钢结构平台课程设计

1 目录目录 一 设计资料 2 2 二 次梁内力计算 2 2 a 跨中截面选择 3 3 B 截面验算 3 1 抗弯刚度 3 3 2 抗剪刚度 3 3 3 截面验算 4 4 4 刚度验算 4 4 三 主梁内力计算 4 4 A 跨中截面计算 4 4 1 梁高选取 4 4 2 腹板高度选取 5 5 3 翼缘尺寸 5 5 B 截面验算 5 5 1 抗弯强度验算 6 6 2 抗剪强度验算 6 6 3 整体稳定验算 6 6 4 刚度验算 6 6 四 主梁腹板加劲肋设计 7 7 A 加劲肋的布置 7 7 B 各区格板的局部稳定性计算 7 7 五 平台柱的设计 9 9 1 平台柱的受力 9 9 2 柱子截面尺寸的确定 9 9 3 验算支柱的整体稳定性和刚度 10 10 2 武汉某车间钢结构工作平台设计计算书武汉某车间钢结构工作平台设计计算书 一 设计资料一 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 4 5KN m2 活荷载为 13KN m2 结构布置图如下 二 结构内力计算二 结构内力计算 一 一 次梁内力计算 次梁内力计算 次梁承受的线荷载标准值为 4 5 13 2 5 43 75 KN m k q 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 m2 因此取 1 3 1 2 Q G 故次梁承受的线荷载设计值为 1 2 4 5 2 5 1 3 13 2 5 55 75KN m q 最大弯矩设计值为 55 75 52 174 22 max M 2 8 1 ql 8 1 mKN 支座处的最大剪力设计值为 KN ql V375 139 2 575 55 2 max 3 设计要求采用焊接钢梁 则净截面模量为 810325 6mm3 x W f M x max 2151 1022 174 6 A 跨中截面选择跨中截面选择 查附表 1 选用 I36a 单位长度的质量为 59 9kg m 梁的自重为mN02 5878 9 9 59 mmt cmsIcmwcmI w xxx 10 7 30 1090 15760 34 B 截面验算 截面验算 梁自重产生的弯矩为 mNM g 33 220152 102 587 8 1 2 则总弯矩 mNM x 33 17642133 2201174220 1 抗弯强度 满足 22 33 6 max 215 62 201 108751 1033 176421 mmNfmmN mmW M xx 2 抗剪强度 mKNq 454 562 102 5871075 55 3 次梁的最大剪力设计值为 N ql V1411355454 56 2 1 2 max 截面的最大剪应力为 满足 22max 125 97 45 10307 141135 mmNfmmN tI SV V wx 4 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 250 l vT 300 l vQ 全部荷载标准值 mKNqkT 337 44587 075 43 满足 250 1 451 1 101576010206 5000337 44 384 5 384 5 43 33 l v IE lq l v T x kTT 二 二 主梁内力计算 主梁内力计算 A 跨中截面选择 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 KNlqF kk 7 2215337 44 设计值 KNqlF 3 2825454 566 主梁的支座反力 不含自重 KNFR45 423 3 2835 15 1 最大剪力设计值 不含自重 最大弯矩设计值 不含自重 KN F RV 3 182 2 3 282 45 423 2 max 75 70525 1 3 28275 33 282 max MmKN 需要的净截面模量为 5 33 6 cm558 32823282558 2151 1075 705 mm f M W x x x 1 梁高 梁的最小高度 根据表 5 3 主梁容许挠度 按 Q235 钢查表 400 1 lvT 5 10 得 cm l h80 15 1200 15 min 梁的经济高度 cmWh xe 7430558 32827307 3 3 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 cmhw80 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 fh v t vw w 35 6 125800 1045 4235 15 1 3 取 mm h t w 13 8 11 80 11 w mmtw8 3 翼缘尺寸 2 5 3036 6 8008 800 3282558 6 mm ht h W bt ww w x 试选翼缘板宽度为 260mm 则所需板厚为 选用mmt68 11 260 5 3036 mmt14 截面尺寸如右图所示 梁翼缘外伸长度mmb1262 8260 1 翼缘外伸宽度与其厚度之比 13 235139 14 126 y f 6 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 截面验算截面验算 截面面积 2 cm 8 1368 0804 1262 A 3 42 3 34 3737 4 41 8 154725 8 154725 2 4 180 264 12 12 808 0 cmW cmI x x 梁的自重 mN 9 12628 92 11078501008 136g 6 k 式中 1 2 为考虑加劲肋等的重力而采用的构造系数 78 50KN m3为钢的重度 自重产生的弯矩 mKNmNM g 66 10 6 10655122 1 9 1262 8 1 2 式中 1 2 为分项系数 mKNM 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 满足 3 6 1034 37371 1041 716 xx x W M 22 215 69 191mmNfmmN 2 抗剪强度 NV28798375 3 2 1 9 1262282300 max 担 假定剪力由腹板均匀承 125 45 8800 287983 22 1 max max mmNfmmN S V v 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 小于需 300 1 cml 6 926 250 1 bl 计算整体稳定性的最大 故不需验算端部截面梁段的整体稳定性 16 1 bl 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 7 400 lvT 500 lvQ 全部荷载标准值产生的弯矩 mKNMkT 37 5455 72629 1 8 1 25 17 22175 3 7 221 2 活荷载标准值产生的弯矩 mKNMkQ 406 25 1 75 3 5 25 213 400 1 778 1 108 1547251006 2 10 105 710546 10 36 36 满足 l v IE lM l v T x kTT 500 1 641 1 37 545 406 477 1 满足 l v l v QQ 三 主梁腹板加劲肋设计三 主梁腹板加劲肋设计 A 加劲肋布置 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 13235139 14 2 8260 1 y f t b 150 235 235 150 235 150100 8 800 yw w ft h 80 235 235 80 235 80 y f 故仅需配置横向加劲肋 取加劲肋等间距布置 cmhcma w 1602150 且不大于 200805 25 2 0 mmh 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 8 B 各区格腹板的局部稳定计算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 mKNM 56 21575 051548 1 2 1 75 0988 287 2 mKNM 14 64425 2 51548 1 2 1 25 2988 287 2 mKNM 42 71625 1 3 28275 3 51548 11 2 1 75 3 988 287 2 III 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 6 0I I 70 56 10 8 1547252 8141056 215 2 mmN I hM x 2 4 6 0II II 43 169 10 8 1547252 8141014 644 2 mmN I hM x 2 4 6 0III III 44 188 10 8 1547252 8141042 716 2 mmN I hM x 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 0 235 235 177 8 800 235177 y wc b f th 故 2 215mmNf cr 4 各区格的平均剪力 按各区格中央剪力 KNV85 28675 0 51548 1983 287 9 KNV57 28025 2 51548 1983 287 099 16375 3 51548 11983 287 V 5 各区格平均剪力产生的腹板平均剪应力 0 84 43 8800 1057 280 82 44 8800 1085 286 2 3 2 3 ww ww ww th V mmN th V mmN th V 6 各区格的临界剪应力 用于抗剪计算的腹板通用高厚比 故0 15 1 1000 1500 h a 235 235 2000 800434 5 41 8 800 235 434 5 41 22 y w ww s f ah th 997 0 2 18 0 s 2 44 110 8 0 59 0 1mmNfv scr 7 各区格的局部稳定计算 满足 区格1234 0 44 110 82 44 215 70 56 I 22 22 crcr 满足 区格1779 0 44 110 84 43 215 43 169 II 22 22 crcr 满足 区格1768 0 0 215 44 188 III 2 2 III 2 III crcr 四 平台柱的设计四 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 NN858236 141135287983 2 如图所示 10 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 80 按 b 型截面查轴心受压稳 定系数 平台柱所需要的截面面积 555 0 4 7192 215555 0 858236 f N A 需要的回转半径 5 2 80 200