重庆交通大学钢结构课程设计-平台梁

1、 钢结构课程设计报告题 目 某工厂钢结构平台 学 院 *学院 专 业 *工程 学生姓名 学 号 指导教师 张老师 二一三年六月一、设计资料某工厂车间钢结构平台，平面尺寸为88m（次梁间距2m），结构布置为普通梁格，次梁支于主梁上，主次梁等高连接。主次梁采用Q345钢，焊接采用E50焊条。平台板结构恒载标准值为3.5kN/m2，活荷载标准值为33kN/m2。二、结构布置三、平台梁次梁设计 设计数据： f=310N/mm2 , fv=180N/mm2 1.次梁的荷载及内力次梁的荷载设计值： g=1.23.5+1.4332=100.8KN/m最大弯矩： Mx=18gl2=18100.842=200.

2、16KNm初选截面承受跨中最大弯矩所需的截面抵抗力矩： Wx=Mxrxf=200.161.05310=614.93103cm3选用I40C， Wx=1192cm3, Ix=23847cm4 , A=102cm2 , Sx=712cm3 , r=12.5mmg1=0.801KNm , tw=14.5cm , b= 146mm , t=16.55mm2.正应力验算次梁自重弯矩: M1=181.20.80142=1.92KNm b-tw-2r2t=146-14.5-212.5216.5=3.2313235345 =Mx+M1rxWx=200.16+1.921061.051192103=161.5Nm

3、m2fv=180Nmm23.剪力验算支座剪力： V=12100.8+1.20.8014=203.52KN =VSItw=203.527121062384710414.5=41.9mm2fv=180Nmm2抗剪强度满足要求。4. 局部压应力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，但考虑西凉叠接在主梁上，应验算支座处腹板局部压应力。支座反力： F=R=203.52KN , =1.0（集中荷载增大系数）.设支承长度：a=15cm支乘面至腹板边缘的垂直距离： hy=r+t=12.5+16.5=29mm Iz=a+5hy=15+52.9=29.5cm局部承受压强: =Ft

4、wIz=1.0203.5210314.5295=47.6Nmm20.6则： b1=1.07-0.282b=0.771 Mmaxb1Wx=200.16+1.921060.771192103=220.2Nmm2f=310Nmm26.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. qk=3.5+332+0.801=73.80Nmm2 v=5384qkl4EIx=538473.801400042.0610523847104=5mml400=10mm所以刚度满足要求.四、主梁设计（一）主梁荷载及内力 由次梁传来的集中荷载：p=2v=2203.52=407.04KN 假设主梁的自重为3K

5、Nm，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 1.21.13=3.96KN/M 跨中最大弯矩： Mx=32p4-p2+18ql2=4p+18ql2 =4407.04+183.9682 =1659.84KN 支座最大剪力 V =32+12ql2=32407.04+0.53,968=626.40KN（二）截面设计及验算1.截面选择 考虑主梁跨度较大，翼缘板边厚度在1635mm范围内选用， f=295Nmm2 , fv=170Nmm2 需要的净截面抵抗力矩： Wnx=Mxrxf=1659.841061.05295103=5358.64cm3 计算梁的经济高度：

6、 he=73Wnx-30=735358.64-30=92.49cm h0=92cm 计算腹板抗剪所需的厚度： tw1.2Vmaxhwhv=1.2626.4103920170=4.8mm 由经验公式： tw=h03.5=9203.5=8.67mm 取腹板厚度为tw=14mm ，腹板采用 - 95014的钢板余姚的净截面惯性矩.腹板惯性矩： Inx=Wnxh02=5358.64922=246497.44cm4 Iw=112twh03=1121.4923=90846.93cm4 所需翼缘板的面积： bt=2Inx-Iwh02=2246497.44-90846.93922=36.78cm2=3678m

7、m2 取b=300mm,t=22mm,深高h=964mm , b在h3h5= 321193mm之间，满足要求. 受压翼缘自由外伸宽度与厚度之比： 300-14222=6.53 满足受压翼缘局部稳定性要求。 2.梁截面特性计算 Ix=123096.43-92328.6=383730.30cm3 Wx=Ixh2=383730.396.42=7961.20cm3 A =2302.2+1.492=260.8cm2 3.截面验算受弯强度验算 梁自重： g=1.1AV=1.1260.810-41.27.8510=2.7KNm 最大弯矩： Mx=4P+18gl2=44407.04+182.782=1686.

8、48KNm 支座最大剪力： V=32P+12gl=32407.04+122.78=621.36KN 最大应力： =MxrxWx=1686.481061.057961.2103=201.75Nmm20.6 ，计算b1 b1=1.07-0.282b=1.07-0.2822.1=0.941 （三）主梁截面改变及验算 截面改变： 为节约钢材，在距支座 L6 =1.3m 处开始改变翼缘的宽度，所需要翼缘的宽度有截面改变处的抗拉强度确定，截面改变处的弯矩和剪力为： M1=321.3-12gl2=32407.041.3-122.71.32=791.4KNm V1=32P-gl=32407.04-2.71.3

9、=607.05KN W1=M1rxf=791.41031.05295=2554.96cm3 A1=2Ix-Iwh02=W1h0-16twh0=2554.9692-16921.4=6.3cm2由b1t=A, b1=6.32.2=2.9cm ，取改变后的翼缘宽度为4cm.截面改变处的折算应力验算： I1=1121.4923+23.52.2(922+1.1)2=125010.45cm4 S1=3.52.2922+1.1=362.67cm3 1=M1I1h02=791.4106125010.451049202=291.2Nmm2 1=V1S1I1tw=607.05103362.67106125010.

10、4514104=12.6Nmm2 z=12+12=291.22+12.62=291.5Nmm21.1f=324.5Nmm2 满足要求.（四）主梁翼缘焊缝设计 支座最大剪力： Vmax=32P=32407.04=610.56KN 则需要的焊缝厚度： hf11.4f fwVmaxS1I1=11.4200610.56362.67106125010.45104=0.6mm 按构造要求： hf1.522=7.03 , 选取翼缘焊缝的焊角尺寸 hf=8mm .（五）腹板加劲肋设计 h0tw=92014=65.780235fy=66.02 ,对有局部应力（c0），应按构造配横向加劲肋.由于横向加劲肋应满足0

11、.5h02h0 , 为0.46mm1.84mm ,则支座处间距为1.5m，中间处a=1.0m , 将半跨分为3区段，分别见雁南每个区段的局部稳定性.加劲肋的设计在腹板两侧成对配置加劲肋，加劲肋的截面外伸宽度： bsh030+40=92030+40=70.7mm取 bs=80mm ，加劲肋的厚度: ts=bs15=8015=5.3mm ,取 ts=8mm .区段 区段左边截面内力： M=0 , Vmax=610.56KN区段右边截面内力: M1=1.5V-12ql2=1.5610.56-122.71.52=912.8KNm V1=610.56-2.71.5=606.5KN区段截面平均内力： M

12、p=912.82=456.4KN Vp=610.56+606.52=608.5KN腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力： 1=M p1I1y1=456.4106125010.451049202=167.9Nmm2 1=VpSItw=608.5362.671061125010.4510414=12.61Nmm2临界应力计算cr的计算： b=2hctw153fy235=921531.4345235=0.521.0 s=h0tw415.34+4(h0/a)2fy235 =921.4415.34+4(92/150)2345/235=0.740.8 cr=fv=170Nmm2腹板局部稳定验算(

13、1cr)2+(1cr)2=167.92952+12.611702=0.331满足要求.区段区段左边截面内力： M1=912.8KNm , V1=606.5KN区段右边截面内力： M2=610.562.5-407.040.5-122.72.52=1314KNm V2=610.56-2.52.7-407.04=196.8KN截面平均内力： Mp=12912.8+1314=1113.4KNm Vp=12606.5+196.8=401.65KN 又 S1=352.2922+1.1=3627cm3腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力： 2=Mpy1I1=1113.4106383730.3104

14、9202=133.4Nmm2 2=VpS1I1tw=401.651033627103383730.310414=27.12Nmm2临界应力的计算cr的计算: b =2hctw153fy235=9214153345235=0.521.0 s=h0tw415.34+4(h0/a)2fy235 =921.4415.34+4(92/100)2345235=0.650.8 cr=fv=170Nmm2 腹板局部稳定性验算： (2cr)2+(2cr)2=133.42952+27.121702=0.231区段满足要求.区段区段左边截面内力： M1=1314KNm , V1=196.8KN区段右边截面内力： M2=610.563.5-407.041.5-122.73.52=1509.9KNm V2=610.56-3.52.7-407.04=194.07KN截面平均内力： Mp=121314+1509.9=1411.95KNm Vp=12196.8+194.07=195.44KN 又 S1=3627cm3腹板计算高度边缘处由平均 弯矩和剪力所引起的应力： 3=Mpy1I1=1411.95106383730.31049202=16