钢结构平台设计

钢结构平台设计 2 目 录

1. 设计内容与设计参数 ............... - 0 -

1.1设计内容 - 0 -

1.2设计参数 - 1 -

2. 次梁LL-1设计 .................... - 2 -

2.1荷载汇集与计算简图 - 2 -

2.2梁截面选择 - 2 -

2.3截面复核 - 3 -

3. 主梁L-1设计 ..................... - 3 -

3.1荷载汇集与计算简图 - 3 -

3.2截面选择 - 6 -

3.3强度及挠度验算 - 6 - 3 3.4整体稳定验算 - 8 -

3.5加劲肋设置与局部稳定验算 - 8 -

4. 柱Z3设计 ....................... - 10 -

4.1荷载汇集与计算简图 - 10 -

4.2截面选择 - 10 -

4.3强度、刚度与整体稳定验算 - 11 -

4.4局部稳定验算 - 11 -

5. 主次梁螺栓连接计算与节点图 ...... - 11 -

5.1确定节点荷载与螺栓布置 - 11 -

5.2螺栓连接验算 - 13 -

1. - 0 - 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

L-1L-1Z1Z1Z3Z2Z4Z3L-2L-2LL-1LL-2LL-2LL-3LL-2LL-2LL-16330633改①①② - 1 -

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。

- 2 - 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）

10.121.54.50.127.27.614/lkkgsglkNm

活载标准值（楼面传来的活载）

11.569.00/lkkqsqkNm

总荷载标准值

7.614916.61/lllkkkpgqkNm

总荷载设计值

1.21.31.27.6141.3920.84/lkkpgqkNm

跨中弯矩与支座剪力设计值

22/820.847.2/8135.0llMplkNm

/220.847.2/275.0llVplkN

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[/]1/250vl，由此，次梁所需截面惯性矩为

334455516.617200109797384[/]3842.0610(1/250)lkxplIcmEl 7200

q=20.84kN/m

M=135.0kN.m

V=75.0kN - 3 - 由强度控制所需梁截面抵抗距

33135.010598.01.05215lnxxMWcmf

选择型钢HN350×175×6×9，4311200,649,0.410/xxIcmWcmqkNm，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

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）

0.120.129.61.152/LkglkNm

总均布荷载标准值

1.152/LKkpgkNm

总均布荷载设计值

1.21.21.1521.38/LLkpgkNm

次梁传来集中恒载标准值

235.5147.2255.70KlkPplkN，

21211()255.70(33.3)244.08223.3KKPssPkNs

- 4 - 次梁传来总集中力设计值

244.607.2321.12lPplkN，

21211()321.12(33.3)306.52223.3PssPkNs

支座剪力与跨中弯矩标准值

11212()12244.083255.70(33.3)11.1529.69.62249.61rkkLkkPsPssVpLLkN

22224.8(4.8)0.5(4.8)249.614.8255.70(4.83.3)0.51.1524.8801.3rLkLkkkMVPspkNm

11212()12306.523321.12(33.3)11.389.69.62313.15rLPsPssVpLLkN

22224.8(4.8)0.5(4.8)313.154.8321.12(4.83.3)0.51.384.81005.5rLLMVPspkNm

主梁计算简图及内力如图3.1所示

P1=306.52kNP2=321.12kNP=1.38kN12( 1 ) - 5 -

M(kN·m)

V（kN）

图3.1 主梁计算简图与内力图

12( 1 )977.011025.8712( 1 )327.74323.6017.0812.53-308.59-313.15 - 6 - 3.2 L-2截面选择

主梁挠度允许值查教材附表1.7为[/]1/400vl，由此，梁最小高度为

min441.0540021596064.71341013410xnfLhcm

由强度确定所需截面抵抗矩为

331005.5104454.01.05215LnxxMWcmf

梁的经济高度为

3373074454.03085.2enxhWcm

①选取梁腹板高度85whcm

②梁腹板厚度228508.3/7/7wwthmm，选取8wtmm

③翼缘板的截面尺寸

由强度控制所需梁截面抵抗距

2//64454.0/850.885/641.1fnxwwwAWhthcm

选取280bmm，16tmm，则/17.526bt，翼缘板不会局部失稳

244.8fAbtcm

3.3 强度及挠度验算

所选截面如右图3.2： 1-8×850 1×0.8×85=68cm2 2-16×280 2×1.6×28=89.6cm2 A=157.6cm2

①计算截面几何特性参数

221.6280.885157.6Acm

3342888.227.285/12208951xIcm

322208951473888.2xnxIWcmh

23281.643.30.885/82662xScm

图3.2 主梁截面

3281.643.31940xAScm

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。

x - 7 -

③整体稳定验算：

因侧向支撑间最大距离为3.3m

1/330/2811.816lb（见附表1.8）

故无需计算整体稳定

④抗弯强度验算

()/2/(2808)/2/168.513wbtt

所以 1.05x

322max1005.510202.1/215/1.054738xnxMNmmfNmmW

⑤抗剪强度计算

322maxxmax327.7410266252.2/125/208951810vxwVSNmmfNmmIt

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：

1025.87308.59xxMkNmVkNm， 腹板顶端的应力：

622max41025.8710425208.7/215/20895110nxMyNmmfNmmI

32xmax308.5910194035.8/208951810AxwVSNmmIt

22222023208.73(35.8)217.7/1.11.1215236.5/,NmmfNmm可

⑧挠度

验算条件： 110400MvvLkLEILx