鋼結(jié)構(gòu)加勁肋版

中南大學(xué)土木建筑學(xué)院土木工程專業(yè)（本科）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程設(shè)計任務(wù)書題目：鋼框架工作平臺設(shè)計姓名：班級：學(xué)號：建筑工程系

□=一、設(shè)計規(guī)范及參考書籍1、 規(guī)范□=一、設(shè)計規(guī)范及參考書籍中華人民共和國建設(shè)部.2001)中華人民共和國建設(shè)部.—2010)中華人民共和國建設(shè)部.中華人民共和國建設(shè)部.中華人民共和國建設(shè)部.(GB50205-2001)2、 參考書籍建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50105—房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50001建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50105—房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB5009—2001)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017—2003).鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范毛德培.鋼結(jié)構(gòu)，中國鐵道出版社，1999陳紹藩.鋼結(jié)構(gòu)，中國建筑工業(yè)出版社，2003李星榮等.鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設(shè)計手冊(第二版)，中國建筑工業(yè)出版社，2005包頭鋼鐵設(shè)計研究院中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)協(xié).鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算(第二版)，機(jī)械工業(yè)出版社，2006二、設(shè)計資料某廠一操作平臺，平臺尺寸16.000X18.000m,標(biāo)高2.50m（第一組），平臺布置圖如圖1所示。該平臺位于室內(nèi)，樓面板采用壓花鋼板，平臺活載按4.0kN/m2考慮。設(shè)計中僅考慮豎向荷載和活載作用。三、設(shè)計內(nèi)容要求（1） 板的設(shè)計（板的選擇、強(qiáng)度驗算、撓度驗算）（2） 選一跨次梁設(shè)計（截面設(shè)計、強(qiáng)度驗算、剛度驗算）（3）選一跨主梁設(shè)計（截面設(shè)計、強(qiáng)度驗算、剛度驗算）（4） 柱的設(shè)計（截面設(shè)計、整體穩(wěn)定性驗算）（5） 節(jié)點設(shè)計（主梁與柱的連接、主次梁的連接）（6） 計算說明書，包括（1）?（5）部分內(nèi)容（7） 繪制平臺梁柱平面布置圖、柱與主次梁截面圖、2個主梁與柱連接節(jié)點詳圖（邊柱和中柱）、2個次梁與主梁連接節(jié)點詳圖（邊梁、中間梁）、設(shè)計說明°（A2圖紙一張）四、設(shè)計過程板的設(shè)計（1）板的選擇選用8mm厚的壓紋鋼板，鋼材牌號為Q235，其自重為66.8kg/m2。鋪板采用加勁肋，間距為1000mm，其示意圖如下:

（2）板的強(qiáng)度驗算壓花鋼板按四邊簡支板算，對于單位板帶有：樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值：qk0=4?0KN/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值：qki=66.8X9?8：103=0?655KN/m2樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q「4+0.655=4.655KN/m2樓面荷載設(shè)計值：q=1.2qki+1?4qk「0.655X1.2+4X1.4=6.386KN/m2最大彎矩：M=aqa2由b/a=2000/1000=2（a、b分別為四邊簡支板的短邊和長邊），查表可得。=0?1017,6二0?1106,丫=1?2。:.M=aqa=0.101又6.38&12=0.64KNm/m板的強(qiáng)度max6Mma6max6Mma6x0.64940312X82—=50.74V/mm〈f=215N/mm所以板的強(qiáng)度滿足要求。（3）板的撓度驗算vmaxqa4 vmaxqa4 =6—=0.110&Et34.655403x100(42.06x10)x83「]l1000<=4.8mm<「v]== =6.67mm150150所以板的撓度滿足要求。Q計算尺寸肋板的高度取跨度的1/15?1/12，即取67?83mm，選用鋼板80X6mm，鋼材為Q235。加勁肋與鋪板采用單面角焊縫，焊角尺寸6mm,每焊150mm長度后跳開50mm。此連接構(gòu)造滿足鋪板與加勁肋作為整體計算的條件。加勁肋的計算截面為圖所示的T形截面，鋪板計算寬度為30t=240mm，跨度為1m。。荷載計算分布在一T形截面簡支加勁肋上的設(shè)計荷載應(yīng)為1000mm范圍內(nèi)的荷載，加勁肋自重為0.08X0.006X78.5=0.038KN/m，按均布荷載考慮。均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=4.6554+0.038=4.69KN/mk均布荷載設(shè)計值：q=6.38&1+1.2<0.03*6.43KN/mdQ內(nèi)力計算簡支梁跨中最大彎矩設(shè)計值：M=1x6.432x22=3.216KN?mmax8支座處最大剪力設(shè)計值：V=1x6.432x2=6.432KNmax2Q截面特性計算240240A=2400mm2I=1009664mm4xW=78880mm3上W下二13426.4mm3Q強(qiáng)度及撓度驗算_M 3.216x106b—max— —199創(chuàng)/mm<f=215V/mmmaxyw1.2x13426.4尤V^ ,6.4324。Tmax—1.5—1.5x—20.1V/mm<f=125V/TmaxItA 80x6 vVv-性- 河亦000 -4用冰0L=6?mmmax3845I384<2?0&18x1009664 150X故加勁肋強(qiáng)度和撓度滿足要求。次梁設(shè)計次梁選擇選取116熱軋工字型鋼做次梁，鋼種為Q235，其截面特性如下：h=160mmb=88mmt=6mm A=26.11cm2I=1127cm4 Wj140.9cm3S=80.8cm3gj0.2KN/m荷載計算將次梁看作兩端簡支于主梁的彎曲構(gòu)件，梁跨4m。次梁的荷載主要是由鋪板一加勁肋傳來相隔1m分布的集中力，但這一荷載可作為均布荷載考慮。均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q「4.693X2+0.2=9.586KN/m均布荷載設(shè)計值：q=6.432X2+0.2X1.2=13.104KN/m計算簡圖為：13.1044000次梁彎矩圖:26.208次梁剪力圖：一26.20826.208強(qiáng)度驗算Q抗彎強(qiáng)度：b=Mwax=]2；2：；91°=177JV/mm<f=215N/mmxnxQ抗剪強(qiáng)度：VS26.2081C3X80.&1Ot=x==31.3N/mm<f=125V7mmmaxIt 1127<1QX6 vQ折算應(yīng)力(腹板與翼緣連接處)：h 140一一.b=b C=177.1k =154.9N/mmmaxh 160=25.58V/mmVS26.208403=25.58V/mm x= It 1127x104x6b=偵蒞聲=、；154.96_3x25.5年161.17/mm<1.f=1.X215=236N/mm5ql4 5x9.586<4000 「］l4000v= k-=13.7mm<Lv」==-16mm384EI384x2.0640x1127x1Q 250250刀所以次梁的剛度滿足要求。(5)整體穩(wěn)定性驗算14000由于b="5>13,所以需驗算其整體穩(wěn)定性。由查表可得：中廣0.876故：M 26.20840) l--212.3N/mm<f-215N/mm甲W0.876<140.9X103所以整體穩(wěn)定性滿足要求。由于選用的次梁為熱軋工字鋼，故不需驗算其局部穩(wěn)定性。主梁設(shè)計(1)主梁選擇由于邊主梁荷載小于中間主梁荷載，所以按中間主梁設(shè)計計算。選取I32a熱軋工字型鋼做主梁，鋼種為Q235，其截面特性如下：h=320mm b=130mm t=9.5mm A=67.12cm2I=11080cm4 W=692.5cm3S=400.5cm3 y=52.69kg/m設(shè)主梁與柱子兩端為鉸接，主梁承受自重和次梁傳遞的集中荷載。其計算簡圖如下：p P1/1u11ir1MI11uvv11u111'—20001 2000<-6000荷載標(biāo)準(zhǔn)值：主梁自重：52.69k9.8-103=0.516KN/m恒載集中力：1.586k2x2=6.344KN活載集中力：4x2x2x2=32KN荷載設(shè)計值：主梁自重：0?516x1.2=0.6192KN/m恒載集中力：6.344x1.2=7.7196KN活載集中力：32x1.4=44.8KN梁內(nèi)跨中最大彎矩為：1 ”…、_八_ “M=_x0.6192x62+(7.7196^44.8)x(3-1)=107.83KN?m8兩端最大剪力為：V=1x「0.6192x6+(7.7196+44.8)x2]=52.83KN2「 」①抗彎強(qiáng)度在翼緣邊緣的彎曲應(yīng)力為:b=M= 107.83x106 =148.3N/mm2vfmaxY~W~1.05x692.5x103②抗剪強(qiáng)度在腹板中間處剪應(yīng)力為:而52.83<1Qx400510t=jl= 1108010495=20.1伽/mm<f=125V/mmx*折算應(yīng)力腹板與翼緣連接處為:b=b、=148.3x290=134.4V/mmmaxh 320t=Yx=mggZ"38^=8.9CN/mmIt 1108043x6b=』6+3u2=』134.4+3x8.992=135.3V/mm<1?f所以強(qiáng)度滿足要求。

5ql4+6.8也135x0.6192<60004+6.81x52.83x10?x6000八”l“

v===9.27mmv=16mm384EI 384x2.06x105x11080<104 250%所以剛度滿足要求。(5)整體穩(wěn)定性驗算由于L=4000=30.8〉13,所以需驗算其整體穩(wěn)定性。由杳表I—*—IJ] ICC ，//I ||I」/、_1±^|丁，|/口/\1^|_1_^。I—1—1J=Lb130可得：中b=爵33。故:=166.89N/mm2<fM_ 107.83=166.89N/mm2<f^bW~~0.933x692.5x103所以整體穩(wěn)定性滿足要求。由于選用的主梁為熱軋工字鋼，故不需驗算其局部穩(wěn)定性。由于選用的主梁為熱軋工字鋼，故不需驗算其局部穩(wěn)定性。柱的設(shè)計柱的選擇平臺柱承受平臺主梁傳來的荷載，平臺柱承受平臺主梁采用鉸接。選用HW150X150型鋼，鋼種為Q235,其截面特性如下:t=10mmt=7mm A=4055mm2Y=31.9kg/mW=221cm3xW=75.1cm3yI=1600cm4 I=564cmW=75.1cm3y無偏心柱設(shè)計計算。1荷載計算一根主梁傳遞的豎向反力設(shè)計值：Nj52.83KN一根次梁傳遞的豎向反力設(shè)計值：N「26.208KN柱頂軸力設(shè)計值：N=(52.83+26.208)X2=158.076KN?整體穩(wěn)定性驗算25002500=39.1263.9人=2500=67.02y37.3故只需考慮y方向。查表得：甲b=0-769o158.°76*103=50.69N/mm2<f0.769x4055所以整體穩(wěn)定性滿足要求。主梁作用偏心柱設(shè)計計算Q荷載計算柱頂軸力設(shè)計值：N=52.83+26.208X2=105.246KN柱頂彎矩設(shè)計值：M=52.83X150/2X10-3=3.96KN?m?強(qiáng)度驗算NM 105.246x103 3.96x106一+=+=43.02N/mm2<fAyW4055 1.05x221x103?整體穩(wěn)定性驗算

平面內(nèi)穩(wěn)定：查表得中=0.903平面內(nèi)穩(wěn)定：查表得中=0.903，而&=0.65mxN'Ex兀2EA兀2X2.06x105XN'Ex_—= =4897.4KNTW 1.1x39.122XN + "yW(1-0.喙)xX1NEx=40.1N/mm<f105.246X=40.1N/mm<f0.903X4055+^^^3^777^52461.05x221x103x(1- )4897.4所以平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。平面外穩(wěn)定：查表得飛=0.769，而P飲=0.65，門=1。中=1.07-￥?f=1.07-67.02?竺=0.968b44000235 44000235N+tiPM=105.246X10+0.65x3.96x106=3376^￡^~A+n~^W=0.769<4055+0.968x221x10?=.f所以平面外穩(wěn)定滿足要求。次梁作用偏心柱設(shè)計計算。1荷載計算柱頂軸力設(shè)計值：N=52.83X2+26.208=131.868KN柱頂彎矩設(shè)計值：M=26.208X150/2X10-3=1.966KN?m

NM131.86810 1.96&1。=57.45//mm<f1.05<75.X1(34055_+ =57.45//mm<f1.05<75.X1(34055ATWQ整體穩(wěn)定性驗算平面內(nèi)穩(wěn)定：查表得中平面內(nèi)穩(wěn)定：查表得中—0.769，而3疽0.65N'Ey 1.1人2y1.1N'Ey 1.1人2y1.1x67.022NP + -入79yAyW](1-0.8當(dāng))myMyNEy0.65x1.966x106131.868x1030.769<40551.05x75.1x103x(1-131.868)1668.6=57.21N/mm2<f兀2EA兀2x2.06x105x4055—_——1668.6KN所以平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。平面外穩(wěn)定：查表得9廣0.903，而&廣0.65，門-1人29—1.07—xbf—1.07-39.12.竺=1.035>1人29—1.07—xb44000235 44000235悅=方幽皿+O.mW06=53.0悅=方幽皿+O.mW06=53.0N/mm2<f +門少y— + 9A9W 0.903<4055 1x75.1x1。所以平面外穩(wěn)定滿足要求。

角柱設(shè)計計算Q荷載計算柱頂軸力設(shè)計值：N=52.83+26.208=79.038KN柱頂彎矩設(shè)計值：M=52.83X150/2X10-3=3.96KN?mM=26.208X150/2X10-3=1.966KN?my?強(qiáng)度驗算NMM + + y_AyWyW=61.4N=61.4N/mm<f++4055 1.05<75.k1。1.05<22MO?整體穩(wěn)定性驗算蘭+g~+K叩yW(3#)%氣XX1 NEx79.03<1。 0.65x3.96<106 0.65x1.966<106= —+ "rvrc+ = 0.903<40551.0云221x1。x(1—79.038 ^75."。48974=49.93V/mm<f蘭+ "”+勝叩丫W(wǎng)（1-0?吧）%弋yy1 NEy79.038d。 0.65x1.966<105 0.65x3.96x10= + +0.968<221x100.769<40551.05<75.1<1。x0.968<221x101668.=54.3W/mm<f所以整體