土木类专业钢结构课程设计例题工作平台梁格体系设计设计.docx
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土木类专业钢结构课程设计例题工作平台梁格体系设计设计
土木类专业《钢结构》课程设计例题
工作平台梁格体系设计
一、设计资料
1.结构型式
一工作平台尺寸为15mx12m，次梁跨度为6米，次梁间距2.5米，预制钢筋混凝土铺板焊于次梁上翼缘•平台永久荷载（不包括次梁自重）为8.5KN/m2,荷载分项系数为1.2,
活荷载为20KN/m2,荷载分项系数为1.4.主梁跨度为15米。
（若考虑次梁叠接在主梁上，
其支承长度a=15cm^44MJ）。
2.材料
钢材：
Q235
焊条：
E43，手工电焊，普通方法检查；
3.规范
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
二、设计内容
1•结构布置
要求拟出合理的结构布置方案，并扼要说明选型的理由与根据，按比例绘出结构布置简图。
（1）梁格的型式
（2）主梁型式
（3）次梁型式及数目
（4）梁格的连接形式
2•次梁设计
（1）次梁的荷载和内力计算
（2）次梁截面选择
（3）次梁截面验算（包括强度、稳定，局部承压及刚度验算）
3•主梁设计
（1）主梁的设计荷载和内力
（2）主梁截面设计及验算
（3）主梁截面改变及验算
（4）主梁翼缘焊缝设计
（5）腹板加劲肋设计
二、《钢结构》课程设计计算
（一）结构布置
H—
U4
h
X
\1
s
11
J
11
X-
…一1
h
1—
11
ga
—6X2500=15000
（二）次梁设计:
设计数据：
/门価"
1次梁的荷载及内力
均布荷载设计值：
沪（12x8芍十14x2^x25=955KNfm
最大弯矩：
Mx=-,gi"=-x95_5x6"=42975K7VJK
2、初选截面
105x215
选用I50b,
氏二1舛2Jem[右=48556oh47J=139J5cm\r=14iwb
gx-JWJliy/m=]60mm,t=2（bnm
3、强度验算：
（1）正应力验算：
次梁自重弯矩:
M^MX__（42975+59）x10*
7^~L05X1M22XM）1
=ITiANimn2
（2）剪应力验算:
支座剪力:
VS29044X101xll46«xl03
~li^~485%jcltt*xl4
=nwf<尤=125昭鬲
（3）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,
但考虑次梁叠接在主梁上，应验算支座处腹板局部压应力。
支座反力：
出-2904财严lu
设支承长度：
支承面至腹板边缘的垂直距离：
毎二f+*二14+20二刘伽
Tr=a^5hr=15+5x34=32on
局部承压强度：
=64-&AT/mm2承L0x232_6xl0fi
c==
匕14x320
4、整体稳定性验算：
由于次梁受压翼缘与刚性面板焊接（钢筋混凝土铺板焊于上翼缘），能保证其整体稳定
性，按规范要求，可不验算整体稳定性。
5、局部稳定性：
由于次梁采用型钢梁，可不验算其局部稳定性。
6、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：
^（8J5+20）x25+10931=T23^KNfm二7234趴mm
V=2空=Ax4"2切C丄“*
3M£fa384X06x105x35278x10+400
（三）主梁设计
（1）、主梁荷载及内力：
由次梁传来的集中荷载：
P=^="2恥一44=46^KN
假设主梁自重为，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^xl-lx3=3_96X?
//ffi。
跨中最大弯矩：
gx3_96xl5=5344_S75XWJf
=-x468_2x7J5-4fi5J2<5+2-5）+|
2*
支座最大剪力:
（2）、截面设计及验算：
1、截面选择：
考虑主梁跨度较大，翼缘板厚度在16〜40mm范围内选用，『皿N“卅,
需要的净截面抵抗矩为:
=5344_875.10^=2483h7M
1.05x205
由公式（524）计算梁的经济高度为：
耳=叫庐7-30=7x?
/2®31-30=174ow
、口乙lJ.xllt.,>==v-omm
'”1750x120
由公式（5.2.7）得:
取腹板厚为：
.叫⑷，腹板采用—1750X14的钢板。
需要的净截面惯性矩:
腹板惯性矩为:
所需翼缘板的面积:
2（2172712-625260-42）
175^
取b=500mmt=22mm梁高=22+22+1750—1794mmo
占在kt-方气勺册…柄之间
2、梁截面特性计算:
J4=2x50x22+17SxL4=46Str3
3、截面验算：
（1）受弯强度验算：
梁自重：
=LU/=l_lxflL（M65c785xlO=4KTifrn
见二？
x4652x7^-4®邛+对）+-x4xl52=534«ZWJf
28
=3346X1,=1SM.W/mm2
L05x26224.53xlO5
（2）剪应力、刚度不需验算，因选择梁高及腹板厚度时已得到满
足。
（3）整体稳定性验算：
因次梁与刚性铺板连接，主梁的侧向支
.=250/<160
承点间距等于次梁的间距，即—am，则有•，故
不需验算梁的整体稳定性。
（4）主梁截面改变及验算：
1、截面改变：
为节约钢材，在距支座'蘇2处开始改变翼缘的宽度,
所需翼缘的宽度由截面改变处的抗弯强度确定，截面改变点的弯矩和剪力为：
卡些心一卜心讨二如*
需^要
=2X4e5J_4x2j5=,15343tf
=BW_5cm3
Mx2^5xlOfl
y~f~1J05X205
.-片二——^16_4cm
20cm.
〔则，取改变后的翼缘宽度为
2、截面改变处折算应力验算:
—x]_4xJ75S+2x20x12x（175/2+1J）3=1316057cm
邑=沁顶」竺“畑w
h1316057X1042
KA1153xlOix38M_4xlO'乞““2
==24.4A/mnr
仏TJ16O5丁xlbxM
碍=+r；=^KL51+24_41<1.1/=225土阿『—
（4）主梁翼缘焊缝设计
支座最大剪力:
1討37
则需要的焊缝厚度为:
、1J斗11163x10?
x389fixlft1
-1.4/7~il_4xlC0~10*
按构造要求:
"Tr，选取翼缘焊缝的焊脚尺寸巧Em。
（5）腹板加劲肋设计：
80<^=1^?
=125<170
根据腹板的局部稳定性要求，因11，按规范要求，应设置横
向加劲肋，而不需设置纵向加劲肋。
首先，按构造要求，在每根次梁下面和支座处设置加劲肋，即取加劲肋的间
a=2.5m，将半跨范围内划分为三个区段，分别验算每个区段的局部稳定性。
1、加劲肋的设计：
在腹板两侧成对配置加劲肋，加劲肋截面外伸宽度：
2、区段I
区段左边截面内力M=0,
乙=1163£N
区段右边截面内力
Mt=2£95i^J/J；=H53!
W
買=（11551-1163/2=115KV
腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力:
M474诃1^0
Bl^TxlO4〒
=24_5^/mwF2
片科_1158xltfx38M_4xlO^
£一~1316057x10^x14
仪250
=L43>l_0
（2）5的计算:
互=_=1_12«
23541^534*4（175/250）3
175/1.4
3、区段U
区段左边截面内力:
细皿虫,
＞；=1153-1*521=687_8AW
区段右边截面内力:
=-x«5Jx5--x4x52^465J2x2J=4«Ei3fJf
222
K=-x46522-4x5-4652=«77_8XN
：
2
区段截面平均内力:
—㈣^咖”一口炖也
F=（6»7«+6718）/2=682沏
5^50x22x^6=9146^
腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力：
M.3748:
5x10*1750a
ff.=—il二x=139J3ff/Bwr
h2352340JSxlO42
235234035x104xM
临界应力计算：
（1）^的计算：
（2）的计算:
片氐IA175/1.1
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0.8<^>1_2
咕二[1-（159亿-0^=[1-OJ9（1J28-0^）]x]M=%WTOB:
=0_71<1
腹板局部稳定验算:
区段U的局部稳定满足要求。
3、区段m是局部稳定验算略。
2二%%
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