某机床加工车间钢结构操作平台设计课设

第一章设计题目

某机床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24m，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ψq=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钢板。

（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9.0m×6.0m；主梁沿纵向布置，跨度为9m；次梁沿横向布置，跨度为6.0m。间距为1.5m；单块铺板的平面尺寸为1.5m×6.0m。平台结构平面布置如图4-1所示。

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。

图4-2 1—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mm mm l 9760)2009000()2804500(220=-+-=，受压支撑的允许长细比[λ]=200，要求回转半径i ≥,8.48200/9760]/[0mm l ==λ选用2L125×8（节点板厚度8mm ，mm i y 1.54=,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5道加劲肋，间距m m 1000l 1=。平板厚度

m m 8t m m 33.8~67.6120l ~150l t 11==≥，取。

2. 计算简图

因铺板区格长边之比0.25.10.15.1a b ≤== 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

8mm 厚花纹钢板： 2m /k 63.0008.05.78N =⨯ 平台板永久荷载标准值： 2k m /k 63.0g N = 平台板可变荷载标准值： 2k m /k 0.6q N = 平台板的荷载基本组合值：

22k k m /k 56.8m /k 0.63.163.02.1q g N N P Q G =⨯+⨯=+=）（γγ （5-1） 平台板的荷载标准组合值：

22k k k m /k 63.6m /k 0.663.0q g N N P =+=+=）（ （5-2）

（2）内力计算

平台板单位宽度最大弯矩：

m/m 0.69kN m /m k 0.156.8081.0pa 22max ⋅=⋅⨯⨯==N M α （5-3）

注：根据b/a=1.5，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=0.081。

平台板的最大挠度：

m m 28.5m m 8

1006.20.1106.63084.0Et f 3

54

-334max

=⨯⨯⨯⨯⨯==a q k β （5-4） 注： 根据b/a=1.5，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 /m k 1006.2084.05⋅⨯==N E ；β

4.截面设计

（1）强度计算 铺板的强度按式（4-5） 计算

（满足要求）

2

222

3

2

max

max mm /215f mm /91.53mm /82.11069.06t 6N N N M W M =<=⨯⨯⨯=

=γγ（5-5）

（2）挠度计算

（满足要求）150

11891100028.5a f <== （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，较精确地计算可嘉定荷载按梯形分布，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1000mm 。 永久荷载标准值：

平台板传来永久荷载 m N N /k 63.0m /k 0.163.0=⨯ （5-7） 加劲肋自重 m /k 03768.0m /k 006.008.05.78M N =⨯⨯ （5-8） m /k 67.0g k N =

可变荷载标准值： m /k 0.6m /k 0.10.6q k N N =⨯= （5-9） 荷载的基本组合值：