钢结构平台设计

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《刚结构课程设计》
平面尺寸:
1.总体设计
①确定结构布置方案及结构布置形式
通过收集资料,综合分析,主梁采用一跨;次梁采用两跨。
主梁计算跨度8.2m,次梁计算跨度4.45m。主次梁连接采用等高焊
接,主梁与柱采用高强度螺栓连接。
②平台结构的平面布置及柱、主梁和次梁的平面位置。

③平面布置的理由
根据主次梁的经济跨度和平台结构的安全性,采用如上布置方式。
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2.平台次梁设计
平台次梁与主梁铰接连接,安单跨简支梁计算梁的内力分布。计算简

图如右图所示,去中间次梁进行计算。
①次梁内力计算(暂不考虑次梁自重)
恒荷载标准值为
活荷载标准值为
则次梁跨中最大弯矩设计值为:

②次梁的截面选择()
由抗弯条件的次梁所需的净截面抵抗矩:

初步拟定次梁采用工字钢型号为,截面参数:

③次梁截面强度验算
(1)抗弯强度验算
考虑次梁自重后,跨中截面最大弯矩设计值为:
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作用于次梁上的荷载为静力荷载,考虑截面塑性发展系数
得截面最大应力为:

满足要求。
(2)抗剪强度验算
次梁最大剪力设计值为:

截面最大剪应力为:
满足要求。
④次梁整体稳定性验算
次梁的受压翼缘与铺板牢固连接,不会出现整体失稳破坏,因此次梁
整体稳定性不必验算。
5)次梁的刚度验算
次梁的跨中最大挠度
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次梁允许挠度:
因此刚度满足。
3平台主梁的设计
次梁以集中力的方式传给主梁,次梁中心间距为1.025m,主梁的跨
度为8.2m. 主梁的计算简图如下图所示。

1)主梁的内力计算(暂不考虑自重)
恒荷载标准值:
活荷载标准值:
由荷载设计值计算主梁与支座反力:
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则跨中最大弯矩设计值为:
主梁最大剪力设计值:
2)主梁截面选择
(1)确定主梁截面高度
最小高度由主梁刚度要求决定,即当平台主梁相对容许挠度

时,由Q345焊接工字钢板梁

经济高度以下经验公式计算

综上考虑,取腹板高度
(2)确定腹板厚度
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再根据经验公式计算
所以取腹板宽度为10mm.
(3)确定翼缘宽度和厚度
每个翼缘所需截面面积:

翼缘宽度:

则翼缘厚度:

翼缘外伸宽度:
翼缘外伸宽度与厚度的比:

满足局部稳定要求。
3)主梁截面验算
(1)截面强度验算
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主梁自重标准值
考虑主梁自重后跨中最大弯矩和最大剪力设计值分别为:

弯曲正应力验算
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满足要求。
剪力验算:

满足要求。
(2)整体稳定验算
次梁可以作为主梁受压翼缘的侧向支撑,因此主梁相邻侧向支撑点间

的距离满足工字形
截面简支梁不需要验算整体稳定性的条件,故不需要再进行专门验算。
(3)刚度验算
主梁在标准荷载作用下支座反力

Kn

跨中最大弯矩:

跨中最大挠度

刚度满足。
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(4)局部稳定验算
翼缘局部稳定满足要求。
腹板局部稳定验算:

仅需设横梁加劲肋,说明剪力对腹板的屈服起决定作用。
4.次梁与主梁的焊接连接设计

①内力计算
因为为铰接连接,故只有剪力没有弯矩,剪力为次梁支座的反力

主次梁按等高连接进行设计并采用双面角焊接
②取焊接长度为次梁的腹板净高(确定焊缝长度)

取整
③构造要求
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所以取
④强度验算

满足要求。
5.主梁与柱的高强度螺栓连接设计

①内力计算
因为为铰接,只有剪力没有弯矩,剪力为主梁支座反力

②螺栓设计
使用摩擦型高强度螺栓侧面连接,选用10.9级M20,喷砂处理的高
强螺栓P=155KN,μ=0.5,连接板采用Q345钢,t=20mm.
一个螺栓的抗剪承载力
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螺栓个数n
取n=14进行布置。

取拼接板为Q345钢t=20mm连接验算
1)净截面验算
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②毛截面验算
满足要求。
(综上所述,本次钢结构平台设计内容全部完成)

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