课程设计钢结构平台设计

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一.设计题目

某车间工作平台

二.设计目的

《钢结构设计原理课程设计》是土木工程专业学生在学习《钢结构设计原理》课程后一具重要的综合实践性教学环节，目的是培养学生对钢结构的设计和应用能力。经过基本的设计训练，要求学生重点掌握结构内力计算、构件和节点设计及绘制钢结构施工图等特意知识，从而加深对钢结构设计原理基本理论和设计知识的认识，提高对所学知识的综合运用能力。

三.设计资料

别思考水平向荷载。柱间支撑按构造设置。平台上三个有直径1m检修洞口，位置别限。平台顶面标高为6m,平台下净空至少4m,梁柱铰接连接。平台平面内别思考楼梯设置。

2.参考资料：

1）钢结构设计教材

2）钢结构设计规范

3）建造结构荷载规范

4）钢结构设计手册

四.设计内容

1.确定结构布置方案及结构布置形式

依题意并经综合比较，平台结构平面布置如图所示

2.平台铺板设计

1.某冶炼车间检修平台，平台使用钢材材质、平面尺寸为15*15、活荷载为2

3kN/m。

a)

c)

主梁

4m

主梁

次梁

次J

梁、

5x3.6=18

H=

(1)确定有关尺寸

铺板采纳有肋铺板，板格尺寸为1000mm<1500mm根据结构要求及荷载作用情况，取铺板厚6mm板肋尺寸为6mm<60mm

(2)验算铺板的承载力和钢度

①承载力验算计算铺板和钢肋的跨中最大弯矩

铺板自重标准值：q78509.861030.462kN/m2

板肋自重标准值：q78509.86601060.0277kN/m

板面活荷载标准值：3kN/m2计算铺板跨中最大弯矩，铺板按四边简支平板计算：

b/a1500/10001.52.0

查表得：10.0812

2

铺板面荷载设计值q1.20.4621.434.754kN/m

铺板单位宽度最大弯矩为Mx1qa30.08124.754130.XXXkN?m

因为ba,因此MxMy,这么MmaxMx

计算板肋的跨中最大

其中

2弯矩，可按两端只承在平台梁上的简支梁计算加劲肋承受的线荷载,

恒荷载标准值为:0.46210.02770.4897kN/m

活荷载标准值为:3kN/m

加劲肋的跨中最大弯矩为:12

8ql

1(1.20.48971.43)1.521.347kN?m

8

验算铺板和加劲肋的计算强度

铺板截面的最大应力为s6Mmax

t2h

6

62106

0.XXX64.33MPa2

215N/mm

加劲肋可思考铺板30倍厚度的宽度参与截面共同工作，计算截面如图截面

面积

3-2所示。

6

A(9026606)102

1440mm

截面形心轴到铺板的距离：y1806360636

11.25mm

1808606

0.01125m

截面对形心轴x的截面惯性矩：

632

lx18018068.258

12

加劲肋截面最大应力为曲860

12

25

24.754.052710mm474

4.052710m

铺板跨中最大挠度:

'4

qa

a30.0843

11

3

Eth2.0610

6

3.平台次梁设计

假设平台次梁与平台主梁铰接连接，平台次梁

CL1可看作是两端支承在平台主梁上的简支

梁，承受着平台铺板传来的均布荷载。平台次梁计算简图如图3-3所示。

恒荷载标准值：q=0.48971.5=0.73455kN/m

l16:A=26.1cm2,lx=1130cm4,Wx=141crn,Ix/Sx=13.8cm,自重20.5kg/m

能满脚其要求，所以选

I16为次梁截面。

(2)验算所选截面的承载力算

①抗弯承载力验算

思考自重后MnaR1.2(0.73455+0.0205

9.8)+1.44.5]52/8=29.98Kn.m

M1.3471030.01125sWx

4.0527107

37.39MPa

2

215N/mm

②铺板和加劲肋钢度验算铺板

查表得a0.0843普板面荷载标准值q0.4623

3.462kN/m2

Vmax

3.46210314

96.56mm

10

钢板容许挠度：V丨/150

1000/150

6.67mm

Vmax

V(满脚刚度要求)

加劲肋加劲肋跨中最大挠度

Vmax

5ql4384EIx

5(0.48973)103加劲肋容许挠度

Vmax

1.54

11

7

2.76mm

3842.061011

4.0527107

Vl/250

1500/2506mm

V(满脚刚度要求)

活荷载标准值：q=31.5=4.5kN/m

次梁跨中最大弯矩:

Mmax

1

-ql2(1.20.734551.44.5)52/822.44kN/m

8

(1)截面挑选

梁所需的截面反抗矩

Wx

3

Mmax

22.4410

433

厂1.04410m104.4cmf215

106

次梁采纳工字形型钢截面,由型钢规格查表得:

依照截面的最小高度和反抗矩选H型钢

作用在梁上的荷载为静力荷载，所以，截面最大应力

②抗剪承载力验算次梁最大剪力：

Vmaxql/21.2(0.734550.02059.8)1.44.55/218.56kN

截面最大剪应力:

(3)梁整体稳定验算

(4)梁的刚度验算抗弯强度计算

Vl/2505000/25020mm

VmaxV(满脚刚度要求)

4.平台主梁设计

假定平台主梁与平台柱铰接连接，平台主梁

ZL1

可看作是两端支承在平台柱上的简支梁，承受着平台次梁传来的荷载。恒荷载标准值：F(0.7345520.59.8

103)10354.677kN

活荷载标准值：F4.5522.5kN

主梁支座反力：

R

4F

4(1.24.677

1.42

2.5)74.23kN

2

2

(1)主梁跨中最大弯矩:

Mmax74.23337.11241.5167.022kN?mVmaxR74.23kN

主梁的截面反抗矩：

主梁截面最小高度：

hminl/15

7500/15

500mm

max

23.195max

Wx

1.051.4110

2

156.67N/mm

2

215N/mm

max

3

18.5610Ixtw

13.81026103

22.4N/mm2fv125N/mm2

梁的受压翼缘有带肋铺板与其坚固连接,

整体稳定能够满脚要求。所以别必验算梁的整体稳

Vmax

5qJ5(0.73450.02059.84.5)10354

384Elx

3842.061011

1130108

19mm

max

167.0221051.05215102

739.85cm3

ax

Smax

（2）梁截面验算

①截面承载力验算

A114.2,,,lx47800cm4,,,Wx1910cm3

梁自重标准值：q78509.80.01141.05920.85N/m

这个地方的系数1.05为思考加劲肋，焊缝等引起的自重增加思考梁自重后跨中最大弯矩和最大剪力分不为：

123

167.02920.851.27.510174.79kN?m

8

74.23103920.851.23.7578.37kN

弯曲正应力验算

Mx174.79106

xWx1.051910103

剪应力验算

Smax0.0160.20.2580.250.010.1251.14103m3

②整体稳定验算

次梁可作为主梁的侧向支撑，

所以把主梁侧向支撑点的距离

I1=1.8m,l2/b=1800/201=9<16

能满脚工字型截面简支梁别需要验算整体稳定的条件，整体稳定得以保证。③钢度验算

主梁在标准荷载作用力支座反力

V1.4007500/400

18.75mm

Vmax

V（满脚要求）

④局部稳定验算翼缘局部稳定验算

b1/t100/101013

87.16N/mm2

215N/mm（满脚要求）

max

5

783701.141047.810107

18..78N/mm2fv125N/mm2

跨中截面边缘折算应力

174.792501064

4780010

2

91.42N/mm2

4F

4

(1.24.6672

1.42

2.5)74.22kN

跨中最大弯矩:

Mmax

74.22327.1171.5

181.894kN?m

跨中最大挠度:

Vmax

Mkl2181.89410356.2510EIx

102.061011

47800108

10.4mm

ax

Smax

腹板局部稳定验算

h0/tw500/16

31.2580

5.平台柱设计

平台柱承受平台主梁传来的荷载，平台柱承受平台主梁采纳铰接。平台柱承受的轴心力的设

计值为N5Fql537.1124103

920.851.27.5193.85kN

(1)确定柱截面尺寸

由于作用支柱的压力非常小，假定柱的长细比100

按b类截面查轴心受压稳定系数

0.555

取柱按结构要求为HW175175

分量40.3kg/m,lx2900cm4,Iy984cm4,Wx331cm3,ix7.5cm,iy4.37cm

(2)验算平台柱截面的承载力、整体稳定和钢度

因柱截面没有削弱，若柱整体稳定能满脚要求，则柱的承载力也能满脚要求。所以，只需验算柱的整体稳定。

平台高6000mm两端铰接，平台内与平台外的计算长度均为

6000mm贝U

l0xl0y6000mm

平台柱自重标准值：

叫78509.80.00513461.22.84kN

这个地方的系数1.2为思考焊缝及柱头、柱足等引起的自重增加。柱承受的轴心力的设计值N

1。93851051.22.84103197258N

柱整体稳定能满脚要求。

6.平台柱柱足设计

平台柱承受的轴心力较小，

柱足采纳平板式铰接构造形式如图所示。

基础混凝土强度等级为

C20,抗压强设计值(1)柱承受的轴心力设计值

平台柱所需的截面面积A

1.93851056

0.55521510

322

1.6210m1620mm

其截面特征值：t1

7.5mm,t2

2

11mm,A51.43cm

6000/7580150

0yl0yiy6000/43.7

137.3

150柱的刚度能满脚要求。

按b类截面查得轴心受压稳定系数:

min

0y

0.408

于是有

N

min

197258

0.4085143

2

94N/mm

2

215N/mm

0x

N1.9385105

1.2

2.84103

197258N

底板需要面积

按构造要求取柱底板尺寸为

-200*200*20

即取的底板尺寸满脚要求

(2)焊缝计算

按构造要求取h=6mm

7.次梁与主梁的连接计算如图所示3-7所所示。

按构造要求取hf6mm&梁与柱的连接计算

(1)主梁与柱的连接连接如图3-8所示

其中的螺栓为构造要求，别必举行计算。

V1.2R1.20.5151kN90.6kN