，因此梁承受静力荷载，且不受局部压应力，故可不twfy配置加劲肋，可保证其局部稳定性。 （2）刚度验算：[Vt]/l=1/250，[VQ]/l=1/300 全部荷载标准值：qkt=（+*10）*=m 活荷载标准值：qkq=10*=13KN/m

VQ5*qktl3VQ<[Vt]/l=1/250 满足，[VQ]/l=1/300（满足） l384*EIxl（3）翼缘与腹板的连接焊缝验算（采用手工焊）

hfVS1=425.69*1000*2299.32*1000= 1.4Ixftw1.4*1.12*106*104*160tmax=，取hf=6mmhfmin=

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： 内力计算

恒荷载标准值：F1=（+）*5= 活荷载标准值：F2=10**5=65KN

主梁支座反力设计值（不包括主梁自重）： R=

4F=2*（*+*65）=211KN 2最大剪力设计值（不包括主梁自重）： Vmax= =

跨中最大弯矩设计值（不包括主梁自重）： Mmax= 3*R=633KN/m 需要的净截面模量为：W=（1）梁高

①梁的最小高度：hminMmax=633/（*211）=2857cm3 rxfl/=6000/=382mm

②梁的经济高度：（公式一）he=2（公式二）he=7*3W-300=7*3取腹板高度 hw=1000mm （2）腹板厚度

W0.4=2*

28570000.4=

2857000-300=859mm=850mm

162.45*103Vmax根据公式：tw>==*= 3h0fv1000*125*10 tw=

（3）翼缘尺寸

1000=，取tw=8mm 3.51250*1068*1000Wx1单个翼缘：A1==4590mm2 twhw=

1000*2116hw6取翼缘宽度300mm， 则翼缘厚度： t1A1=，取翼缘厚度为16mm b2翼缘外伸宽度：b1btw=145mm

翼缘外伸宽厚比：145/16=<13局部稳定验算 翼缘局部稳定验算：

345=14，满足局部稳定要求 fyb1145345=14 9.0613t116fy翼缘局部稳定满足要求 腹板局部稳定验算：80345hw1000345 125150fytw8fy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>*1200=600mm<2h0=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 抗弯强度验算

Mx1299000==mm2<215N/mm2 rwWnx1.05*5870000抗弯强度验算满足要求 抗剪强度验算

VmaxS162.45*106==120N/mm2整体稳定性验算

次梁可以作为主梁的侧向支撑，因此l1=500cm，l1/b=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：

M2M24b1.721.050.31.2 Iy=2**303/12=10800cm

M1M1A=2*24*30+120*1=264cm2 iy=

210800= y=500/= 264b0 b2.25>，当b>时需要计算b’=213N/mm2<215N/mm2

整体稳定性验算满足要求 刚度验算

[Vt]/l=1/500，[VQ]/l=1/500 集中荷载标准值：Fkt=*5=

集中活荷载标准值：Fkq=65*5=325KN/m

VT25Fl225325*103*50002**<[VQ]/l=1/500（满足） =364l650EI650206*10*1.02*10*10翼缘与腹板的连接焊验算

hfVS1=438.57*1200*5120*1000= 1.4Ixftw1.4*1.02*106*104*240tmax=，取hf=10mmhfmin=

第四节 平台柱计算

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*（*+*65）+**6=

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0.688

450*103N0.003100m2 则A=

f0.675*215*106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

Ix21*6*2603240*8*145*2=8.95*107mm4 12ixIx128.45mm，iyAIy64.5mm A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，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，即lexley4.5m

0xl0y4500l0x450069.76[]150 35.03[]150 ，0yiy64.5ix128.45柱刚度满足要求。

因为对x轴y轴，值均属于b类截面 ， 所以minoy=

NxnxMxNxWx(10.8)NEX=mm2满足要求。 局部稳定性验算

翼缘宽厚比验算：b/t=260/6=<（（250.534581,满足要求 fy翼缘的局部稳定：

bt2408/2345=24，满足要求 14.5100.1t8fy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，对主梁不利，因此采用次梁与主梁刚接，并且采用平接方式：

（1）梁与柱采用铰接连接：不能承担弯矩,那么就只能抗剪力和轴力了。对于弯矩，离形心轴越远的地方，弯矩贡献越大，所以翼缘离形心最远弯矩贡献大。剪应力在形心处最大，所以腹板主要受剪。凡在翼缘外布置有螺栓的，端板厚度满足要求的,就为刚接，铰接节点螺栓布置在靠近形心轴处，因此：