钢结构设计-计算书-模板

《钢结构设计原理》课程设计计算书

专 业： 土木工程

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目 录

设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1

1. 铺板设计

1.1 初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2

1.2 板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3

1.3 荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4

3. 次梁设计

3.1 计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

3.2 初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

3.3 内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6

3.4 截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6

4. 主梁设计

4.1 计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

4.2 初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

5. 主梁内力计算

5.1 荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

5.2 截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

6. 主梁稳定计算

6.1 内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11

6.2 挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13

6.3 翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13

7 主梁加劲肋计算

7.1 支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14

7.2 连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14

7.3 加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15

7.4 连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15

7.5 次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15

8. 钢柱设计

8.1 截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16

8.2 整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16

8.3 局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17

8.4 刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17

8.5 主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18

9. 柱脚设计

9.1 底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21

9.2 底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21

9.3 螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21

10. 楼梯设计

10.1 楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22

10.2 踏步板计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22

10.3 梯段梁设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23

11. 斜支撑设计

11.1 支撑布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25

11.2 斜支撑刚度计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -251

设计资料

某机床加工车间，厂房跨度 24m，长度 96m.设计对象为厂房内的钢操作平台，其平面尺寸为

30.0m ×12.0m，室内钢结构操作平台建筑标高为 4.000m。设计使用年限 50 年，结构安全等级二级，拟采 用钢平台。

(1) 钢平台楼面做法：采用花纹钢板或防滑带肋钢板。

(2) 楼面活荷载标准值：根据工艺要求取为 6.0KN/m。

(3) 钢平台结构连接方式：平台板与梁采用焊接（角焊接）；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁 与柱采用焊接或高强度螺栓连接，定位螺栓采用粗制螺栓。

(4) 材料选用：型钢、钢板采用 Q235- A. F；焊条采用 E43 ××型。粗制螺栓采用 Q235 钢材。

(5) 平台柱基础混凝土强度等级 C25。

(6) 连接方案：次梁与主梁采用高强螺栓侧面铰接连接，次梁与主梁的上翼缘平齐；主梁与柱采用侧 向铰接连接；柱与基础采用铰接连接；平台板与主（次）梁采用焊接（角焊缝）连接。

试对铺板、次梁、主梁、钢柱以及次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚及钢楼梯进行设计。

连接方案

结构布置

梁格布置：采用单向板布置方案，柱网尺寸为 6.0m×6.0m；主梁沿横向布置，跨度为 6m；次梁 沿纵向布置，跨度为 6.0 m。次梁的间距为 1.5m；单块铺板的平面尺寸为 0.75m×1.5m。平台结构平 面布置如图 1 所示。

加劲肋 次梁 主梁 柱

柱间支撑

1

柱间支撑

图 1 钢平台平面布置图

一、铺 板 设 计

1.1. 初选铺板截面

在铺板的短跨方向设置15道加劲肋，间距l1  750mm 。

平板厚度t  l1 150 ~ l1 120  5.0 ~ 6.25mm 取t  7mm 。

1.2. 计算简图

因铺板区格长边之比b / a  1.5 / 0.75  2.0 可作为多跨连续的双向板计算，加劲肋和次梁作为其

支承边。1.3. 内力计算

（1）荷载计算

7mm 厚花纹钢板： 78.5  0.007  0.55 KN/m 2

平台板永久荷载标准值： g1  0.55 kN / m2

平台板可变荷载标准值： q2 3.0 kN / m2

平台板的荷载基本组合值：

P  g q  1.20.551.33.0 kN / m2 4.26 kN / m2

G 1 Q 2

平台板的荷载标准组合值：

P  g  q  0.55  3.0 3.55 kN / m2

k 1 2

（2）内力计算

平台板单位宽度最大弯矩：

Mmax pa2  0.1024.560.752 0.26 kN • m

平台板的最大挠度：

p a4 10-3 7504 fmax   k 0.111 mm  1.75mm 3 5

7 3

Et 2.0610

注：根据 b/a=2.0，查表 4-1 可得，均布荷载作用下四边简支板的弯矩系数α=0.102， =0.111。

'1

'2

'3

'4

'5 '61.4. 截面设计

（1）强度计算 铺板的强度按式（4-5） 计算

Mmax 6Mmax

W t2

 6 0.26103 N / mm2  26.5N / mm2  f  215N / mm2

1.2 72 '7

f 1.75  1  1

（2） a 750 428.57 150 '8