平台钢结构计算书

钢平台课程设计计算书一、结构布置1、梁格布置：按柱网尺寸布置。匮1•平面布置困L=9.0m，D=5.4m，a=b=0.9m。2、 连接方案：主梁与柱、次梁与主梁之间均采用高强度螺栓铰接连接，定位螺栓采用粗制；次梁与主梁的上翼缘平齐；平台板与梁采用焊接。3、 支撑布置：根据允许长细比，按构造要求选择角钢型号。二、平台钢铺板设计1、尺寸确定根据平台荷载、构造要求及平面布置情况，平台铺板的厚度取为6mm。平台铺板采用有肋铺板，板格面积取为0.9mX5.4m，即相邻两次梁中心间距为0.9m,加劲肋中心间距为0.9m，此处加劲肋间距参考铺板厚度的100〜150倍取值。加劲肋采用扁钢，其高度一般为跨度的1/15~1/12，且不小于高度的1/15及5mm，故取扁钢肋板高度60mm，厚度6mm。2、铺板验算验算内容包括铺板强度和铺板刚度。（1） 荷载效应计算铺板承受的荷载包括铺板自重和板面活荷载，计算如下：铺板自重标准值：&=7850x9.8h6x1尸_o462jbVTfe--铺板承受标准荷载：4=8+0.452=&我由t铺板承受的荷载设计值：0二L2x462+L4x8二11.7541研/静铺板跨度b=900mm,加劲肋间距a=900mm，b/a=1<2，因此，应按四边简支平板计算铺板最大弯矩。查表2-1得：虬，，二点—t）L0497x1L7544x上叩=0L47位"加（2） 铺板强度验算铺板截面的最大应力为:(T= =6/。.甘86w/爵<r=215满足要求。(3)铺板刚度验算查表2-1得:土-=0.04-?-?乂 : =配4w<[*>]兰——±±bw时 2.06x1俨XK)T 150(4)铺板加劲肋验算板肋自重标准值：p二7850x9.8x6xxW二0.028kN｝希加劲肋可按两端支撑在平台板次梁上的简支梁计算，其承受的线荷载为：恒荷载标准值：P、=0.462乂49+0.02*=0.4438邮柿活荷载标准值：p2=0.9x8=7,2kNItn加劲肋的跨中最大弯矩设计值为：.W=7|■尸=7|X(I.2X。一M：括+1.4X7.2>X0.9-=I.(］泓虻.拒加劲肋计算截面可按加劲肋和每侧铺板15t(t为铺板厚度)的宽度参与共同作用，计算截面如图3所示。计算截面面积:』=1乩XS卜EOX6=1440醐』=1140x10书静计算截面形心轴到铺板面的距离:-11.25叫180x6x3-F60x-11.25叫1UQ计算截面对形心轴x的截面惯性矩:牛贵+1如6血25一鄙+加— =，物工］『"加劲肋截面最大应力为:L，"时妇0■好。顼四=|"祁漏＜/=杰.E4.0527x1(),满足要求。加劲肋跨中最大挠度为:阮尸5x((K-1!：^4-7.xID"x(I.91 ,,朴『1乳口==二—l n r=°，7S»<[0]=-—-=(iov:iK4/:7± :妙1*2.Ofi乂ID"xk0^7«珅' 】汕满足刚度要求。三、次梁设计1、次梁计算简图：次梁按简支梁计算。图2次梁受力简图2、计算次梁荷载。恒荷载标准值：次梁承受恒荷载包括自重和加劲肋自重(暂时不考虑次梁自重)，将加劲肋则算成均布荷载。r=0.462x0.9+0.028=0.4438AA活荷载标准值：pl£=8x0.9=7.2kN栅则次梁最大弯矩设计值为：凯皿=|: (1.2k0.4138+1.4x7.2)k*卜="&料最大剪力为:r>nz=3"=jm1°'98x汉4=M土r>nz3、初选次梁截面：次梁采用普通轧制工字钢，根据组合内力初选截面。由抗弯条件得次梁所需的净截面抵抗矩:7V].05K215x商初步拟定次梁采用工字钢，型号为I20b,截面参数如下:』=39.玷斯,Ix=35O2t^,虬-250.W，-=17.]'、•?，tv一9.0蹴，自重31.05kg/m4、次梁内力计算：计算包含自重在内的次梁荷载。计算次梁自重的均布荷载:料二0.倒38+0.031x9.8=0.7476踞迅

ps=7.2kN/inq=I,2x/?]4-1.1x/j.r=I0.kNjn(

qk=[\十月=7.95蛾柿5、验算次梁截面：验算次梁荷载作用下的钢梁强度、挠度和整体稳定。(1)抗弯强度验算(2)剪应力验算——=J7.Z7Z〈广-\'汗二待苛

IT.KtkCiXI() '(3)支座处局部压应力支座反力为57.3kN。假定支撑长度a=15cm,由型钢表得：4=『+1—9+11.4=2(血史=打十2.叫=ISO■+2.5x2(1.4=Ml航E=蛙='气顶=3l.ti7Wiffl/</■'=Nlli.v/w£

"XENW ^因铺板密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固相连，能阻止受压翼缘的侧向位移，故不必验算整体稳定。(4)挠度验算因此，次梁能满足强度和刚度要求。四、主梁设计1、主梁计算简图：按简支梁计算。cILjLliFr11什'1h1rjjMl图3主梁受力简图2、主梁荷载计算。次梁传来的集中荷载:F=10.98x5.<1=59一MW最大弯矩MTIEK（不包括主梁自重），由表2-2查得孔=1.11叫心=1.11x59.3x9=S92.4AV由最大剪力（不包括主梁自重）：站5=9K59.3/2-跃6.&U#3、初选主梁截面：主梁采用焊接工字形截面。需要的截面抵抗矩:需要的截面抵抗矩:梁的最小高度h.riIrt根据表2-3的刚度要求，查得梁的经济高度:A=戒-部=7应7泓—30=取腹板高度:确定腹板厚度;>LZ*取腹板厚度翼缘所需面积:取上、下翼缘宽度b=400mm，厚度t=20mm，主梁截面见图4。图4主梁尺寸翼缘面积：40x2=80。妒>2珀妒截面特性：:修496。■1277"：妒5^2x40x41+0,5x1x40?=408(W4、计算主梁内力（包含主梁自重）。梁的截面面积：M=40x2x2+1x80=240瑚'梁单位长度的自重：

240x101x7850x9,8xIO™3=L85AV/的取自重的荷载分项系数为1.2,并考虑由于加劲肋等重量的构造系数1.2，梁自重的荷载设计值为:k2xL2.x1,85=2屈加/加梁支座最大剪力：-26().85+}x2.66x9-27S.8AA梁跨中最大弯矩:虬心=592M+：、2.66x9‘=619.MWI.囱5、主梁截面设计：内容包括强度、整体稳定、翼缘局部稳定、腹板局部稳定和腹板加劲肋设计以及挠度验算。619,3xLQ5x619,3xLQ5x77：17x1()K一7(L2N，瞄U<f-205街赢满足要求。（2） 翼缘局部稳定-=40-1=9.75<I3J235/235=13I.2x2受压翼缘的局部稳定能够保证。（3） 整体稳定验算次梁为主梁的侧向支撑，故主梁的受压翼缘的自由长度〈=9。0砌400

而400

而-2.25<Hi因此，梁的整体稳定性有保证。宫*苦：^5牌疆…-⑵叫"（4）挠度验算集中荷载标准值:因此，梁的整体稳定性有保证。宫*苦：^5牌疆…-⑵叫"（4）挠度验算集中荷载标准值:尸=L95X6一4=42.9%*用q=L2xl.S5=2,22血V/a?由表2-2查得9〃 384®9〃 384®jT .I+吨没芸:忠+吨没芸:忠硕心…心・加（5）腹板局部稳定和腹板加劲肋设计（5）腹板局部稳定和腹板加劲肋设计腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋。由于主梁之上布置有次梁，次梁间距为0.9m，按构造要求次梁下面必须对主梁腹板布置支承加劲肋。横向加劲肋截面:，取=100姗匚=&愀，取支座加劲肋验算:梁的支座采用突缘支座形式，支承加筋类采用200砌X16础；，计算支承加劲肋在腹板平面外的稳定性。有效面积如图5所示。图5加劲肋布置

支座加劲肋受的力A-L6乂2。十18xI二□0o7S/=2x1.6/ |—x18x1'=1068$/12 12=V1068/50=4.62例=160/4,62=34,63查附录E-9得中=0.866N!(pA- =^4.4巾/砌’<.215A/turn2'v0,866x5000支座加劲端部刨平顶紧。其端面承压应力为:278.8278.8x10'

16^200=御、7处"聊耍＜2lb混质支座加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊缝的焊脚尺寸为:J支座加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊缝的焊脚尺寸为:Jl 27"x10:： 」r.hf> L56mJ0.7x2x800x160其他加劲肋均米用2-100X12，不必验算。其他加劲肋均米用2-100X12，不必验算。图6 主梁施工图五、平台柱设计设计平台柱为轴心受压平台实腹柱，柱截面采用焊接组合工字形，翼缘钢板为火焰切割边，钢材采用Q235，柱的长度为鼠点=6m

，考虑侧向支承1.柱顶荷载计算:主梁传来总荷载设计值P=2X278.8=557.6fc/V计算简图如下:2.截面选择:假定长细比,由附录查得=0.804=0.804需要的截面面积:557.6X10d =2237.2mmipf0.804X310需要的回转半径:需要的截面宽度和高度，由附录查得后计算如下选用的截面尺寸:翼缘板为2-250X10腹板为1-250X8翼缘与腹板的焊缝按构造要求取h截面几何特性参数:截面面积:惯性矩:A=250X10X2A=Z50X10X2+250X8=7000mm2+250X8=7000mm28X250^/12+[250X10^/12+250X10X1302]X28X2503/12+[250X103/12+250X10X1302]X2=250X83/12+2X10X250712=26052333mm4回转半径:94958333 =116.5mm700026052333 =61mm7000长细比:3.截面验算整体稳定：由，查附录得，则媳=51.5L=5L5<p=0.795叩=0.795INa=—=<pA557.6X1030.795X7000=100.2N/mm2<f=局部稳定:翼缘:=12.1<(io-o.ii)=(ia+o.ixsi.s)=15.15腹板:刚度验算:因截面无削弱，不必验算强度。按构造要求配置横向加劲肋，横向加劲肋宜用宽度为:hn 250如丑q+40=——+40=

30 30厚度t.>*=3.22mm&>芸=3.22mm，其间距3ft0=750mm3hQ=750mm，米用加劲肋宽度b3=90m?n如=90mm，厚度L=10mmL=10mm，间距为70cm。 -六、节点设计1、主梁与次梁的连接节点连接设计：试采用下图的连接形式。次梁与主梁腹板采用10.9级高强度螺栓摩擦型连接，螺栓规格M16。螺栓排列时，离肢背距离按最小容许距离确定以减小偏心影响，螺栓边距40mm，中心距60mm，孔径为17.5mm。*Fl.)图7主次梁连接节点梁端净截面复核设梁端仅腹板参与工作，腹板参与工作高度偏安全的假定为150mm，螺栓开孔处内力为财-5了.3x0.043-2.5用曲?腹板参与工作部分的截面特性:A-IM)x16-2x17.5x16=1840mwlbO:'X1.612-2X17；5XL6X3O'2 2W= 二hhh出kz/" 60剪应力按平均应力计算，弯曲应力仍按平截面假定计算：a=25引*=37.5N/箫<215#/砌』6660。r=1.5x'俨=46.7N赫<125AW

1840折算应力近似按以下方式计算：/口一i了I3x4瓦7’=机.？小/砌z<215间静在距梁端70mm处，弯矩还会有增加，但由计算可知强度有较大富余。螺栓连接计算梁端剪力引起的螺栓剪力：A；=S7,3.也=2&IkN梁端弯矩引起的螺栓剪力：A；=2.n/0.Ofi=41.67枷单个螺栓的抗剪承载力：M-(J.9x2xI).45x155=I2h.秘刎强度计算：「28.产+41.虾’=50.6^<I苏.做N2、主梁与柱的连接节点主梁梁端通过突缘式支座支承于柱顶板。左右两梁端板间用普通螺栓连接并在其间设填板。梁的下翼缘与柱顶板间用普通螺栓固定。顶板设计三角形加劲板。顶板厚度参照节点板厚度适当加厚。柱头的计算压力为N=557.6kN。设计采用Q235号钢，设计焊接工字型截面轴心受压的实腹柱的柱头。柱头加劲肋所需的面积为：A=N/fce=5S7.6X103/320=1742.5mm2柱头处的加劲肋选用b1=125mm，则肋厚为h=M邳=1742.5/(2X125)=砧7mm品=(涉J=1742.5/(2x125)=6.97mm，取=lOmm=lOmm，符合=125/10=12,5<IS=125/10=12.5<15的局部稳定的要求。此时柱端腹板也应换成知=知=的钢板。取加劲肋高度h=300mm。验算抗弯承载力：IMIx557.6xl5ax^『=而=-10X30C76=116,珈而履<f= 履顶板尺寸采用-300x300x14-300x300x14，盖住柱顶及加劲肋截面。每根加劲肋经端面承压传入N/2=278.8kN的力后，将通过和柱腹板相连的两个角焊缝把力传给腹板。取肋高h=300mm，则焊缝长度*=300—10=290mmlu,=300—10=290-mm，设焊缝的焊脚尺寸为好=10Trim好=10Trim，符合焊缝长度的构造要求，则焊缝面积和焊缝截面抵抗矩为：A=0.7为妃=0.7X10X290X2=4060mn?-Wt= 0.7^Zw2/6=2X0.7X10X2902/6=196233mm3验算焊缝强度得:11询。图8柱头构造将加劲肋视为悬臂梁，验算其强度。悬臂梁截面为10x30010x300，受剪力V=N/2=278.8kN及弯矩TOC\o"1-5"\h\z丽二V电二278.8X—=

ri nq xiM=V^=278.8X—=174254:^-mm

n na Xi\o"CurrentDocument"所=V兰=27耶X半=

4 2，从而：t=1.5X278.8x(ioEdq)=105.1N/mm2< =125N/mm2七、柱脚节点设计(