平臺鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)鋼平臺課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、結(jié)構(gòu)布置1、梁格布置：按柱網(wǎng)尺寸布置柱一主梁1次梁一-11*3E卜H11, 二4* F4事 卜 *h-a4+-1-J卜 ；卜3卜H» *¥o mt_3；3E3F#E3E卜H卜!t<4圖1-平面布置圖5口LL *00L5那口SJCO Lifi11L=9.0m, D=5.4m, a=b=0.9m。2、連接方案：主梁與柱、次梁與主梁之間均采用高強(qiáng)度螺栓較接連接，定位螺 栓采用粗制；次梁與主梁的上翼緣平齊；平臺板與梁采用焊接。3、支撐布置：根據(jù)允許長細(xì)比，按構(gòu)造要求選擇角鋼型號。二、平臺鋼鋪板設(shè)計(jì)1、尺寸確定根據(jù)平臺荷載、構(gòu)造要求及平面布置情況

2、，平臺鋪板的厚度取為6mm。平臺鋪板采用有肋鋪板，板格面積取為0.9mx 5.4m,即相鄰兩次梁中心間距為0.9m,加勁肋中心間距為0.9m ,此處加勁肋間距參考鋪板厚度的100150倍取 值。加勁肋采用扁鋼，其高度一般為跨度的 1/151/12 ,且不小于高度的1/15 及5mm ,故取扁鋼肋板高度60mm ,厚度6mm。2、鋪板驗(yàn)算驗(yàn)算內(nèi)容包括鋪板強(qiáng)度和鋪板剛度。(1)荷載效應(yīng)計(jì)算鋪板承受的荷載包括鋪板自重和板面活荷載，計(jì)算如下： 鋪板自重標(biāo)準(zhǔn)值：qG = 7850 9,8 6 10 0.462kNm”文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)鋪板承受標(biāo)準(zhǔn)荷載:2qk = 80.462 = 8.462 kNm-鋪板

3、承受的荷載設(shè)計(jì)值：q = 1.20.4621.48 = 11.7544 kN. m2鋪板E度b=900mm,加勁肋間距a=900mm, b/a=1<2,因此，應(yīng)按四邊簡支 平板計(jì)算鋪板最大彎矩。查表2-1得：Mmax= .qa2 =0.0497 11.7544 0.92 = 0.4732cNJm(2)鋪板強(qiáng)度驗(yàn)算鋪板截面的最大應(yīng)力為：= 78.86 N. mrm 二 f=215 N mrm_ 6Mmax _ 60.4732一 V _62 W-滿足要求(3)鋪板剛度驗(yàn)算查表2-1得：qka4Et3- 0.04338.4621030.9 4 一 一 9001.3= 5.4 mm ：二: 2.

4、06101163 10 于1506mm(4)鋪板加勁肋驗(yàn)算 板肋自重標(biāo)準(zhǔn)值：p = 7 85 0 9.涔 660- 10=0.N0m8加勁肋可按兩端支撐在平臺板次梁上的簡支梁計(jì)算，其承受的線荷載為： 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：p1 = 0.4620.90.028 = 0.4438 kN m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：p2 =0.98 = 7.2 kN； m加勁肋的跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值為：M = ql 2 = 1 (1.20.44381.47.2)0.9 2 = 1.08 kN|_m88加勁肋計(jì)算截面可按加勁肋和每側(cè)鋪板15t (t為鋪板厚度)的寬度參與共同作用，計(jì)算截面如圖3所示。計(jì)算截面面積：A = 180 660 6

5、 = 1440mm = 1440 10上m2文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算截面形心軸到鋪板面的距離:18063606361440 二 11.25 mm計(jì)算截面對形心軸X的截面慣性矩：IX J802 6180 6 (11.25 _3)266060 6 (36 -11.25)2 =4.0527 101mm加勁肋截面最大應(yīng)力為：Mnax cr =W1.08 103 (0.066 0.01125)4.0527 10-=146N. mm :二 f = 215N mrfi才兩足要求。加勁肋跨中最大撓度為:_ 5qj 4max 384EIX5 (0.44387.2)1030.9 4384206 101 4.0527

6、10=.0.78mm,. =90£ =6mm150滿足剛度要求。三、次梁設(shè)計(jì)1、次梁計(jì)算簡圖:次梁按簡支梁計(jì)算。o6圖2次梁受力簡圖2、計(jì)算次梁荷載 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：次梁承受恒荷載包括自重和加勁肋自重(暫時(shí)不考慮次梁自重)，將加勁肋則算成均布荷載。p1 = 0.4620.90.028 = 0.4438 kN. m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:p2 = 8 0.9 = 7.2 kN. m則次梁最大彎矩設(shè)計(jì)值為：M =q|2 =1 (1.20.44381.47.2)5.4 2 = 38.8 kN_m88文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)最大剪力為:.1 ,1Vmax = _ql = _10.985.4 = 57.3 kNm

7、ax223、初選次梁截面：次梁采用普通軋制工字鋼，根據(jù)組合內(nèi)力初選截面。 由抗彎條件得次梁所需的凈截面抵抗矩：WxMmax338.810xf - 1.05215106171.87 cm3初步擬定次梁采用工字鋼，型號為 120b,截面參數(shù)如下:一 一43 L =17.13A = 39.55 cm2， x =2502:m ,Vy = 250.2cm , Sx 31.05kg/m4、次梁內(nèi)力計(jì)算：計(jì)算包含自重在內(nèi)的次梁荷載。計(jì)算次梁自重的均布荷載：cm , tw = 9.0mm 自重P1= 0.44380.0319.8 = 0.7476kN mP2=7.2 kN m= 1.2 P11.4 P2 =

8、10.98 kN . mqk = Pip2 = 7.95 kN. m5、驗(yàn)算次梁截面：； (1)抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算次梁荷載作用下的鋼梁強(qiáng)度、撓度和整體穩(wěn)定。M_max(J =xW40106一 2.一 2=152.26 N. mm2 二 f = 215 N mnm1.05250.2103(2)剪應(yīng)力驗(yàn)算VSxI xW57.310317.13910=37.2 Nmm2 ： fv =125 N,. mm2(3)支座處局部壓應(yīng)力支座反力為57.3kN。假定支撐長度a=15cm,由型鋼表得:=R t =9 11.4=20.4nmlz=a 2.5 hy = 1502.520.4201 mmc =twlz,

9、F 1.057.31039 201=31.67 N. mn2 : f= 215 N mrm因鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上，并與其牢固相連，能阻止受壓翼緣的側(cè)向位 移，故不必驗(yàn)算整體穩(wěn)定。文檔大全(4)撓度驗(yàn)算5qj 4 'max = 384 EI X實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)57.9510125.4 4540054 : 17.1 mm :：二- = 21.6 mm 3842.061052502104250因此，次梁能滿足強(qiáng)度和剛度要求。四、主梁設(shè)計(jì)1、主梁計(jì)算簡圖：按簡支梁計(jì)算。F=59.3kNq=2166kN/my山山山山山Ji山山L900 900 900 900 900 900 900 900 900

10、900k4tk5*jt圖3主梁受力簡圖2、主梁荷載計(jì)算。次梁傳來的集中荷載：F = 10.985.4 = 59.3 kN最大彎矩Mmax（不包括主梁自重），由表2-2查得Km =1.11Mmax = 1.1159.39 = 592.4 kNjm最大剪力(不包括主梁自重)：Vmax = 959.3 / 2 = 266.85 kNmax3、初選主梁截面：主梁采用焊接工字形截面。需要的截面抵抗矩：2752 cm3Mmax592.410 6VWv 二二xf1.05205梁的最小高度hmin ： 1根據(jù)表2-3的剛度要求l n。400 ,查得心1_15_ 90015=60cmO梁的經(jīng)濟(jì)高度:R =7河

11、-30 =732752-30 =68cm取腹板高度:h0 = 80 cm確定腹板厚度t w文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)11110.8 cmtw. 1.2VmaxhQfV-1.23266.8510二 0.33cm800 120取腹板厚度tw = 10mm翼緣所需面積:Wxh。- t wh062752801“ 2一一80 = 21cm6取上、下翼緣寬度b=400mm,厚度t=20mm,主梁截面見圖4。翼緣面積:22402 = 80cm21cm截面特性:Inx112380240 2324(40 2 41 ) = 324960cm1232496 = 7737 而422 40 41 0.5 1 4C2 = 408c

12、m4、計(jì)算主梁內(nèi)力（包含主梁自重）梁的截面面積：人=40父2父2十1父80 = 240cm2文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)梁單位長度的自重：240 10- 7850 9.810- = 1.85 kN. m取自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2,并考慮由于加勁肋等重量的構(gòu)造系數(shù)1.2,梁自重的荷載設(shè)計(jì)值為：1.21.21.85 = 2.66 kN m梁支座最大剪力：1，一V = 266.852.669 = 278.8 kNmax2梁跨中最大彎矩：1 _2，Mmax = 592.4- 2.6692 = 619.3 kN_m85、主梁截面設(shè)計(jì)：內(nèi)容包括強(qiáng)度、 定和腹板加勁肋設(shè)計(jì)以及撓度驗(yàn)算。(1)跨中截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算整體穩(wěn)

13、定、翼緣局部穩(wěn)定、腹板局部穩(wěn)滿足要求。Mmax加619.3106 3 : 76.2 N mm :二 f1.057737 103二 205 N mrn(2)翼緣局部穩(wěn)定40 - 122=9.75:二 13 235 23513受壓翼緣的局部穩(wěn)定能夠保證(3)整體穩(wěn)定驗(yàn)算次梁為主梁的側(cè)向支撐，故主梁的受壓翼緣的自由長度11 = 900mm,11_ 900b? " 400=2.25因此，梁的整體穩(wěn)定性有保證。=35 N . mn : fv二125 N,. mm2VSX _ 278.84080106I xW - 32496010410(4)撓度驗(yàn)算集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F = 7.955.4 = 4

14、2.93 kNq = 1.21.85 = 2.22 kN m由表2-2查得K = 1/9 ,文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)max_Fl1 , 5qkl3l 9EI384EIXxX=1 1635 ： . l二140042.93103 92 1065 2.22 109 939205_105324960104384""206_105324960104(5)腹板局部穩(wěn)定和腹板加勁肋設(shè)計(jì)h08080< 80235 235腹板局部穩(wěn)定能夠保證，不必配置加勁肋。由于主梁之上布置有次梁，次梁間距為 0.9m,按構(gòu)造要求次梁下面必須對 主梁腹板布置支承加勁肋。橫向加勁肋截面：b _ 3040 =30

15、40 = 67mm 取 bts -bS100s15 一15- =6.7 mm 取t)s = 100mms = 8mm200mm 16mm,計(jì)算支承加支座加勁肋驗(yàn)算：梁的支座采用突緣支座形式，支承加筋類采用O支座加勁肋受的力N = 278.8kN ,勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性。有效面積如圖 5所示A - 1.620181 - 50cm21o 1I = 一 1.620318 13 = 1068cm41212i =1068 50 = 4.62 cm=160. 4.62 = 34.63查附錄E-9得中=0.866 ,文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)N. A 二278.81030.8665000二 64.4 N mm22

16、15 N mm2支座加勁端部刨平頂緊。其端面承壓應(yīng)力為:N Ae =278.8103"76200=87.125 N, mm2 :二 215 N. mm2支座加勁肋與腹板用直角角焊縫連接，焊縫的焊腳尺寸為：,278.8103hf = 1.56 mmf 0.72800160其他加勁肋均采用取 hf = 8mm1口nn-LuuL2-100X12,不必驗(yàn)算。圖6主梁施工圖五、平臺柱設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)平臺柱為軸心受壓平臺實(shí)腹柱， 柱截面采用焊接組合工字形，翼緣鋼板 為火焰切割邊，鋼材采用Q235柱的長度為【他=6m，考慮側(cè)向支承Iy=3m, 1.柱頂荷載計(jì)算：文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)主梁傳來總荷載設(shè)計(jì)值P=2X

17、 2785 = 557&N計(jì)算簡圖如下:2.截面選擇:假定長細(xì)比八= Xy = X = 50,由附錄查得（p=0.804需要的截面面積:N 5576X1()3A.=& tpf 0B04X310二 22372mm2需要的回轉(zhuǎn)半徑:% 600=12o?i九 50號一300=6cm50需要的截面寬度和高度，由附錄查得©11的后計(jì)算如下12=27.9cm0.43L左 6£?!= - = 25cm1a2 0.24選用的截面尺寸:翼緣板為2-250X10腹板為1-250X8翼緣與腹板的焊縫按構(gòu)造要求取 % =0截面幾何特性參數(shù):截面面積:A - 250 X 10 X 2

18、 + 250 X 8 = 7000mm2慣性矩:4 = 8 K 2503/12 + 250 X 103/12 4- 250 X 1OX 1302 X 2=94958333制川文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)I3二 250 X 83/12 + 2X 10 X 25。92 二 26052333扁回轉(zhuǎn)半徑:26052333 =617nm700094958333 =116.5m7n7000長細(xì)比:60011.65=51.53.截面驗(yàn)算整體穩(wěn)定：由=5L5,查附錄得（p = 0.795,則N 557.6 X 10*,n = = 100.2< f = 215N/mm(pA 0.795 X 7000局部穩(wěn)定:翼緣:b

19、 12123523515.155075-=124 < (10 + 0.U) I = (10 + 0.1 X 51.5) =腹板：hQ 250f235235=313 < (25 + 0.5A) = (25+05 X 51.5) %&fy235剛度驗(yàn)算： = 515 < 1= 150因截面無削弱，不必驗(yàn)算強(qiáng)度。按構(gòu)造要求配置橫向加勁肋，橫向加勁肋宜用寬度為：文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)h口250L > + 40 =+ 40 = 48.3toh工 3030厚度M>5=322imn ,其間距< 3月=750Mm ,采用加勁肋寬度 J 15L = 90mm,厚度 t= 1

20、0mm，間距為 70cm Jr7J7六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1、主梁與次梁的連接節(jié)點(diǎn)(1)連接設(shè)計(jì)：試采用下圖的連接形式。次梁與主梁腹板采用 10.9級高強(qiáng) 度螺栓摩擦型連接，螺栓規(guī)格 M16。螺栓排列時(shí)，離肢背距離按最小容許距離 確定以減小偏心影響，螺栓邊距 40mm,中心距60mm,孔徑為17.5mm。圖7主次梁連接節(jié)點(diǎn)(2)梁端凈截面復(fù)核設(shè)梁端僅腹板參與工作，腹板參與工作高度偏安全的假定為150mm,螺栓開孔處內(nèi)力為V = 57.3 kNM = 57.30.043 = 2.5kNm腹板參與工作部分的截面特性：Aw - 150 16 - 2 17.516 = 1840mrmWW 二二66600mm15

21、0316 12 217.51630260剪應(yīng)力按平均應(yīng)力計(jì)算，彎曲應(yīng)力仍按平截面假定計(jì)算：文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)2.510666600二 1.5357.3101840= 46.7 N mn2 ： 125 N mn2=37.5 N mn2 ：: 215 N mrn折算應(yīng)力近似按以下方式計(jì)算：,37.5 2346.72 = 89.2 N后吊：二 215N mnh在距梁端70mmt,彎矩還會(huì)有增加，但由計(jì)算可知強(qiáng)度有較大富余(3)螺栓連接計(jì)算梁端剪力引起的螺栓剪力：Nv =57.3N =28.7 kN梁端彎矩引起的螺栓剪力： NM = 2.5 / 0.06 = 41.67 kN單個(gè)螺栓的抗剪承載力： Nb

22、 = 0.9 2 0.45 155 = 125.55kN強(qiáng)度計(jì)算：28.7 241.67 2- = 50.6 kN ：二 125.55 kN2、主梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)主梁梁端通過突緣式支座支承于柱頂板。左右兩梁端板間用普通螺栓連接并 在其間設(shè)填板。梁的下翼緣與柱頂板間用普通螺栓固定。頂板設(shè)計(jì)三角形加勁板。 頂板厚度參照節(jié)點(diǎn)板厚度適當(dāng)加厚。柱頭的計(jì)算壓力為 N=557.6kNo設(shè)計(jì)采用Q235號鋼，設(shè)計(jì)焊接工字型截面軸心受壓的實(shí)腹柱的柱頭。柱頭加勁肋所需的面積為：A = N/fce = 557.6 X 103/320 = 1742.5W柱頭處的加勁肋選用b1=125mm , 則肋厚為t廣= 1742

23、.5/(2 X125)= 697 mm , 取&二 1加口 ， 符 合125/10 = 125 < 15的局部穩(wěn)定的要求。此時(shí)柱端腹板也應(yīng)換成tw = lOrnm的鋼板。取加勁肋高度h=300 mm。驗(yàn)算抗彎承載力：1125M 我557.6X1伊X竽“訐二1DX30076= 116,2N/W 5 215N/mm2文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)頂板尺寸采用-300x300x14,蓋住柱頂及加勁肋截面。每根加勁肋經(jīng)端面承壓傳入N/2=278.8kN的力后，將通過和柱腹板相連的兩個(gè)角焊縫把力傳給腹板。取肋高h(yuǎn)=300 mm,則焊縫長度-300-10 = 290，設(shè)焊縫的焊腳尺寸為與=10 m,符合焊

24、縫長度的構(gòu)造要求，則焊縫面積和焊縫截面抵抗矩為:A = OJLL = 0,7 X10 X 290 X 2 = 4060mmzK = 2 X 071；/6 = 2X0,7X10X 2鏟/6 = 196233 儂278.8 X 1034060驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度得:7270.8 X 62.5 X103 122X196233 / +=lOOAN/mm2 <= 160 N/mm23QQX300XM1DfnN/2250X102嬴猶125X1。）300圖8柱頭構(gòu)造將加勁肋視為懸臂梁，驗(yàn)算其強(qiáng)度。懸臂梁截面為10 x 300 ，受剪力心及彎矩M吧=加釁=的刪加從而:文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)T = 1,5 X 278.8 X103(10 x 300)=109,1 <fv = 12S AT/nwn2七、柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(1)柱腳底板設(shè)計(jì)計(jì)算(平面尺寸和厚度)假定底板寬度為B = a12t12c = 250 2 10 2 40 = 350mm1 N BfA0)3557.6103350101000)=162 mm取 L=400mm。作用在底板單位面積上的壓