钢结构平台设计
一．设计题目
某车间工作平台
二．设计目的
《钢结构设计原理课程设计》是土木工程专业学生在学习《钢结构设计原理》课程后一个重要的综合实践性教学环节，目的是培养学生对钢结构的设计和应用能力。通过基本的设计训练，要求学生重点掌握结构内力计算、构件和节点设计及绘制钢结构施工图等专门知识，从而加深对钢结构设计原理基本理论和设计知识的认识，提高对所学知识的综合运用能力。三．设计资料
1.某冶炼车间检修平台，平台使用钢材材质、平面尺寸为15*15、活荷载为32
kN/m。不考虑水平向荷载。柱间支撑按构造设置。平台上三个有直径1 m检修洞口，位置不限。平台顶面标高为6m，平台下净空至少4m，梁柱铰接连接。平台平面内不考虑楼梯设置。
2.参考资料：
1)钢结构设计教材
2)钢结构设计规范
3)建筑结构荷载规范
4)钢结构设计手册
四．设计内容
1.确定结构布置方案及结构布置形式
依题意并经综合比较，平台结构平面布置如图所示：
2.平台铺板设计
(1)确定有关尺寸
铺板采用有肋铺板，板格尺寸为1000mm ×1500mm 。根据结构要求及荷载作用情况，取铺板厚6mm ，板肋尺寸为6mm ×60mm 。
(2)验算铺板的承载力和钢度
①承载力验算
计算铺板和钢肋的跨中最大弯矩
铺板自重标准值：23/462.01068.97850m kN q =⨯⨯⨯=-
板肋自重标准值：m kN q /0277.010
6068.978506=⨯⨯⨯⨯=-
板面活荷载标准值：3kN/m 2 计算铺板跨中最大弯矩，铺板按四边简支平板计算：
0.25.11000/1500/<==a b
查表得：0812.01=α
支撑
柱
a)
c)
铺板面荷载设计值2
/54.7434.1462.02.1m kN q =⨯+⨯=
铺板单位宽度最大弯矩为m kN qa M x •=⨯⨯==386.0154.740812.0331α x y x M M M M a b =>>max ,,那么所以因为
计算板肋的跨中最大2弯矩，可按两端只承在平台梁上的简支梁计算加劲肋承受的线荷载，其中
恒荷载标准值为：m kN q /4897.00277.01462.0=+⨯=
活荷载标准值为：m kN q /3= 加劲肋的跨中最大弯矩为：m kN ql M •=⨯⨯+⨯⨯==
1.3475.1)34.14897.0
2.1(818122 验算铺板和加劲肋的计算强度 铺板截面的最大应力为2622max /215
3.36410
6386.066mm N f MPa h t M s =<=⨯⨯==- 加劲肋可考虑铺板30倍厚度的宽度参与截面共同工作，计算截面如图3-2所示。
截面面积
26144010)6606290(mm A =⨯⨯+⨯⨯=- 截面形心轴到铺板的距离：m mm y 01125.01.2516
6081803666036180==⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=
截面对形心轴x 的截面惯性矩: 474523
2310527.0410527.045.72460812
60825.86180126180m mm I x -⨯=⨯=⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯= 加劲肋截面最大应力为
273/2159.33710
527.0401125.01047.31mm N f MPa W M s x =<=⨯⨯⨯==- ②铺板和加劲肋钢度验算
铺板
查表得0843.0=a
普板面荷载标准值2
'/3.4623462.0m kN q =+=
铺板跨中最大挠度： mm h Et a q a V .56610
61006.211062.430843.093114334'max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==- 钢板容许挠度: []mm l V 67.6150/1000150/===
[])(max 满足刚度要求V V <
加劲肋 加劲肋跨中最大挠度
mm EI ql V x 6.7210
527.041006.23845.110)34897.0(538457114
34max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯==- 加劲肋容许挠度[]mm l V 6250/1500250/===
[])(max 满足刚度要求V V <
3.平台次梁设计
假设平台次梁与平台主梁铰接连接，平台次梁CL1可看作是两端支承在平台主梁上的简支梁，承受着平台铺板传来的均布荷载。平台次梁计算简图如图3-3所示。
恒荷载标准值：q=0.4897⨯1.5=0.73455m kN /
活荷载标准值：q=3⨯1.5=4.5m kN / 次梁跨中最大弯矩：44.228/5)5.44.173455.02.1(8
122max =⨯⨯+⨯==
ql M m kN / (1)截面选择 梁所需的截面抵抗矩3346
3
max 104.410044.1102151044.22cm m f M W x =⨯=⨯⨯==- 次梁采用工字形型钢截面，由型钢规格查表得：
I16:A=26.1cm 2,Ix=1130cm 4,Wx=141cm 3,Ix/Sx=13.8cm,自重20.5kg/m 能满足其要求，因此选I16为次梁截面。
(2)验算所选截面的承载力算
①抗弯承载力验算
考虑自重后M max =[1.2⨯(0.73455+0.0205⨯9.8)+1.4⨯4.5]⨯5 2/8=29.98Kn.m
作用在梁上的荷载为静力荷载，因此，截面最大应力
224max max /215/67.15610
41.105.1195.23mm N f mm N W M x =<=⨯⨯==-γσ ②抗剪承载力验算
次梁最大剪力：
[]kN ql V 56.182/55.44.1)8.90205.073455.0(2.12/max =⨯⨯+⨯+⨯==
截面最大剪应力：
22323
max max max /125/22.410
61013.81056.18mm N f mm N t I S V v w x =<=⨯⨯⨯⨯==--τ (3)梁整体稳定验算
梁的受压翼缘有带肋铺板与其牢固连接，整体稳定可以满足要求。因此不必验算梁的整体稳定。
(4)梁的刚度验算
抗弯强度计算
mm EI l q V x k 1910
11301006.2384510)5.48.90205.07345.0(53845811434max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯==- []mm l V 20250/5000250/===
[])(max 满足刚度要求V V <
4.平台主梁设计
假定平台主梁与平台柱铰接连接，平台主梁ZL1
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。
