土木类专业钢结构课程设计例题工作平台梁格体系设计设计

土木类专业《钢结构》课程设计例题

工作平台梁格体系设计

一、设计资料

1 .结构型式

一工作平台尺寸为15m x 12m，次梁跨度为6米，次梁间距2.5米，预制钢筋混凝土铺板焊于次梁上翼缘•平台永久荷载(不包括次梁自重)为8.5KN /m2,荷载分项系数为1.2 ,

活荷载为20KN/m2,荷载分项系数为1.4 .主梁跨度为15米。(若考虑次梁叠接在主梁上，

其支承长度a=15 cm^ 44MJ )。

2 .材料

钢材：Q235

焊条：E43，手工电焊，普通方法检查；

3 .规范

《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

二、设计内容

1•结构布置

要求拟出合理的结构布置方案，并扼要说明选型的理由与根据，按比例绘出结构布置简图。

(1) 梁格的型式

(2) 主梁型式

(3) 次梁型式及数目

(4) 梁格的连接形式

2•次梁设计

(1) 次梁的荷载和内力计算

(2) 次梁截面选择

(3) 次梁截面验算(包括强度、稳定，局部承压及刚度验算)

3•主梁设计

(1) 主梁的设计荷载和内力

(2) 主梁截面设计及验算

(3) 主梁截面改变及验算

(4) 主梁翼缘焊缝设计

(5) 腹板加劲肋设计

二、《钢结构》课程设计计算

(一)结构布置

—6

(二)次梁设计:

设计数据：/门価"

1次梁的荷载及内力

均布荷载设计值：

沪(12x8芍十14x 2^x25= 955KNfm

最大弯矩：

M x =-,gi" =-x95_5x6" = 42975K7VJK

2、初选截面

105x215

选用I 50 b,

氏二1 舛2Jem[右=48556OH47J =139J5cm\r = 14IWB

g x- JWJliy/m=]60mm,t =2(bnm

3、强度验算：

(1)正应力验算：

次梁自重弯矩:

(2)剪应力验算:

支座剪力:

160-14-1M

2x20

=3J <137235/235

人二］05

M^M X__(429 75 +5 9)x10*

7^~ L05X1M22XM)1=ITiANimn2

(3)

次梁承受均布荷载作用， 其上翼缘没有局部集中荷载作用，

可不验算局部压应力,

但考虑次梁叠接在主梁上，应验算支座处腹板局部压应力。

支座反力：出-2904

财严LU

设支承长度：

支承面至腹板边缘的垂直距离：

毎二 F

+* 二 14+20 二刘伽

T r = a^5h r =15 + 5x34=32on

局部承压强度：

承 L0x232_6xl0fi c = ----- = --------------------

匕 14x320

4 、整体稳定性验算：

由于次梁受压翼缘与刚性面板焊接

(钢筋混凝土铺板焊于上翼缘)

，能保证其整体稳定

性，按规范要求，可不验算整体稳定性。

5、 局部稳定性：

由于次梁采用型钢梁，可不验算其局部稳定性。

6、 刚度验算：

刚度验算按正常使用极限状态进行验算，采用荷载的标准组合：

^(8J5+20)x25 + 10931= T23^KNfm 二7234趴mm V = 2空=

Ax

4 "2

切

C 丄 “*

3M £f a 384 X06X 105X 35278X 10+

400

VS 29044X101 xll46«xl03 ~li^~ 485%jcltt*xl4

= nwf < 尤=125 昭鬲

=64-&AT/ mm 2

(1 )、主梁荷载及内力：

由次梁传来的集中荷载：P=^ = "2恥一44 = 46^KN 假设主梁自重为，加劲肋等的附加重量构造系数为

1.1，荷载分项系数为1.2，

则自重荷载的设计值为1 ^xl-lx3 = 3_96X?//ffi 。

跨中最大弯矩：

= -x468_2x7J5-4fi5J2<5 + 2-5)+| 2 *

支座最大剪力:

(2)、截面设计及验算：

1、截面选择：

考虑主梁跨度较大，翼缘板厚度在

16〜40mm 范围内选用，『皿N “卅,

需要的净截面抵抗矩为:

(三)主梁设计

F/t

g x3_96xl5 =5344_S75XWJf

非才 i&nQCi

>

=5344_875.10^=2483h7M

1.05 x 205

由公式（524 ）计算梁的经济高度为：

耳=叫庐7-30 = 7x?/2®31-30 = 174ow

因此取梁腹板高

由公式（5.2.6

却=175 on

计算腹板抗剪所需的厚度:

、口乙lJ.xll

t., >---------- = ----------------------- = v-omm

' ”1750x120

由公式（5.2.7 ）得:

取腹板厚为：. 叫⑷，腹板采用—1750 X 14的钢板。

需要的净截面惯性矩:

腹板惯性矩为:

=G23260.42OK4所需翼缘板的面积:

2(2172712 - 625260-42)

175^

取b = 500mm t = 22mm梁高= 22 + 22+1750 —1794mm o

占在kt-方气勺册…柄之间