钢结构课程设计车间工作平台.docx
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钢结构课程设计车间工作平台
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钢结构课程设计车间工作平台(总12页)
一.设计说明
1.本设计为某车间工作平台
2.结构平面布置图如下,间距4m,5跨,共20m,跨度3m,4跨,共12m
3.梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层。
永久荷载为:
5KN/mm2,可变荷载为:
10KN/m2
荷载分项系数:
永久荷载,可变荷载
二.计算书正文
第一节平台铺板设计
依题意并综合分析比较,平台钢结构平面布置如上图,主梁计算跨度为
6m,次梁计算跨度为3m,次梁与主梁采用平接方式连接。
铺板自重为:
*20+*24=m2
铺板承受的荷载标准值为:
q=+10=m2
铺板承受荷载设计值:
q=*+10*=m2
第二节平台次梁计算
跨中截面选择
查《荷载规范》钢筋混凝土自重按25KN/mm3,素混凝土按24KN/mm3,则
因此取:
r=,r=;
次梁承受恒荷载包括铺板自重标准值为(暂不考虑次梁自重):
=*=m
活荷载标准值:
p=10*=12KN/m
次梁跨中最大弯矩设计值:
M=ql2/8=*5*5/8=·m
需要的净截面模量为:
W==(*215)=225cm3
初步拟定次梁采用工字型I20a,A=2,=237cm2,cm,,自重m
次梁的抗弯强度验算
考虑次梁自重后,跨中截面最大弯矩设计值:
M=*[+*10]*5*5=·m
==mm2<215N/mm2(满足)
抗剪强度验算
次梁最大剪力设计值为:
=
=N/mm2 次梁整体稳定性验算 因为混凝土预制板与平台次梁上翼缘链接牢固,故不需要验算,整体稳定性可得到保证。 (1)局部稳定性验算: =1000/10=100<80,因此梁承受静力荷载,且不受局部压应力,故可不配置加劲肋,可保证其局部稳定性。 (2)刚度验算: [V]/l=1/250,[V]/l=1/300 全部荷载标准值: q=(+*10)*=m 活荷载标准值: q=10*=13KN/m <[V]/l=1/250满足,[V]/l=1/300(满足) (3)翼缘与腹板的连接焊缝验算(采用手工焊) == h==,取=6mm<=*10=12mm 第三节平台主梁设计 根据次梁的设计方案,主梁承受荷载示意图: 内力计算 恒荷载标准值: F=(+)*5= 活荷载标准值: F=10**5=65KN 主梁支座反力设计值(不包括主梁自重): R==2*(*+*65)=211KN 最大剪力设计值(不包括主梁自重): V== 跨中最大弯矩设计值(不包括主梁自重): M=3*R=633KN/m 需要的净截面模量为: W==633/(*211)=2857cm3 (1)梁高 ①梁的最小高度: hl/=6000/=382mm ②梁的经济高度: (公式一)h==2*= (公式二)h=7*3-300=7*3-300=859mm=850mm 取腹板高度h=1000mm (2)腹板厚度 根据公式: t>==*= t==,取t=8mm (3)翼缘尺寸 单个翼缘: A===4590mm2 取翼缘宽度300mm, 则翼缘厚度: =,取翼缘厚度为16mm 翼缘外伸宽度: =145mm 翼缘外伸宽厚比: 145/16=<=14,满足局部稳定要求 局部稳定验算 翼缘局部稳定验算: =14 翼缘局部稳定满足要求 腹板局部稳定验算: 故仅需配置横向双面加劲肋 ①加劲肋的布置: 主梁跨度为20m,次梁的间距为5m,为了施工方便将连接在主梁横向加劲肋上,因此采用加劲肋间距: a=1000mm>*1200=600mm<2h=2400mm,将腹板分成25个区格。 位于主次梁连接处的加劲肋可当做主次梁之间的连接板 抗弯强度验算 ==mm2<215N/mm2 抗弯强度验算满足要求 抗剪强度验算 ==120N/mm2 抗剪强度验算满足要求 整体稳定性验算 次梁可以作为主梁的侧向支撑,因此l=500cm,l/b=超过规定的最大数值,所以需要对整体稳定性系数进行计算: I=2**303/12=10800cm A=2*24*30+120*1=264cm2i===500/= >,当>时需要计算’=213N/mm2<215N/mm2 整体稳定性验算满足要求 刚度验算 [V]/l=1/500,[V]/l=1/500 集中荷载标准值: =*5= 集中活荷载标准值: F=65*5=325KN/m =<[V]/l=1/500(满足) 翼缘与腹板的连接焊验算 == h==,取=10mm<=*10=12mm 第四节平台柱计算 平台柱设为实腹柱轴心受压构件设计 平台柱承受平台主梁传来的荷载,平台柱与平台主梁铰接连接,中间平台柱承受的轴心力的设计值为: N=4F+ql=4*(*+*65)+**6= 平台柱长细比一般为60-120,假设钢柱的长细比为80,按b类截面查附表得 则A=m2 在柱截面设计时。 平台截面高度h一般可取柱的1/20-1/12.当柱在梁主轴方法的计算长度相等时,可取截面宽度b接近于高度h,初步拟定柱截面尺寸如下图 截面特征计算如下: A=2*240*8+260*6=5400mm2 =mm , 平台柱强度,刚度,整体稳定验算 因为柱截面没有削弱,若柱整体稳定能满足要求,则柱的强度也能满足要求,因此只需要验算柱的整体稳定。 平台柱高,柱顶与柱脚均为铰接,因此平面内与平面外的计算长度均为,即 , 柱刚度满足要求。 因为对x轴y轴,值均属于b类截面,所以= =mm2 满足要求。 局部稳定性验算 翼缘宽厚比验算: b/t=260/6=<,满足要求 翼缘的局部稳定: =24,满足要求 三.连接点设计 次梁与主梁刚接 由于连接节点除传递次梁的竖向支反力外,还要传递次梁的梁端弯矩,当主梁两侧的次梁梁端弯矩相差较大时,会使主梁受扭,对主梁不利,因此采用次梁与主梁刚接,并且采用平接方式: (1)梁与柱采用铰接连接: 不能承担弯矩,那么就只能抗剪力和轴力了。 对于弯矩,离形心轴越远的地方,弯矩贡献越大,所以翼缘离形心最远弯矩贡献大。 剪应力在形心处最大,所以腹板主要受剪。 凡在翼缘外布置有螺栓的,端板厚度满足要求的,就为刚接,铰接节点螺栓布置在靠近形心轴处,因此:
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