钢筋结构课程设计计算书(1)

目录
目录 (1)
1 设计资料 (2)
2 次梁内力计算 (2)
3 主梁内力计算： (5)
4 主梁腹板加劲肋设计 (8)
5 平台柱的设计 (11)
某车间钢结构工作平台设计计算书
1 设计资料
某厂房钢结构工作平台设计，钢材采用Q235。

工作平台永久荷载5.2KN /m2,活荷载为14KN/m2 。

结构布置图如下：
2 次梁内力计算
q=(5.2+14) 2.5=48 KN/m
次梁承受的线荷载标准值为：
k
求荷载组合值，即取由可变荷载效应控制的组合值进行计算，且平台活荷载标准
值大于
4 KN/m 2，因此取Q γ=1.3,G γ=1.2。

故次梁承受的线荷载设计值为：q =1.2⨯5.25⨯2.5+1.3⨯14⨯2.5=61.25KN/m
最大弯矩设计值为：m ax M =281ql =8
1
⨯55.75⨯52=174.22m KN ⋅
支座处的最大剪力设计值为：KN ql V 375.1392
5
75.552max =⨯==
设计要求采用焊接钢梁，则净截面模量为：
x W =f M x γmax =21511022.1746
⨯⨯=810325.6mm 3
A ． 跨中截面选择
查附表1选用I36a ，单位长度的质量为59.9kg/m 梁的自重为m N 02.5878.99.59=⨯
mm
t cm s I cm w cm I w x x x 10,7.30,1090,1576034====
B ．截面验算
梁自重产生的弯矩为：
m N M g ⋅=⨯⨯⨯=33.220152.102.5878
1
2
则总弯矩：
m N M x ⋅=+=33.17642133.2201174220
1）抗弯强度
（满足）
2
23
36max /215/62.2011087511033.176421mm N f mm N mm W M x x =<=⨯⨯⨯=⋅γ 2）抗剪强度
m KN q /454.562.102.5871075.553=⨯+⨯=
次梁的最大剪力设计值为：()N ql V 1411355454.562
1
2max =⨯⨯== 截面的最大剪应力为：
22max /125/97.4510
307141135
mm N f mm N t I S V V w x =<=⨯==
τ ∴（满足）
3）整体稳定
次梁可作为主梁的侧向支撑，而由于次梁上放置楼板，防止其侧向位移。

故不需计算整体稳定性。

4)刚度:分别计算全部荷载和活荷载标准值作用下的挠度 工作平台次梁的挠度容许值为[]250l v T =
，[]
300
l
v Q = ∴全部荷载标准值：
m KN q kT /337.44587.075.43=+=
[]()满足250
14511
1015760102065000337.44384538454333=<=⨯⨯⨯⨯⋅=⋅⋅⋅=l v I E l q l v T x kT T
3 主梁内力计算：
A ．跨中截面选择
假定平台主梁与平台柱铰接连接，次梁传下来的荷载值： 标准值：
KN l q F k k 7.2215337.44=⨯==
设计值：
KN ql F 3.2825454.566=⨯==
主梁的支座反力（不含自重）：
KN F R 45.4233.2835.15.1=⨯== 最大剪力设计值（不含自重）：
KN F R V 3.1822
3.28245.4232max =-=-
=最大弯矩设计值（不含自重）： 75.70525.13.28275.33.282max =⨯-⨯=M m KN .
需要的净截面模量为：
336
cm 558.3282328255821511075.705==⨯⨯==mm f M W x x x γ
1）梁高
①梁的最小高度：根据表5.3主梁容许挠度[]400/1/=l v T ，按Q235钢查表5.10得：
cm l h 8015
1200
15min ===
②梁的经济高度：
cm W h x e 7430558.3282730733=-⨯=-=
考虑到梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，所以初选高度为cm h w 80=
2）腹板厚度：
腹板厚度按负担支点出最大剪力需要（考虑到主次梁连接构造方法未定，取梁的支座
反力）
mm f h v t v w w 35.6125
8001045.4235.15.13
=⨯⨯⨯==
mm h t w 13.811
80
11
w ==
=
取 mm t w 8= 3）翼缘尺寸
25.30366
800
880032825586mm h t h W bt w w w x =⨯-=⋅-=
试选翼缘板宽度为260mm ，则所需板厚为
mm t 68.11260
5
.3036==
选用mm t 14= 截面尺寸如右图所示
梁翼缘外伸长度mm b 1262)8260(1=-=
翼缘外伸宽度与其厚度之比：
13/23513914
126
=<=y f 梁翼缘的板的局部稳定性可以保证，且截面可以考虑部分塑性 发展。

B.截面验算
截面面积：2cm 8.1368.0804.1262=⨯+⨯⨯=A
3
4
2
334.37374
.418.1547258.154725)24.180(264.1212808.0cm W cm I x x ===+⨯⨯⨯+⨯= 梁的自重：
m N /9.12628.92.11078501008.136g 6k =⨯⨯⨯⨯⨯=-
（式中1.2为考虑加劲肋等的重力而采用的构造系数，78.50KN/m 3为钢的重度） 自重产生的弯矩：
m KN m N M g ⋅=⋅=⨯⨯⨯=66.106.10655122.19.12628
1
2
式中1.2为分项系数
m KN M x ⋅=+=41.71666.1075.705跨中最大总弯矩为：
梁的内力图如右图： 1）抗弯强度
361034.373711041.716⨯⨯⨯=
⋅x x x W M γ2
2/215/69.191mm N f mm N =<= （满足） 2）抗剪强度
N
V 28798375.32.19.1262282300max =⨯⨯+=
担）假定剪力由腹板均匀承(/125/458
800287983
221max max mm N f mm N S V v =<=⨯=⋅=τ （满足）
说明剪力的影响很小，跨中最大弯矩处的剪力无须验算
次梁作用处应放置支承加劲肋，所以不需要验算腹板的局部压应力 3）整体稳定性
次梁可作为主梁的侧向支撑，因此,3001cm l = 6.926/250/1==b l 小于需计算整体稳定性的最大 16/1=b l ，故不需验算端部截面梁段的整体稳定性。

4）刚度：分别计算全部荷载标准值和可变荷载标准值作用产生的挠度。

[]400/l v T = []500/l v Q =
全部荷载标准值产生的弯矩：
m KN M kT ⋅=⨯⨯-⨯-⨯=37.5455.72629.181
25.17.22175.37.2212
活荷载标准值产生的弯矩：
m KN M kQ ⋅=-⨯⨯⨯=406)25.175.3()5.25.213(
[])(400
17781
108.1547251006.210105.710546103636满足=<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∴l v I E l M l v T x kT T []
)(500
1641137.5454064771满足=<=⋅=l v l v Q Q
4 主梁腹板加劲肋设计
A ．加劲肋布置
已知梁截面尺寸：腹板800mm ⨯8mm,翼缘260mm ⨯14mm 梁的翼缘的宽厚比
1323513914
2)8260(1=<=-=y f t b
150235
2351502351501008800==<==y w w f t h 80235
235
8023580
==>y f 故仅需配置横向加劲肋。

取加劲肋等间距布置
cm h cm a w 1602150=<=
且不大于.200805.25.20mm h =⨯=
即将腹板分成5个区格。

位于次梁下的横向加劲肋可兼作支撑加劲肋。

如图所示：
B ． 各区格腹板的局部稳定计算
1） 各区格的平均弯矩（按各区格中央的弯）
m KN M ⋅=⨯⨯-⨯=I 56.21575.051548.12
1
75.0988.2872m KN M ⋅=⨯⨯-⨯=I I 14.64425.251548.121
25.2988.2872 m
KN M ⋅=⨯-⨯⨯-⨯=42.71625.13.28275.351548.1121
75.3988.2872III
2） 各区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的弯曲压应力
2
4
60I I /70.56108.15472528141056.2152mm N I h M x =⨯⨯⨯⨯==σ 2
4
60II II /43.169108.15472528141014.6442mm
N I h M x =⨯⨯⨯⨯==σ2
4
60III III
/44.18810
8.15472528141042.7162mm N I h M x =⨯⨯⨯⨯==σ 3）各区格的临界弯曲压应力
因梁的上翼缘连有次梁，可约束受压翼缘扭转，故用于受弯计算的腹板通用高厚比按下式计算：、
85.0565.0235235
1778/800235177/<=⨯=⋅=y w c b f t h λ
故 2215mm N f cr ==σ
4）各区格的平均剪力（按各区格中央剪力）
KN V 85.28675.051548.1983.287=⨯-=I KN V 57.28025.251548..1983.287=⨯-=I I 099.16375.351548.11983.287=-⨯-=I I I V
5）各区格平均剪力产生的腹板平均剪应力
0/84.438
8001057.280/82..4488001085.2862
3
2
3
===⨯⨯===⨯⨯==I I I
I I I I I I I I I w
w w w w w t h V mm N t h V mm N t h V τττ
6）各区格的临界剪应力
用于抗剪计算的腹板通用高厚比：
0.15.11000
1500>==h a 故
()()235
2352000/800434.5418
/800235/434.541/22⨯⨯+⨯=⋅+⋅=y w w
w s f a h t h λ 997.0= 2.18.0<<s λ
[]2/44.110)8.0(59.01mm N f v s cr =--=∴λτ 7）各区格的局部稳定计算
()满足：区格1234.044.11082.4421570.56I 2222<=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛I I cr cr ττσσ ()满足：区格1779.044.11084.4321543.169II 2222<=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛I I I I cr cr ττσσ ()满足：区格1768.0021544.188III 22III 2III <=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cr cr ττσσ
5 平台柱的设计
1）平台柱的受力
平台中柱承受平台主梁和次梁传来的荷载，N N 858236)141135287983(2=+⨯= 如图所示
2）确定柱子的截面尺寸
由于作用于支柱的压力较小，可先假定长细比λ=80，按b 型截面查轴心受压稳定系数555.0=ϕ，平台柱所需要的截面面积：4.7192215555.0858236=⨯==
f N A ϕ 需要的回转半径：
5.280200===λoy y l i 5.780
600==x i 确定工字钢的型号：
与上述截面特性接近上网型钢为I32a ，从附表查得A=67.02cm cm i x 8.12= cm i y 62.2= 翼缘平均厚度mm mm 1615<
3）验算支柱的整体稳定和刚度 先计算长细比的9.468.12600==x λ 3.7662
.2200==y λ 查表得：870.0=ϕ 712.0=ϕ 比较这两个值后取712.0min =ϕ
2/
2ϕ
N
A
N
N<
⨯
=
⨯
(mm
=
mm
)
)
/
215
100
180
858236
.0(
712
67
钢结构课程设计计算书
学校：福建工程学院
层次：专升本
专业：土木工程＿＿＿＿
姓名：林飞＿＿＿＿
2016年09 月11日。