鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)指導(dǎo)書(shū)

1、水工鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)-設(shè)備操作鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)一. 設(shè)計(jì)資料動(dòng)力車(chē)間內(nèi)設(shè)設(shè)備操作鋼平臺(tái)，標(biāo)高為4.0米，平臺(tái)布于廠房中間跨，平臺(tái)下無(wú)設(shè)備，南側(cè)與北側(cè)支承于廠房柱牛腿上，跨中按一定間距布置平臺(tái)支承柱，平面示意圖見(jiàn)附圖。設(shè)計(jì)規(guī)范采用GB50017-2003鋼結(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范。材料除要求者外，其余自行確定。二. 設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)設(shè)備操作平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼樓梯和鋼欄桿本次不設(shè)計(jì)），編寫(xiě)結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)和結(jié)構(gòu)繪制施工圖。三對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)的要求（用學(xué)校規(guī)定的統(tǒng)一封面裝訂成冊(cè)）文字?jǐn)?shù)量不限，但應(yīng)包括下列內(nèi)容。1 設(shè)計(jì)資料（只寫(xiě)本人的設(shè)計(jì)參數(shù)和所用規(guī)范）2 結(jié)構(gòu)平面布置示意圖，并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)3 一個(gè)板格的設(shè)計(jì)計(jì)算；一根次梁的設(shè)

2、計(jì)計(jì)算；一根主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算；選擇取一處主次梁交接處進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接計(jì)算。特別注意，裝訂順序如下：1 封面（按要求填寫(xiě)好）2 任務(wù)書(shū)3 指導(dǎo)書(shū)4 計(jì)算書(shū)目錄5 計(jì)算書(shū)（要編頁(yè)碼）6 設(shè)計(jì)感想和體會(huì)四.對(duì)圖紙要求要求繪制鋼平臺(tái)施工圖A1或者A2一張，施工圖內(nèi)容包括：1 結(jié)構(gòu)平面布置圖2 主梁施工圖（在結(jié)構(gòu)平面圖中表達(dá)清楚了主梁的截面和外形的話，可以不繪）。3 節(jié)點(diǎn)詳圖4 構(gòu)件表5 說(shuō)明五.進(jìn)度安排（共計(jì)一周）周一：布置任務(wù)、借工具和設(shè)計(jì)資料、領(lǐng)設(shè)計(jì)用紙、買(mǎi)圖紙和繪圖工具，結(jié)構(gòu)平面布置、板計(jì)算、次梁計(jì)算。周二：主梁計(jì)算，節(jié)點(diǎn)計(jì)算。周三：繪制圖框圖標(biāo)，布圖，繪結(jié)構(gòu)平面布置圖。第四：繪制主梁施工圖，平臺(tái)剖面

3、圖，節(jié)點(diǎn)詳圖。周五：編寫(xiě)材料表、說(shuō)明，圖線加粗和圖面修飾。六. 參考資料(1)武漢大學(xué) 范崇仁主編水工鋼結(jié)構(gòu)（第四版）M北京：中國(guó)水利水電出版社，2011(2) 03G1102 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制圖深度和表示方法 S 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社出版，2010七. 成績(jī)?cè)u(píng)定計(jì)算書(shū)占40%，施工圖占60%，采用五級(jí)等級(jí)制錄入設(shè)計(jì)成績(jī)。附圖:設(shè)備操作鋼平臺(tái)平面示意圖水工鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)-設(shè)備操作鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料描述工程概況，對(duì)建筑物安全級(jí)別、工作環(huán)境、材料選用、建筑構(gòu)造做法和使用活荷進(jìn)行概述，明確結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)。特別要說(shuō)明采用的設(shè)計(jì)規(guī)范編號(hào)及名稱。二、結(jié)構(gòu)布置平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)通常由鋪板（樓板）、梁、柱、柱間支

4、撐及梯子和欄桿等組成。平臺(tái)梁格通過(guò)鋪板直接承受平臺(tái)的荷載，可采用單向、雙向或復(fù)式梁格布置，具體采用時(shí)應(yīng)從經(jīng)濟(jì)上考慮，選擇使平臺(tái)鋪板和平臺(tái)梁總用鋼量最小，同時(shí)還要考慮施工和制作的方便，盡量做到簡(jiǎn)單合理。普通操作平臺(tái)一般采用雙向平臺(tái)梁格布置，次梁鉸支于主梁上。主梁間距為次梁跨度，次梁間距為鋪板跨度。鋪板采用花紋鋼板，次梁采用熱軋型鋼，次梁間距宜為1.52.5米，二級(jí)次梁（即加勁肋）間距宜為0.61.0米；主梁采用組合工字鋼梁，經(jīng)濟(jì)跨度為69米，最大跨度可達(dá)1215米。三、平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 平臺(tái)鋪板的一般要求包括：平臺(tái)鋪板的跨度l（一般取板的凈跨）不宜大于120150t（t為板厚）；平臺(tái)鋪板的撓度不宜大

5、于l/150；平臺(tái)鋪板厚度由計(jì)算確定，但不宜小于6 mm，可參照下表1取用；當(dāng)要求平臺(tái)鋪板具有較大水平剛度時(shí)，可采用密肋鋪板或在鋪板下設(shè)梁間水平支撐。平臺(tái)鋪板一般均需按一定間距設(shè)置加勁肋，板面按承受均布荷載計(jì)算（應(yīng)注意：樓面活荷載的分項(xiàng)系數(shù)，一般為1.4，但當(dāng)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2時(shí)取1.3）。平臺(tái)鋪板加勁肋的間距應(yīng)小于兩倍的鋪板跨距，且加勁肋的容許撓度不應(yīng)大于l/250，否則應(yīng)按無(wú)肋鋪板計(jì)算。設(shè)計(jì)有肋鋪板時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算平板和加勁肋兩部分。本次設(shè)計(jì)的平臺(tái)鋪板建議采用有肋鋪板；加勁肋的間距小于兩倍的鋪板跨距是為了保證加勁肋能夠起到協(xié)助承重的作用。當(dāng)加勁肋采用扁鋼時(shí)，加勁肋的高度一般為跨度的

6、1/121/15，且不宜小于60mm，厚度不宜小于其高度的1/15及5mm；當(dāng)加勁肋采用角鋼時(shí)，一般不宜采用截面小于L50×4或L56×36×4的角鋼，并應(yīng)將角鋼肢尖與鋼板焊接。對(duì)于不等邊角鋼，應(yīng)將長(zhǎng)肢與鋼板焊接。表1 平臺(tái)鋼鋪板的厚度平臺(tái)的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值/（kN/m2）1011202130>30可選平臺(tái)板厚t /（mm）68810101212141、平板計(jì)算 在進(jìn)行平板計(jì)算時(shí)，可將加勁肋視為平板的支承邊，具體方法為：當(dāng)平板的跨度b與加勁肋的間距a之比b/a2.0時(shí)，可按四邊簡(jiǎn)支的雙向板計(jì)算。四邊簡(jiǎn)支雙向板在均布荷載作用下的最大彎矩和撓度分別按下式計(jì)算：Mx=

7、1qa2 ； My=2qa2 ；=6Mmax/t2f ；max=(qa4/Et3)式中：a四邊簡(jiǎn)支板短邊方向的跨度；q（q）板單位寬度上均布荷載設(shè)計(jì)值（標(biāo)準(zhǔn)值）；Mx（My）四邊簡(jiǎn)支板在x方向（y方向）的彎矩；Mmax= maxMx ，My； 平臺(tái)鋪板截面上的最大應(yīng)力；，1，2系數(shù)，由下表2查得。當(dāng)平板的跨度b與加勁肋的間距a之比b/a2.0時(shí)，應(yīng)按兩端簡(jiǎn)支單跨板或連續(xù)單向板計(jì)算。此時(shí)板的跨度為加勁肋間距。2、加勁肋計(jì)算 有肋平臺(tái)鋪板如附圖2所示。平臺(tái)鋪板的板肋常用扁鋼或角鋼。四邊簡(jiǎn)支的平臺(tái)鋪板在均布荷載下的加勁肋，可按兩端支承在平臺(tái)梁上的簡(jiǎn)支梁計(jì)算其彎矩和撓度。以扁鋼作為加勁肋時(shí)，可按T形截

8、面計(jì)算。加勁肋的計(jì)算截面如附圖3考慮鋪板30倍厚度的寬度參與截面共同工作。加勁肋最大撓度不宜大于l/250?？缰凶畲髲澗兀?M=(1/8)q1 l02 ，q1= qa截面最大應(yīng)力：=M/Wxf 跨中最大撓度：max=5q1 l04/384EIx 式中：q1（q1）作用在平臺(tái)加勁肋上線荷載的設(shè)計(jì)值（標(biāo)準(zhǔn)值）；q作用在平臺(tái)鋪板上的均布荷載（包括自重）的設(shè)計(jì)值；a平臺(tái)加勁肋的間距；l0平臺(tái)加勁肋的計(jì)算跨度l0= l1+ l2（如附圖4）；平臺(tái)加勁肋的容許撓度；Wx（Ix）加勁肋對(duì)x軸的截面抵抗矩（截面慣性矩）。表2 四邊簡(jiǎn)支無(wú)肋鋪板的撓度和彎矩計(jì)算系數(shù)b/amax=(qa4/Et3)Mx=1qa2M

9、y=2qa2簡(jiǎn) 圖1.0120.04430.04790.04791.10.05300.05530.04941.20.06160.06260.05011.30.06970.06930.05041.40.07700.07530.05061.50.08430.08120.04991.60.09060.08620.04931.70.09640.09080.04861.80.10170.09480.04791.90.10640.09850.04712.00.11060.10170.04642.00.14220.12500.0375 附圖1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)平面示意圖 附圖2 有加勁肋平臺(tái)鋪板示意圖附圖3 加勁肋

10、肋板截面 附圖4 平臺(tái)加勁肋計(jì)算跨度四、平臺(tái)次梁設(shè)計(jì)在平臺(tái)結(jié)構(gòu)中，平臺(tái)次梁主要是承受平臺(tái)鋪板傳來(lái)的均布荷載，它一般采用熱軋工字鋼或槽鋼截面。工字鋼截面雙軸對(duì)稱，受力性能好，使用最為廣泛。 平臺(tái)次梁可設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)支梁或連續(xù)梁，構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)保證梁端與支座的連接與其計(jì)算假定一致。連續(xù)次梁由于支座彎矩的卸荷作用，跨間彎矩減小，撓度也隨之減小，因此，梁的截面可選擇得小些。 平臺(tái)次梁的容許撓度值通常為l/250，l為平臺(tái)次梁的跨度。型鋼梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1、截面選擇（MmaxWn型鋼型號(hào)）根據(jù)梁上作用的荷載和支座支承的情況計(jì)算其最大彎矩Mmax，然后根據(jù)所選用材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f，按強(qiáng)度和整體穩(wěn)定條件求所需截

11、面的凈抵抗矩Wn： 從而在型鋼規(guī)格表中選擇相應(yīng)的型鋼號(hào)。2、截面驗(yàn)算 型鋼梁的翼緣和腹板都比較厚，其寬厚比和高厚比一般均能滿足局部穩(wěn)定的要求，所以型鋼梁的截面驗(yàn)算只需進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算。強(qiáng)度驗(yàn)算：包括抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算。剛度驗(yàn)算：簡(jiǎn)支梁受均布荷載時(shí)max=5qk l4/384EIx整體穩(wěn)定驗(yàn)算：當(dāng)梁的受壓翼緣上無(wú)密鋪連牢的鋪板或工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的側(cè)向支承點(diǎn)間距離l1與其寬度b1之比超過(guò)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）第條的規(guī)定時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算整體穩(wěn)定性：=Mx /bWxf。五、平臺(tái)主梁設(shè)計(jì)在平臺(tái)結(jié)構(gòu)中，平臺(tái)主梁主要是承受平臺(tái)次梁傳來(lái)的集中荷載，一般

12、可采用軋制工字鋼、H型鋼和焊接工字形鋼梁。平臺(tái)主梁的容許撓度值為l/250l/600，一般取l/400，l為平臺(tái)梁的跨度。常用的平臺(tái)主梁有軋制型鋼梁和焊接工字形截面組合梁。軋制型鋼梁的設(shè)計(jì)可參照平臺(tái)次梁設(shè)計(jì)部分；由三塊鋼板拼焊成的工字形截面組合梁截面設(shè)計(jì)的步驟為：估算梁的高度，確定腹板的厚度和翼緣的尺寸，再根據(jù)選定的截面驗(yàn)算梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度（參見(jiàn)教材）。表3 按容許撓度確定的主梁的最小高跨比hmin/l相對(duì)容許撓度值/l1/2501/3501/4001/600hmin/lQ2351/241/17.11/151/10Q3451/16.41/11.71/10.21/6.8Q3901/14.71

13、/10.51/9.21/6.1表4 H型鋼或等截面工字形簡(jiǎn)支梁不需計(jì)算整體穩(wěn)定的最大l1/b1值鋼號(hào)跨中無(wú)側(cè)向支撐點(diǎn)的梁跨中受壓翼緣有側(cè)向支撐點(diǎn)的梁，不論荷載作用于何處荷載作用在上翼緣荷載作用在下翼緣Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0受壓翼緣局部穩(wěn)定要求： 組合梁腹板局部穩(wěn)定要求：腹板高厚比時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋 腹板高厚比時(shí)，如梁未承受集中荷載，可不設(shè)加勁肋；橫向加勁肋構(gòu)造要求：a0.5h0，a2h0 時(shí)，可按構(gòu)造要求取加勁肋間距不超過(guò)規(guī)范規(guī)定的最大間距；六、主次梁連接處節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)包括：

14、鋪板與加勁肋，加勁肋與次梁，次梁與主梁、主梁與柱的連接。次梁與主梁的連接方式由計(jì)算模型確定，簡(jiǎn)支次梁與主梁鉸接，連續(xù)次梁與主梁剛接。為保持平臺(tái)表面平整，一般均應(yīng)采用平接。 方案五方案八方案七七、施工圖繪制1圖幅、圖框和圖標(biāo)A1圖幅841X594，A2圖幅594X420。裝訂邊退進(jìn)25mm，其余三邊退進(jìn)10mm，用1.0特粗線繪圖框。圖標(biāo)位于圖紙右下角，圖標(biāo)外框用0.7粗線，內(nèi)部分格線用0.35中實(shí)線繪制。圖標(biāo)欄內(nèi)容和尺寸如下（欄中右邊和下面的數(shù)字為各欄的寬度和高度，單位：mm）：長(zhǎng)沙理工大學(xué)XX工程專(zhuān)業(yè)水工鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)設(shè)備操作鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)20設(shè)計(jì)4.0米標(biāo)高鋼平臺(tái)圖號(hào)10學(xué)號(hào)比例10指導(dǎo)日期1

15、025358020202結(jié)構(gòu)平面布置圖結(jié)構(gòu)布置圖主要表達(dá)各個(gè)構(gòu)件在平面中所處的位置并對(duì)各構(gòu)件選用的截面進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)用46號(hào)細(xì)線圓圈。平面布置復(fù)雜時(shí)，可增加剖面以便表示清楚各構(gòu)件的關(guān)系。構(gòu)件編號(hào)時(shí)，構(gòu)件截面和外形相同就編同一編號(hào)。3構(gòu)件圖格構(gòu)式構(gòu)件如平面桁架、立體桁架，以及截面較復(fù)雜的組合構(gòu)件等都需要繪制構(gòu)件圖，構(gòu)件圖表達(dá)構(gòu)件的外形、幾何尺寸及構(gòu)件中板件或桿件的截面尺寸，以便繪制施工詳圖。4 節(jié)點(diǎn)詳圖在相同構(gòu)件拼接處、不同構(gòu)件連接處、不同結(jié)構(gòu)材料連接處及需要特殊交代清楚的部位，繪制節(jié)點(diǎn)詳圖表示清楚各構(gòu)件間的相互連接關(guān)系及構(gòu)造特點(diǎn)。索引符號(hào)是由細(xì)線繪制的引出線和10號(hào)圓及水平直徑所組成。索引剖視詳圖時(shí)在剖切部位繪短粗剖切線，引出線一側(cè)為投影方向。索引符號(hào)圓中水平直徑上方數(shù)字為詳圖編制號(hào)，水平直徑下方數(shù)字表示詳圖所在的圖紙編號(hào)，如繪短線表示詳圖就在本圖紙上。詳圖符號(hào)表示詳圖的位置和編號(hào)，以14號(hào)粗實(shí)線圓繪制。當(dāng)詳圖與被