課程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)設(shè)計(jì)

柱支撐柱支撐鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目某車(chē)間工作平臺(tái)設(shè)計(jì)目的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)》是土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程后一個(gè)重要的綜合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力。通過(guò)基本的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，要求學(xué)生重點(diǎn)掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算、構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及繪制鋼結(jié)構(gòu)施工圖等專(zhuān)門(mén)知識(shí)，從而加深對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理基本理論和設(shè)計(jì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。三.設(shè)計(jì)資料某冶煉車(chē)間檢修平臺(tái)，平臺(tái)使用鋼材材質(zhì)、平面尺寸為15*15、活荷載為3kN/m2。不考慮水平向荷載。柱間支撐按構(gòu)造設(shè)置。平臺(tái)上三個(gè)有直徑1m檢修洞口，位置不限。平臺(tái)頂面標(biāo)高為6m，平臺(tái)下凈空至少4m，梁柱鉸接連接。平臺(tái)平面內(nèi)不考慮樓梯設(shè)置。參考資料：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教材鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)四.設(shè)計(jì)內(nèi)容確定結(jié)構(gòu)布置方案及結(jié)構(gòu)布置形式臺(tái)結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示依題意并經(jīng)綜合比較，平臺(tái)結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì)確定有關(guān)尺寸鋪板采用有肋鋪板，板格尺寸為1000mmX1500mm。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求及荷載作用情況，取鋪板厚6mm，板肋尺寸為6mmX60mm。驗(yàn)算鋪板的承載力和鋼度承載力驗(yàn)算計(jì)算鋪板和鋼肋的跨中最大彎矩鋪板自重標(biāo)準(zhǔn)值：q=7850x9.8x6x10-3=0.462kN/m2

板肋自重標(biāo)準(zhǔn)值：q=7850x9.8x6x60x10-6=0.0277kN/m板面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3kN/m2計(jì)算鋪板跨中最大彎矩，鋪板按四邊簡(jiǎn)支平板計(jì)算：查表得：a廣0.0812鋪板面荷載設(shè)計(jì)值q=1.2x0.462+1.4x3=4.754kN/m2鋪板單位寬度最大彎矩為M=aqa3=0.0812x4.754x13=0.386kN?m計(jì)算板肋的跨中最大2彎矩，可按兩端只承在平臺(tái)梁上的簡(jiǎn)支梁計(jì)算加勁肋承受的線(xiàn)荷載，恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：q-0.462x1+0.0277=0.4897kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：q=3kN/m加勁肋的跨中最大彎矩為：M=!ql2=：x(1.2x0.4897+1.4x3)x1.52=1.347kN?m8 8驗(yàn)算鋪板和加勁肋的計(jì)算強(qiáng)度鋪板截面的最大應(yīng)力為S=竺產(chǎn)=?x=64.33MPa<f=215N/mm212h 62x10-6加勁肋可考慮鋪板30倍厚度的寬度參與截面共同工作，計(jì)算截面如圖3-2所示。截面面積180x6x3+60x6x36截面形心軸到鋪板的距離：y=——。小r——=11.25mm=0.01125m180x8+60x6截面對(duì)形心軸x的截面慣性矩：加勁肋截面最大應(yīng)力為鋪板和加勁肋鋼度驗(yàn)算鋪板查表得a=0.0843普板面荷載標(biāo)準(zhǔn)值q'=0.462+3=3.462kN/m2鋪板跨中最大撓度：鋼板容許撓度：V]=l/150=1000/150=6.67mm加勁肋加勁肋跨中最大撓度加勁肋容許撓度V]=l/250=1500/250=6mm平臺(tái)次梁設(shè)計(jì)假設(shè)平臺(tái)次梁與平臺(tái)主梁鉸接連接，平臺(tái)次梁CL1可看作是兩端支承在平臺(tái)主梁上的簡(jiǎn)支梁來(lái)的均布荷載。平臺(tái)次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-3所示。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=0.4897x1.5=0.73455kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=3x1.5=4.5kN/m次梁跨中最大彎矩：M=1ql2=(1.2x0.73455+1.4x4.5)x52/8=22.44kN/mmax8其中，承受著平臺(tái)鋪板傳(1)截面選擇其中，承受著平臺(tái)鋪板傳梁所需的截面抵抗矩w=Mmax= ：!。=1.044X10-4m3=104.4cm3xf215x106次梁采用工字形型鋼截面，由型鋼規(guī)格查表得：I16:A=26.1cm2,Ix=1130cm4,Wx=141cm3,Ix/Sx=13.8cm,自重20.5kg/m能滿(mǎn)足其要求，因此選I16為次梁截面。驗(yàn)算所選截面的承載力算抗彎承載力驗(yàn)算考慮自重后M=[1.2X(0.73455+0.0205x9.8)+1.4X4.5]X52/8=29.98Kn.m作用在梁上的荷載為靜力荷載，因此，截面最大應(yīng)力抗剪承載力驗(yàn)算次梁最大剪力：截面最大剪應(yīng)力：梁整體穩(wěn)定驗(yàn)算梁的受壓翼緣有帶肋鋪板與其牢固連接，整體穩(wěn)定可以滿(mǎn)足要求。因此不必驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定。梁的剛度驗(yàn)算抗彎強(qiáng)度計(jì)算平臺(tái)主梁設(shè)計(jì)假定平臺(tái)主梁與平臺(tái)柱鉸接連接，平臺(tái)主梁ZL1可看作是兩端支承在平臺(tái)柱上的簡(jiǎn)支梁，承受著平臺(tái)次梁傳來(lái)的荷載。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F=(0.73455+20.5x9.8x10-3)x103x5=4.677kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F=4.5x5=22.5kN4 4主梁支座反力：R=—F=—x(1.2x4.677+1.4x22.5)=74.23kN2 2(1)主梁跨中最大彎矩：主梁的截面抵抗矩：主梁截面最小高度：龍血廣1/15=7500/15=500mm根據(jù)截面的最小高度和抵抗矩選H型鋼(2)梁截面驗(yàn)算截面承載力驗(yàn)算梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：q=7850x9.8x0.0114x1.05=920.85N/m這里的系數(shù)1.05為考慮加勁肋，焊縫等引起的自重增加考慮梁自重后跨中最大彎矩和最大剪力分別為：彎曲正應(yīng)力驗(yàn)算剪應(yīng)力驗(yàn)算174.79x250x106 ,跨中截面邊緣折算應(yīng)力。= =91.42N/mm247800x104整體穩(wěn)定驗(yàn)算次梁可作為主梁的側(cè)向支撐，因此把主梁側(cè)向支撐點(diǎn)的距離l1=1.8m,l2/b=1800/201=9<16能滿(mǎn)足工字型截面簡(jiǎn)支梁不需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定的條件，整體穩(wěn)定得以保證。 2鋼度驗(yàn)算主梁在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用力支座反力

跨中最大彎矩：M=74.22x3跨中最大彎矩：M=74.22x3-27.117x1.5=181.8943?mmax局部穩(wěn)定驗(yàn)算翼緣局部穩(wěn)定驗(yàn)算腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算Ml2= Ml2= 181.894x103x56.25 =104心1oEl—10x2.06x1011x47800x10-8—"**平臺(tái)柱承受平臺(tái)主梁傳來(lái)的荷載，平臺(tái)柱承受平臺(tái)主梁采用鉸接。平臺(tái)柱承受的軸心力的設(shè)計(jì)值為N=5F+ql=5x37.1124x103+920.85x1.2x7.5=193.85kN(1)確定柱截面尺寸由于作用支柱的壓力很小，假定柱的長(zhǎng)細(xì)比人=100按b類(lèi)截面查軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)中=0.555…—,N 1.9385x105平臺(tái)柱所需的截面面積A^―= =1.62x10-3m2=1620mm29f 0.555x215x106取柱按結(jié)構(gòu)要求為HW175x175其截面特征值："=7.5mm,12=11mm,A=51.43cm2重量重量40.3kg/m,I=2900cm4,1=984cm4,W=331cm3,i=7.5cm,i=4.37cm(2)驗(yàn)算平臺(tái)柱截面的承載力、整體穩(wěn)定和鋼度因柱截面沒(méi)有削弱，若柱整體穩(wěn)定能滿(mǎn)足要求，則柱的承載力也能滿(mǎn)足要求。因此，只需驗(yàn)算柱的整體穩(wěn)定。平臺(tái)高6000mm，兩端鉸接，平臺(tái)內(nèi)與平臺(tái)外的計(jì)算長(zhǎng)度均為6000mm，則按b類(lèi)截面查得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：9m.n=90,=0.408平臺(tái)柱自重標(biāo)準(zhǔn)值：%=7850x9.8x0.005134x6x1.2=2.84kN這里的系數(shù)1.2為考慮焊縫及柱頭、柱腳等引起的自重增加。柱承受的軸心力的設(shè)計(jì)值N=1。9385x105+1.2x2.84x103=197258N=94N/mm=94N/mm2<f=215N/mm29.A-0.408x5143柱整體穩(wěn)定能滿(mǎn)足要求。平臺(tái)柱柱腳設(shè)計(jì)平臺(tái)柱承受的軸心力較小，柱腳采用平板式鉸接構(gòu)造形式如圖所示?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，抗壓強(qiáng)設(shè)計(jì)值(1)柱承受的軸心力設(shè)計(jì)值底板需要面積按構(gòu)造要求取柱底板尺寸為-200*200*20底板y爭(zhēng)面積：200x200—4x兀d2/4=38744mm2>A=20547.71mm2即取的底板尺寸滿(mǎn)足要求(2)焊縫計(jì)算按構(gòu)造要求取h=6mm次梁與主梁的連接計(jì)算如圖所示3-7所所示。R=1.2x0.5x37.1124=22.267kN梁與柱的連接計(jì)算主梁與柱的連接連接如圖3-8所示其中的螺栓為構(gòu)造要求，不必進(jìn)行計(jì)算。其中側(cè)面角焊縫或正面焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于8hf和40mm——</