鋼結(jié)構(gòu)課設(shè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)計(jì)算書(shū)哈工大威海最終終

1、規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：二零一二年七月土木工程系目錄一、設(shè)計(jì)資料1二、結(jié)構(gòu)形式1三、材料選擇1四、鋪板設(shè)計(jì)1（1）荷載計(jì)算2（2）強(qiáng)度計(jì)算2（3）撓度計(jì)算2五、加勁肋設(shè)計(jì)2（1）鋪板設(shè)計(jì)2（2）荷載計(jì)算3（3）內(nèi)力計(jì)算3（4）截面特性計(jì)算3（5）強(qiáng)度計(jì)算4（6）變形計(jì)算4六、平臺(tái)梁5A次梁設(shè)計(jì)51、次梁1的設(shè)計(jì)52、次梁2的設(shè)計(jì)6B主梁設(shè)計(jì)81、主梁1的設(shè)計(jì)82、主梁2的設(shè)計(jì)11七、柱設(shè)計(jì)151、柱1計(jì)算152、柱2計(jì)算173、柱3計(jì)算184、柱4計(jì)算195、邊柱及角柱的偏心驗(yàn)算206、柱間支撐設(shè)置23八、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)24A主

2、次梁連接24B主梁與柱子27C次梁與柱子連接節(jié)點(diǎn)28D柱腳節(jié)點(diǎn)29一、設(shè)計(jì)資料某廠房?jī)?nèi)工作平臺(tái)，平面尺寸為（平臺(tái)板無(wú)開(kāi)洞），臺(tái)頂面標(biāo)高為，平臺(tái)上均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，設(shè)計(jì)全鋼工作平臺(tái)。二、結(jié)構(gòu)形式 平面布置，主次梁，主梁跨度，次梁跨度，次梁間距，鋪板寬，長(zhǎng)度，鋪板下設(shè)加勁肋，間距。共設(shè)根柱。如圖所示三、材料選擇 鋪板采用厚帶肋花紋鋼板，鋼材牌號(hào)為，手工焊，型焊條，鋼材彈性模量 ，鋼材密度，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為。四、鋪板設(shè)計(jì)（1）荷載計(jì)算 已知平臺(tái)均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，6mm厚花紋鋼板自重，恒荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4。 均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 均布荷載設(shè)計(jì)值（2）強(qiáng)度計(jì)算 花紋鋼板，取，平臺(tái)

3、板單位寬度最大彎矩設(shè)計(jì)值為： 強(qiáng)度為：（3）撓度計(jì)算取 設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度和剛度要求。五、加勁肋設(shè)計(jì)6 （1）鋪板設(shè)計(jì)平板厚度取。選用鋼板，鋼材為。加勁肋與鋪板采用單面角焊縫，焊角尺寸，每焊長(zhǎng)度后跳開(kāi)。此連接構(gòu)造滿足鋪板與加勁肋作為整體計(jì)算的條件。加勁肋的計(jì)算截面為圖所示的T形截面,鋪板計(jì)算寬度為，跨度為。 （2）荷載計(jì)算 分布在一T形截面簡(jiǎn)支加勁肋上的設(shè)計(jì)荷載應(yīng)為750mm范圍內(nèi)的荷載，加勁肋自重為，按均布荷載考慮。均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值均布荷載設(shè)計(jì)值（3）內(nèi)力計(jì)算 簡(jiǎn)支梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值 支座處最大剪力設(shè)計(jì)值 （4）截面特性計(jì)算 截面形心位置 加勁肋計(jì)算簡(jiǎn)圖截面慣性矩支座處抗剪面積只計(jì)鋪板部分，偏安全

4、仍取范圍，則（5）強(qiáng)度計(jì)算受拉側(cè)應(yīng)力最大截面塑性發(fā)展系數(shù)取， 受剪計(jì)算：（6）變形計(jì)算撓度計(jì)算設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度和剛度的要求。六、平臺(tái)梁 A次梁設(shè)計(jì)1、次梁1的設(shè)計(jì)（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖：將次梁看作兩端簡(jiǎn)支于主梁的彎曲構(gòu)件，梁跨6m。次梁的荷載主要是由鋪板加勁肋傳來(lái)相隔0.75m分布的集中力，但這一荷載可作為均布荷載考慮。選用熱軋普通工字鋼，設(shè)置主次梁，次梁與主梁做成鉸接連接。主梁與柱子做成鉸接。（2）選取型鋼梁截面 次梁上最大彎矩設(shè)計(jì)值 鋪板尺寸為750mm×3000mm，板和加勁肋傳給梁的荷載 次梁跨中彎矩設(shè)計(jì)值 最小截面模量 試選工28a，截面幾何特征如下 計(jì)入所選截面自重后均布荷載均布荷載

5、標(biāo)準(zhǔn)值 均布荷載設(shè)計(jì)值 因次梁構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，不計(jì)入構(gòu)造系數(shù)（3） 內(nèi)力計(jì)算： （4）強(qiáng)度計(jì)算 （5）變形計(jì)算： 設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度和剛度要求2、次梁2的設(shè)計(jì)（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖：將次梁看作兩端簡(jiǎn)支于主梁的彎曲構(gòu)件，梁跨6m。次梁的荷載主要是由鋪板加勁肋傳來(lái)相隔0.75m分布的集中力，但這一荷載可作為均布荷載考慮。選用熱軋普通工字鋼，設(shè)置主次梁，次梁與主梁做成鉸接連接。主梁與柱子做成鉸接。（2）選取型鋼梁截面 次梁上最大彎矩設(shè)計(jì)值 鋪板尺寸為750mm×3000mm，板和加勁肋傳給梁的荷載 次梁跨中彎矩設(shè)計(jì)值 最小截面模量 試選工20a，截面幾何特征如下 計(jì)入所選截面自重后均布荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值

6、均布荷載設(shè)計(jì)值 因次梁構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，不計(jì)入構(gòu)造系數(shù) （3）內(nèi)力計(jì)算： （4）強(qiáng)度計(jì)算 設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求（5）變形計(jì)算： 設(shè)計(jì)不滿足剛度要求（6） 選工20a，由于截面加強(qiáng)，故可不進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，只需進(jìn)行剛度驗(yàn)算。截面幾何特征如下 剛度滿足要求。B主梁設(shè)計(jì)1、主梁1的設(shè)計(jì)（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖：設(shè)主梁與柱子兩端為鉸接主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示（2）截面初選：對(duì)跨中二分點(diǎn)處作用2個(gè)相等集中荷載的簡(jiǎn)支梁，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取215N/mm2，梁的最小高度 梁的彎矩設(shè)計(jì)值先根據(jù)計(jì)算得到的次梁梁端反力為 其中系數(shù)1.1是考慮主梁自重后的附加系數(shù)，則所需截面模量為 經(jīng)濟(jì)高度 取為初選截面高度。主梁腹板的初選厚度為 其中近似

7、取 主梁腹板的初選厚度為 選腹板厚度為主梁翼緣的經(jīng)濟(jì)寬度為650/5650/3，即130mm217mm。初選為210mm，主梁翼緣厚可近似的估算：式中0.8系考慮腹板抗彎能力后對(duì)翼緣所需承載力的折減。這樣初選截面為：650mm×210mm×8mm×14mm。（3）截面的幾何性質(zhì)計(jì)算：截面面積慣性矩截面模量翼緣與腹板交界處面積矩 形心軸處面積矩 （4）荷載計(jì)算一根次梁端部傳遞的反力為：一根次梁反力標(biāo)準(zhǔn)值一根次梁反力設(shè)計(jì)值作用于主梁上的集中力標(biāo)準(zhǔn)值作用于主梁上的集中力設(shè)計(jì)值主梁自重的標(biāo)準(zhǔn)值并考慮構(gòu)造系數(shù)1.05后， 主梁自重的設(shè)計(jì)值 （5）內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示梁端

8、反力設(shè)計(jì)值主梁的剪力圖和彎矩圖如下 （6）強(qiáng)度計(jì)算1）跨中截面：2）p作用處2跨中截面翼緣與腹板交界處 構(gòu)造上考慮次梁連在主梁側(cè)面，故此處不需要計(jì)算局部承壓。3）支座截面1（7）整體穩(wěn)定計(jì)算考慮鋪板及次梁對(duì)主梁受壓翼緣提供的約束，整體穩(wěn)定可以不計(jì)算。（8）局部穩(wěn)定計(jì)算：翼緣寬厚比 腹板高厚比故無(wú)需應(yīng)配置加勁肋。 （9）撓度計(jì)算跨中撓度剛度滿足要求 （10）腹板 與翼緣連接焊縫計(jì)算：采用工廠埋弧自動(dòng)焊焊縫高度：按計(jì)算 按構(gòu)造 取2、 主梁2的設(shè)計(jì)邊跨主梁由于撓度起控制作用經(jīng)試算截面減小值較小，考慮到多加梁類型仍會(huì)增加成本，因此邊跨主梁采用新截面并不經(jīng)濟(jì)，所以邊跨主梁采用同中跨主梁相同截面。故仍取

9、650mm×210mm×14mm×8mm。七、柱設(shè)計(jì)1、柱1計(jì)算（1）軸力計(jì)算一根主梁傳遞的豎向反力設(shè)計(jì)值一根次梁傳遞的豎向反力設(shè)計(jì)值即柱頂軸力設(shè)計(jì)值柱子計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，因有柱間支撐，柱子高度為梁頂高度減去梁半高，即梁軸線到地面的高度。因柱子高度不大，設(shè)弱軸方向計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比為，由附錄查得b類截面軸心受壓構(gòu)件的的穩(wěn)定系數(shù)，則所需面積在所設(shè)邊界條件下，截面回轉(zhuǎn)半徑查附錄附表，HW150×150可滿足面積條件截面特性： （2）荷載計(jì)算柱頂軸力設(shè)計(jì)值可取，如考慮一半柱子重量集中柱頂 （3）整體穩(wěn)定計(jì)算繞兩主軸截面分類均屬b類曲線，故按較大長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算，查附錄得則（

10、4）剛度計(jì)算雖然截面承載力仍有相當(dāng)富余，但考慮便于與主梁的連接，確定采用此截面。2.柱1偏心驗(yàn)算主梁連接在柱子翼緣，距離中性軸較遠(yuǎn)，應(yīng)當(dāng)計(jì)算偏心，而次梁連接在柱子腹板上，距離中性軸較近，可看作軸心力，可不驗(yàn)算其偏心。截面選擇柱的截面仍選HW150×1502荷載計(jì)算柱頂軸力設(shè)計(jì)值可取3整體穩(wěn)定計(jì)算：柱截面為為壓彎構(gòu)件，偏心距主梁產(chǎn)生的彎矩為（1）強(qiáng)度驗(yàn)算 截面為雙軸對(duì)稱構(gòu)件，只需對(duì)翼緣處進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，截面塑性發(fā)展系數(shù)： 滿足要求。（2）彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 由，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，（b類截面）。 滿足要求。（3）彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算由，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，滿足要求。4剛度計(jì)算滿

11、足要求。2、 柱2計(jì)算角柱2荷載較小，但考慮到與主梁和次梁的連接，依然選用HW150×150。6、柱間支撐設(shè)置由于沒(méi)有水平荷載且豎向荷載較小，所以柱間支撐可按構(gòu)造設(shè)置。在橫向和縱向中間跨處設(shè)置橫向和縱向柱間支撐，采用雙角鋼。如圖所示。橫向最大計(jì)算長(zhǎng)度為，允許長(zhǎng)細(xì)比為200，則，選用.。支撐的連接采用焊縫連接，焊縫尺寸為8mm，同時(shí)在連接處設(shè)置M16的安裝螺栓。如圖所示?？v向最大計(jì)算長(zhǎng)度為，允許長(zhǎng)細(xì)比為200，則，選用.。支撐的連接采用焊縫連接，焊縫尺寸為8mm，同時(shí)在連接處設(shè)置M16的安裝螺栓。八、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)A主次梁連接（1）連接設(shè)計(jì)：試采用下圖的連接形式。根據(jù)主次梁截面幾何尺寸，選連

12、接角鋼L70×8，長(zhǎng)度180mm，鋼材為Q235。角鋼用6mm角焊縫焊于主梁腹板，施焊時(shí)，不采用引弧板。次梁與角鋼采用10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓承壓型連接，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，螺栓邊距皆40mm，中心距皆100mm，孔徑為17.5mm。（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200mm，螺栓開(kāi)孔處內(nèi)力為腹板參與工作部分的截面特性剪應(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)算折算應(yīng)力近似按以下方式計(jì)算： 在距梁端70mm處，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

13、力：梁端彎矩引起的螺栓剪力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗剪承載力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的承壓承載力：強(qiáng)度計(jì)算滿足要求。（4）角鋼連接焊縫計(jì)算：由于螺栓位置相對(duì)角鋼焊縫中心具有雙重偏心（e1與e2），其中偏心距已知，偏心距e2需計(jì)算確定。因?yàn)閲负缚p在轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，故只需在上下水平焊縫處各減6mm起落弧長(zhǎng)度。焊縫群受力為焊縫群截面特性計(jì)算應(yīng)力計(jì)算選取腳點(diǎn)進(jìn)行分析 強(qiáng)度計(jì)算時(shí)偏安全取，有B主梁與柱子1、主梁與柱側(cè)的連接設(shè)計(jì)：主梁、次梁、和柱的截面尺寸見(jiàn)圖。主梁擱置在小牛腿上，小牛腿為T(mén)形截面，尺寸見(jiàn)圖。小牛腿與柱翼緣用角焊縫連接，主梁支座反力通過(guò)支承面接觸傳遞。小牛腿2M12普通螺栓起安裝定位作用，與連接角鋼連接的2M12

14、普通螺栓起防止側(cè)傾作用。主梁梁端局部承壓計(jì)算：腹板翼緣交界處局部承壓長(zhǎng)度：梁端集中反力設(shè)計(jì)值則:即主梁端部可不設(shè)支承加勁肋。2、牛腿與柱的連接焊縫計(jì)算：角焊縫高度,扣除焊縫起始處各10mm后的焊縫截面見(jiàn)圖焊縫截面幾何特性計(jì)算： 截面形心位置： 焊縫截面承載力小于牛腿截面承載力設(shè)計(jì)值，故不再作牛腿截面抗彎、抗剪計(jì)算。 3、柱翼緣在牛腿翼緣拉應(yīng)力作用下是否需要設(shè)置橫向加勁肋：可參照現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017中7.4.1條規(guī)定計(jì)算柱翼緣厚度是否滿足： C次梁與柱子連接節(jié)點(diǎn)次梁與柱子連接選用選連接角鋼L70×45×8，長(zhǎng)度160mm，鋼材為Q235。角鋼用6mm角焊縫焊

15、于主梁腹板，施焊時(shí)，不采用引弧板。次梁與角鋼采用10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓承壓型連接，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，螺栓邊距皆35mm，中心距皆90mm，孔徑為17.5mm。(1) 梁端凈截面復(fù)核 梁端凈截面復(fù)核同次梁與主梁連接，在此不作贅述（2）螺栓連接計(jì)算梁端剪力引起的螺栓剪力：梁端彎矩引起的螺栓剪力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗剪承載力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的承壓承載力：強(qiáng)度計(jì)算滿足要求。（3）角鋼連接焊縫計(jì)算：由于螺栓位置相對(duì)角鋼焊縫中心具有雙重偏心（e1與e2），其中偏心距e1=40mm為已知，偏心距e2需計(jì)算確定。因?yàn)閲负缚p在轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，故只需在上下水平焊縫處各減6mm