钢结构课程设计 车间工作平台

目录
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：q k =+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：r q =，r G =;
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）：1p =*=m 活荷载标准值：p 2=10*=12KN/m
次梁跨中最大弯矩设计值：M ax M =ql2/8=*5*5/8=·m
需要的净截面模量为：W=f
r x max M =（*215）=225cm3 初步拟定次梁采用工字型I20a ，A=2，X W =237cm2，2370x =I cm 4，
cm 2.17x
x =S I ，自重m 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：M ax M =8
1*[+*10]*5*5=·m
nx w x r W M =4310*237*05.110*51.69-=mm2<215N/mm2（满足）
抗剪强度验算 次梁最大剪力设计值为：5*]2.1*10*0279.0264.16[*2
12ql max +==V = w
x max t I S V =τ=13.2410*17210*41.53
=N/mm2<f v =125N/mm2（满足） 次梁整体稳定性验算
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：w 0
t h =1000/10=100<80y
f 345，因此梁承受静力荷载，且不受局部压应力，故可不配置加劲肋，可保证其局部稳定性。

（2）刚度验算：[V t ]/l=1/250，[V Q ]/l=1/300
全部荷载标准值：q kt =（+*10）*=m
活荷载标准值：q kq =10*=13KN/m
x 3k t EI *384l q *5l =Q V <[V t ]/l=1/250 满足，<l
Q V [V Q ]/l=1/300（满足） （3）翼缘与腹板的连接焊缝验算（采用手工焊）
w t x 4.11f f V S h I ≥=160
*10*10*12.1*4.11000*32.2299*1000*69.42546= h min f =m ax t =，取f h =6mm<max f h =*10=12mm
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=2
4F =2*（*+*65）=211KN 最大剪力设计值（不包括主梁自重）：
V max = =
跨中最大弯矩设计值（不包括主梁自重）：
M max = 3*R=633KN/m
需要的净截面模量为：W=
f
r x max M =633/（*211）=2857cm3 （1）梁高
①梁的最小高度：h min ≥l/=6000/=382mm
②梁的经济高度：（公式一）h e =W 4.02=2*28570004.0=
（公式二）h e =7*3W -300=7*32857000-300=859mm=850mm
取腹板高度 h w =1000mm
（2）腹板厚度
根据公式：t w >=v 0max f h V =*3310*125*100010*162.45= t w =
5
.31000=，取t w =8mm （3）翼缘尺寸 单个翼缘：A 1=w w w x h t 6
1h -W =61000*8211*100010*12506-=4590mm2 取翼缘宽度300mm ， 则翼缘厚度：b
t 11A ≥ =，取翼缘厚度为16mm 翼缘外伸宽度：2t b b w 1-==145mm
翼缘外伸宽厚比：145/16=<y
f 34513=14，满足局部稳定要求
局部稳定验算 翼缘局部稳定验算：y 11f 3451306.916145t b <===14 翼缘局部稳定满足要求 腹板局部稳定验算：y
w w y f 34515012581000t h f 34580<==< 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<2h 0=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
nx w x r W M =5870000
*05.11299000=mm2<215N/mm2 抗弯强度验算满足要求
抗剪强度验算
w
x max t I S V =τ=8*10*1510*45.16246
=120N/mm2<f v =125N/mm2 抗剪强度验算满足要求
整体稳定性验算
次梁可以作为主梁的侧向支撑，因此l 1=500cm ，l 1/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：
2.1
3.005.172.12
1212b =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=M M M M β I y =2**303/12=10800cm 4 A=2*24*30+120*1=264cm2 i y =264
10800= y λ=500/= 0b =η 25.2b =ϕ>，当b ϕ>时需要计算b ϕ’=213N/mm2<215N/mm2 整体稳定性验算满足要求
刚度验算
[V t ]/l=1/500，[V Q ]/l=1/500
集中荷载标准值：k t F =*5=
集中活荷载标准值：F kq =65*5=325KN/m EI F V T 2l *65025l ===4632
310
*10*02.1*10*2065000*10*325*65025<[V Q ]/l=1/500（满足） 翼缘与腹板的连接焊验算
w t x 4.11f f V S h I ≥=240
*10*10*02.1*4.11000*5120*1200*57.43846= h min f =m ax t =，取f h =10mm<max f h =*10=12mm
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=λ80，按b 类截面查附表得688.0=ϕ
则A f ϕN ≥=003100.010
*215*675.010*45063=m2 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
2*145*8*240260*6*12123x +=
I =710*95.8mm 4 442y mm 10*68.72*240*8*121==
I mm 45.128i x x ==A I ，mm 5.64i y y ==A
I 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m 5.4l l ey ex ==
150][03.3545
.1284500i l x 0x x 0=<===λλ ，150][76.695.644500iy l 0y y 0=<===λλ 柱刚度满足要求。

因为对x 轴y 轴，ϕ值均属于b 类截面 ， 所以oy min ϕϕ==
)8.01(X x x x nx x NE N W M N
-+γβϕ=mm2<f=215N/mm2
满足要求。

局部稳定性验算
翼缘宽厚比验算：b/t=260/6=<()81f 3455.025y =+≤λ（（,满足要求
翼缘的局部稳定：()()y
t f 3451.0105.1482/8240t b λ+≤=-==24，满足要求 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：。