【钢结构课程设计】某加工车间钢结构操作平台设计

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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 l0
(4500 280) 2 (9000 200) 2 mm 9760 mm ，受压支撑
的允许长细比[ ]=200， 要求回转半径 i ≥ l 0 /[ ] 9760 / 200 48.8mm, 选用 2L125×8 （节点 板厚度 8mm， i y 54.1mm , y 为对称轴） 。
第一章 设计题目
某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 27m，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∕m ，详见下表，准永久值系数 q=0.8。
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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 E43 型；粗制螺栓采用 Q235 钢材。 设计对象为厂房内的钢操作平台，钢平台楼面做法：
5.平台做法
（1）采用花纹钢板或防滑钢板。
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 E43 x x 型，粗制螺栓采用 Q235 钢材。 设计对象为厂房内的钢操作平台，钢平台楼面做法：
（5）平台做法
1)采用花纹钢板或防滑带肋钢板。 2）钢筋混凝土预制板。
1.3 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） （安排 1.5 周时做） 。 6）次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚（安排 1.5 周时做）设计。 7）平台楼梯和栏杆的选择与设计（安排 1.5 周时做） 。 8）钢平台的设计施工图（含材料表） 。
钢平台设计任务书
1.1 设计题目
某加工车间钢结构操作平台设计
1.2 设计条件
（1）某加工车间，厂房跨度 27m，长度 96m。室内钢结构操作平台建筑标高为 4.500m，柱 网布局如图 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1
柱网布置图
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（2）柱网 6.0mx4.5m；可变载荷标准值为 2.0kN/m ，准永久值系数 q 0.8 。 （3）连接方式 平台板与梁采用焊接（角焊缝） ；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁与
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（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 2.楼板设计 3.次梁设计 4.主梁设计 5.钢柱设计 (支撑布置及选型，在计算书上应绘制支撑布置图)。 (包括楼板和加劲肋的设计或者楼板配置及合理布置)。 （采用型钢） 。 (采用焊接组合梁)。 （采用焊接组合柱或型钢柱） 。
3.内力计算
（1）荷载计算 6mm 厚花纹钢板：
78.5 0.006 0.47k N / m 2 g k 0.47kN / m 2
平台板永久荷载标准值：
4
平台板可变荷载标准值： 平台板的荷载基本组合值：
Biblioteka Baidu
q k 2 .0 k N / m 2
P Gg k Qq k （1.2 0.47 1.3 2.0）kN / m 2 3.164k N / m 2
1.4 成果要求
1）进度安排（1 周/1.5 周） ，其中 布置设计任务及结构布置 设计计算及整理计算书 绘制施工图 0.5 天 2.5 天/5.0 天 2.0 天
2）计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔抄写清楚。 3）每人绘制 1 号施工图一张，采用白光纸、铅笔线条完成。要求图面质量符合工程制图标 注要求，线条粗细均匀、有层次，图面表达清楚、整洁。 4）完成设计计算书 1 份。 计算书必须条理清楚、整洁，并附有必要的简图（比例自定） ，最后装订成册。 5）在完成上述设计任务后方可参加课程设计答辩。
第五章 铺板设计
1. 初选铺板截面
在铺板的短跨方向设置 4 道加劲肋，间距 l1 900mm 。 平板厚度 t l1 150 ~ l1 120 6 ~ 7.5mm，取t 6mm 。
2. 计算简图
因铺板区格长边之比 b a 1.5 0.9 1.7 2.0 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。
（5-4）
注： 根据 b/a=1.7，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 0.0934；E 2.06 10 kN m / m
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4.截面设计
（1）强度计算 铺板的强度计算
M max 6 M max W t 2 6 0.23 103 N / mm 2 31.94 N / mm 2 f 215 N / mm 2 2 1 .2 6
（2）挠度计算
（满足要求）
（5-5）
f max 3.40 1 1 （满足要求） a 900 265 150 5.加劲肋设计
（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。
（5-6）
（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
安全地均布荷载考虑，即取加劲肋的负荷宽度 900mm。 永久荷载标准值： 平台板传来永久荷载 加劲肋自重
0.47 0.9k N / m 0.42k N / m
（5-7）
78.5 0.08 0.006 kN / m 0.03768kM / m g k 0.42 0.03768 0.46k N / m
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 6.0m×4.5m；主梁沿纵向布置，跨度为 6m，间距为 4.5m； 次梁沿横向布置，跨度为 4.5m，间距为 1.5m；单块铺板的平面尺寸为 1.5m×4.5m。平台结构平 面布置如图 4-1 所示。
摘要
本文主要进行某加工车间钢结构操作平台设计，系统完备得解析了钢平台的设 计方法和步骤。本文主要完成钢平台结构布置、内力计算、内力组合、各构件（主 梁、次梁、加劲肋等）的强度、稳定性计算，梁柱节点和柱脚设计，对结构设计能 够有一个初步的认识。 关键词：钢结构、主梁、次梁、稳定性
目录
第一章 设计题目............................................................................................................................... 1 第二章 设计条件............................................................................................................................... 1 第三章 设计内容............................................................................................................................... 2 第四章 结构布置............................................................................................................................... 2 第五章 铺板设计............................................................................................................................... 4 第六章 次梁设计............................................................................................................................... 8 第七章 主梁设计............................................................................................................................. 10 第八章 次梁与主梁的连接节点.................................................................................................... 15 第九章 钢柱设计............................................................................................................................. 18 第十章 主梁与柱的连接节点.........................................................................................................20 第十一章 柱脚设计......................................................................................................................... 21 参考文献........................................................................................................................................... 23
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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。
平台板的荷载标准组合值：
（5-1）
Pk g k q k （0.47 2.0）kN / m 2 2.47k N / m 2
（2）内力计算 平台板单位宽度最大弯矩：
（5-2）
M max pa 2 0.0908 3.164 0.9 2 kN / m 0.23kN/m
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
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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）
图 5- 1 加劲肋计算简图
（c）
（2）荷载计算
铺板为四边支承板，较精确地计算可加定荷载按梯形分布，为简化计算，可
（5-3）
注：根据 b/a=1.7，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=0.0908。 平台板的最大挠度：
f max
pk a4 2.47 10 -3 900 4 0 . 0 934 mm 3.40mm Et 3 2.06 10 5 6 3