钢结构平台设计doc.docx

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钢结构平台设计doc

1.设计内容与设计参数

1.1设计内容

图1.1所示钢平台,其结构平面布置图如图1.2,按照任务要求,本人设计内容为边次梁LL-1、中间主梁L-2和中柱Z4,并设计主次梁螺栓连接。

图1.1钢平台

图1.2钢平台结构平面布置图

1.2设计参数

钢材Q235-B,焊条E43型,螺栓C级。

柱和次梁采用型钢,主梁采用焊接钢板梁,梁均按两端铰接设计,节点连接为螺栓连接,主、次梁计算跨度分别为9.6m和7.2m,次梁间距3m和3.3m,次梁上翼缘与楼板焊牢,柱按轴心受压构件设计,计算长度6m,楼面恒载与活荷载标准值分别为4.5和6kN/m2。

1.3次梁LL-1设计

1.4荷载汇集与计算简图

恒载标准值（楼面传来的恒载和次梁自重）

活载标准值（楼面传来的活载）

总荷载标准值

总荷载设计值

跨中弯矩与支座剪力设计值

计算简图及内力如图2.1

图2.1次梁计算简图与内力图

1.5梁截面选择

次梁挠度允许值查教材附表1.7为,由此,次梁所需截面惯性矩为

由强度控制所需梁截面抵抗距

选择型钢HN350×175×6×9,,另外I32a也合适,但用材多不做首选。

1.6截面复核

次梁截面无削弱,且所选截面的截面特性参数均大于所需,故挠度与正截面强度满足。

根据经验,该梁抗剪强度富余较多,验算省略。

次梁上无集中力,无需验算局部承压

次梁受压翼缘与楼板牢靠连接,不必验算整体稳定

次梁为型钢梁不必验算局部稳定

3.主梁L-2设计

2.

3.

3.1荷载汇集与计算简图

均布恒载标准值（梁半宽楼面传来的恒载和主梁自重）

总均布荷载标准值

总均布荷载设计值

次梁传来集中恒载标准值

次梁传来总集中力设计值

支座剪力与跨中弯矩标准值

主梁计算简图及内力如图3.1所示

M（kN·m）

V（kN）

图3.1主梁计算简图与内力图

3.2L-2截面选择

主梁挠度允许值查教材附表1.7为,由此,梁最小高度为

由强度确定所需截面抵抗矩为

梁的经济高度为

①选取梁腹板高度

②梁腹板厚度,选取

③翼缘板的截面尺寸

由强度控制所需梁截面抵抗距

选取,,则,翼缘板不会局部失稳

3.3强度及挠度验算

所选截面如右图3.2：

1-8×8501×0.8×85=68cm2

2-16×2802×1.6×28=89.6cm2

A=157.6cm2

①计算截面几何特性参数

图3.2主梁截面

②内力计算：

由于原估算的梁自重实际所选梁自重相差不大,对内力计算结果影响很小,故直接采用3.1节内力计算结果。

③整体稳定验算：

因侧向支撑间最大距离为3.3m

（见附表1.8）

故无需计算整体稳定

④抗弯强度验算

所以

⑤抗剪强度计算

⑥局部承压强度验算：

因主次梁采用平接,无需验算。

⑦次梁作用点外侧主梁截面腹板顶端处的折算应力

该截面的弯矩和剪力分别为：

⑧挠度

验算条件：

3.4整体稳定验算

因侧向支撑间最大距离为3.3m

（见附表1.8）

故无需计算整体稳定

3.5加劲肋设置与局部稳定验算

梁所受荷载为静力荷载,荷载简图及内力图如图3.1所示。

跨度中点

（1）加劲肋的布置

考虑到在1/3跨度附近有次梁相连,该处必须设横向加劲肋,横向加劲肋的最大间距为2.5h0=2.5×850=2125mm,故最后取横向加劲肋布置如图3.3所示

图3.3主梁横向加劲肋布置

（2）区格①的局部稳定性验算

1）区格所受应力

式中M1和M2为所计算区格左右的弯矩,ymax为中和轴至腹板上端的距离。

2）区格的临界应力

当a/h0=1600/850=1.9>1.0时,

3）局部稳定验算

验算条件为：

今上式左边

满足条件,可

（3）区格②的局部稳定验算

稳定条件为：

（4）区格③的局部稳定验算

局部稳定条件为:

通过以上计算,说明取如图所示的横向加劲肋布置是合理的。

（5）横向加劲肋的截面尺寸

4.柱Z3设计

4.1荷载汇集与计算简图

（1）设计资料

1）柱上、下端均为铰接,计算长度：

2）柱子承受轴心压力设计值：

计算简图如图3.4所示

图3.4柱Z3计算简图

4.2截面选择

（1）试选截面方案一

1）H型钢截面当时,因,不可能做到x和y两方向长细比相等,而由对y轴的长细比控制。

假设=100,则

H型钢截面对y轴屈曲时为b类截面,查附表1.20得：

2）需要截面积

3）试选截面

按此数据查型钢表（附表2.6）,选用HW250×250×9×14,

（2）试选截面方案二

重新假设=110,得

需要截面积

需要回转半径

按此数据查型钢表（附表2.6）,也选用HW250×250×9×14

故最终截面选用HW250×250×9×14

4.3强度、刚度与整体稳定验算

（1）因截面无削弱不需要进行强度验算

（2）刚度验算：

长细比

（3）整体稳定性验算

由,查得

4.4局部稳定验算

H型钢的局部稳定性一般都能满足要求,可不验算

5.主次梁螺栓连接计算与节点图

5.1确定节点荷载与螺栓布置

次梁腹板通过螺栓与主梁横向加劲肋连接,采用螺栓直径d=20mm。

（1）确定节点荷载

次梁梁端反力设计值各为

（2）螺栓布置

1）C级螺栓的承载力设计值

双剪时的承载力设计值：

对主梁腹板承压时的承载力设计值：

故

2）次梁简支于主梁所需螺栓数为

采用

3）按构造要求排列螺栓

采用螺栓中心距

端距

连接长度

取次梁端部上翼缘切割高度为30mm。

主次梁螺栓连接节点图如图5.1所示

图5.1主次梁螺栓连接节点图

5.2螺栓连接验算

次梁端部抗剪强度验算

可