钢结构平台计算书

1钢结构平台设计说明书设计：校核：太原市久鼎机械制造有限公司二零一四年十月2目录1．设计资料............................................................................................................32．结构形式............................................................................................................33．材料选择...........................................................................................................34．铺板设计............................................................................................................35．加劲肋设计........................................................................................................56．平台梁................................................................................................................66.1次梁设计...........................................................................................................66.2主梁设计........................................................................................................77．柱设计................................................................................................................98.柱间支撑设置.....................................................................................................119.主梁与柱侧的连接设计...................................................................................113钢结构平台设计1．设计资料1.1厂房内装料平台，平面尺寸为5.2×3.6m（平台板开洞7个，开洞尺寸460×460mm）,台顶面标高为5.2m。平台上平均布荷载为52kN/m，不考虑水平向荷载，设计全钢工作平台。1.2参考资料：1)钢结构设计规范2)建筑结构荷载规范3)钢结构设计手册4)建筑钢结构焊接规范2．结构形式平面布置主次梁，主梁跨度3530mm，次梁跨度2790mm，次梁间距1260mm，铺板下设加劲，间距900mm。柱间支撑按构造设计，铰接连接；梁柱铰接连接。确定结构布置方案及结构布置形式如图所示3．材料选择铺板采用5mm厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，E4型焊条，钢材弹性模量E=2.06×105N/mm2，钢材密度ρ=7.85103Kg/m3，基础混凝土强度等级为C30,fc14.3N/mm2。4．铺板设计4.1荷载计算已知平台均布活荷载标准值q1k5kN/m2，5mm厚花纹钢板自重qDk0.005×9.8×7.85=0.38kN/m2，恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.4。均布荷载标准值qk5kN/m＋0.38kN/m=5.38kN/m2均布荷载设计值qd=1.2×0.38＋1.4×5=7.46KN/m244.2强度计算花纹钢板b/a=1260/900=1.4＜2，取0.08，平台板单位宽度最大弯矩设计值为：Mmaxαqa2=0.08×7.46×0.92=0.48kN·mMmaxγ×W=6Mmaxγt2=6×0.481.2×0.0052=96000KN/m2=96N/mm2＜215N/mm24.3挠度计算取β=0.110,E=2.06×105N/mm25va=βqka3Et3=0.110×5.38×10−3×90032.06×105×53=0.01126＜1/150=0.0067设计满足强度和刚度要求。5．加劲肋设计5.1计算尺寸：肋板的高度取跨度的1/15~1/12，即取84~105，选用钢板-100×10，钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊角尺寸4mm，每焊150mm长度后跳开50mm。此连接构造满足铺板与加劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的T形截面，铺板计算宽度为30t=150mm，跨度为0.9m。5.2荷载计算：分布在一T形截面简支加劲肋上的设计荷载应为900mm范围内的荷载，加劲肋自重为0.1×0.01×78.5=0.079kN/m，按均布荷载考虑。均布荷载标准值qk5.38×0.9+0.0794.92kN/m均布荷载设计值qd7.46×0.91.2×0.0796.8kN/m5.3内力计算：简支梁跨中最大弯矩设计值Mmax18ql2=18×6.8×1.262=1.35kN·m支座处最大剪力设计值V6.8×1.26/24.28kN5.4截面特性计算：加劲肋计算简图如下截面形心位置yc=(150×5×102.5+100×10×50)150×5+100×10=72.5mm截面惯性矩I150×53/12+150×5×(102.5-72.5)2+10×1003/12+100×10(72.5-50)2=576145mm4支座处抗剪面积只计铺板部分，偏安全仍取100mm范围，则AV100×101000mm265.5强度计算:受拉侧应力最大截面塑性发展系数取1.20，MγxWnx=1.35×106×72.512×576145=14.16N/mm2＜215N/mm2受剪计算：VSIt=1.5VAv=1.54.28×1031000=6.42N/mm2＜125N/mm25.6变形计算：挠度计算vl=5qxl3384EIx=5×4.92×12603384×2.06×105×576145=0.001＜1/150=0.0067设计满足强度和刚度的要求。6．平台梁6.1次梁设计选用热轧普通槽钢，设置主次梁，次梁与主梁做成刚接。主梁与柱子做成铰接连接。6.1.1中间次梁计算将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨2.79m。次梁的荷载主要是由铺板—加劲肋传来相隔1.26m分布的集中力，但这一荷载可作为均布荷载考虑。6.1.2选取型钢梁截面：次梁上最大弯矩设计值qBS6.8×1.26/0.9=9.52kN/m7次梁跨中弯矩设计值Mmax9.52×2.792/8=9.26kNm最小截面模量wx,min=Mmaxγ×fy=9.26×1061.05×215=41019mm3=41.0cm3试选槽钢[18b，截面几何特征如下h=180，b=70，tw=9,t=10.5,r=10.5,r1=5.25,=22.99kg/m,Ix=1369.9cm4,Wx=152.2cm3,Sx=91.6cm3均布荷载设计值qBS9.521.2×0.239.8kN/m因次梁构造较为简单，不计入构造系数6.1.3内力计算：Mmax9.8×2.792/8=9.54kNmVmax9.8×2.79/2=13.67kN6.1.4强度计算MmaxγxWx=9.54×1061.05×152.2×103=59.7N/mm2＜215N/mm2受剪计算：VSIt=13.67×91.6×1061369.9×9×104=10.06N/mm2＜125N/mm26.1.5变形计算：qBSk1.26/0.9×4.92+0.23=7.12kN/mvl=5qxl3384EIx=5×7.12×27903384×2.06×105×1369.6×104=0.0007＜1/150=0.0067设计满足强度和刚度要求6.2主梁设计平台主梁与平台柱铰接连接，平台主梁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：q1k=(6.2+22.9×9.8×10-3)×2=12.85KN活荷载标准值：qk=5×1.26×2=12.6KN8主梁支座反力：R=3/2(1.2×12.85+1.4×12.6)=49.59KN6.2.1主梁跨中最大弯矩：Mmax49.59×1.76549.59×1.26=25.04kNmVmax=R=49.59KN主梁的最小截面模量wx,min=Mmaxγ×fy=25.04×1061.05×215=110919mm3=111cm3选取型钢梁截面：试选槽钢[18b，截面几何特征如下h=180，b=70，tw=9,t=10.5,r=10.5,r1=5.25,=22.99kg/m,Ix=1369.9cm4,Wx=152.2cm3,Sx=91.6cm36.2.2梁截面验算①截面承载力验算梁自重标准值：q=22.99×9.8×1.05=0.24kN/m这里的系数1.05为考虑加劲肋，焊缝等引起的自重增加考虑梁自重后跨中最大弯矩和最大剪力分别为：Mx=39.64+1/8×0.24×1.2×2.5652=25.28kNmVmax=49.59+0.24×1.2×2.565=50.32KN弯曲正应力验算MmaxγxWx=25.28×1061.05×152.2×103=158N/mm2＜215N/mm2剪应力验算VSIt=50.32×91.6×1061369.9×9×104=37.03N/mm2＜125N/mm2设计满足强度要求②整体稳定验算次梁可作为主梁的侧向支撑，因此把主梁侧向支撑点的距离l1=2.79/2=1.395m,l1/b=1395/180=816能满足截面简支梁不需要验算整体稳定的条件，整体稳定得以保证。③钢度验算跨中最大挠度：9vmax=Mmaxl10EIx2=25.28×103×2.565210×2.06×108×1370×10−8=5.9mm[V]=l400=2565400=6.4mmvmax＜[V](设计满足刚度要求)7.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用铰接。平台柱承受的轴心力的设计值为N=5F+ql=5×49.59/2+0.24×1.2×1.765=124.48KN7.1确定柱截面尺寸由于作用支柱的压力很小，假定柱的长细比100按b类截面查轴心受压稳定系数555.0平台柱所需的截面面积A=Nφf=124.28×1030.555×215×106=1.04×10-3=1040mm2按结构要求取柱为工钢I20b,截面几何特征如下h=200，b=102，tw=9,t=11.4,r=9.0,r1=4.5,=31.05kg/m,Ix=2502cm4,Wx=250.2cm3,Sx=146.1cm3A=39.55cm2ix=7.95cm,iy=2.07cm7.2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，若柱整体稳定能满足要求，则柱的承载力也能满足要求。因此，只需验算柱的整体稳定。平台高5200mm，两端铰接，平台内与平台外的计算长度均为5200mm，则lox=loy=5200mmλox=lox/ix=5200/79.5=65.4＜[λ]=350λoy=loy/iy=5200/20.7