鋼制平臺(tái)計(jì)算手冊(cè)

鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)

設(shè)計(jì)闡明書(shū)

設(shè)計(jì):

校核:

太原市久鼎機(jī)械制造有限企業(yè)

二零一四年十月

目錄

1.設(shè)計(jì)資料......................................................3

2.構(gòu)造形式......................................................3

3.材料選擇......................................................3

4.鋪板設(shè)計(jì)......................................................3

5.加勁肋設(shè)計(jì)....................................................5

6.平臺(tái)梁........................................................6

6.1次梁設(shè)計(jì).......................................................6

6.2主梁設(shè)計(jì)......................................................7

7.柱設(shè)計(jì)........................................................9

8.柱間支撐設(shè)置..................................................11

9.主梁與柱側(cè)口勺連接設(shè)計(jì).........................................11

鋼構(gòu)造平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)資料

1.1廠房?jī)?nèi)裝料平臺(tái)，平面尺寸為5.2X3.6nl（平臺(tái)板開(kāi)洞7個(gè)，開(kāi)洞尺寸460X460nmi）,

臺(tái)頂面標(biāo)高為5.2m。平臺(tái)上平均布荷載為5kN/nf,不考慮水平向荷載，設(shè)計(jì)全鋼工

作平臺(tái)。

1.2參照資料：

1）鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范

2）建筑構(gòu)造荷載規(guī)范

3）鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)手冊(cè)

4）建筑鋼構(gòu)造焊接規(guī)范

4.2強(qiáng)度計(jì)算

花紋鋼板〃/a=1260/900=1.4V2，取a=0.08,平臺(tái)板單位寬度最大彎矩

設(shè)計(jì)值為：

o2

Mmax=aqa"=0.08X7.46X0.9~=0.48kN-m

Mmax6Mmax6x0.48，八，/2”、，/2,?廣/2

-----=----；—=---------=96000KN/m=96N/mm<215N/mm

yxWyt21.2XO.OO52

4.3撓度計(jì)算

取B=0.110,E=2.06X105N/mm2

5.38X10-3X9003

=0.110X-------------------=0.01126<l/15O=O.OO67

2.06X105X53

設(shè)計(jì)滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度規(guī)定。

5.加勁肋設(shè)計(jì)

5.1計(jì)算尺寸：

肋板的J高度取跨度的I1/157/12,即取84?105,選用鋼板?100X10,鋼材

為Q235o加勁肋與鋪板采用單面角焊縫，焊角尺寸4mm,每焊150mm長(zhǎng)度后

跳開(kāi)50mm。此連接構(gòu)造滿(mǎn)足鋪板與加勁肋作為整體計(jì)算的條件。加勁功的計(jì)算截

面為圖所示的T形截面,鋪板計(jì)算寬度為30t=150mm,跨度為0.9m。

5.2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900mm范圍內(nèi)的荷載，加勁肋

自重為O.1X0.01X78.5=0.079kN/m,按均布荷載考慮。

均布荷載原則值亦=5.38X0.9+0.079=4.92kN/m

均布荷載設(shè)計(jì)值gd=7.46X0.9+1.2X0.079=6.8kN/m

5.3內(nèi)力計(jì)算：

簡(jiǎn)支梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值

1212

Mmax=-ql=-X6.8X1.26~=1.35kN?m

88

支座處最大剪力設(shè)計(jì)值

V=6.8X1.26/2=4.28kN

5.4截面特性計(jì)算，

加勁肋il算簡(jiǎn)圖如下

截面形心位置

_(150x5xl02.5+100xl0x50)

卜150x5+100x10=72.5mm

截面慣性矩

3932

7=150X5/12+150X5X(102.5-72.5)+10X100712+100X10(72.5-50)

=576145mm4

支座處抗剪面積只計(jì)鋪板部分，偏安全仍取范圍，則

AV=1OOX10=1000mm2

5.5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1.20,

M1.35X106X72.5一人…,2

------------------=14.16N/mm-<215N/mnr

YxWnx12x576145

受剪計(jì)算:

VSYLV?4.28X103

-=1.5—=1.r5-----------=6.42N/mm2<125N/mm2

ItAv1000

5.6變形計(jì)算:

撓度計(jì)算

3

丫_5qx135X4.92X1260

5=0.001<1/150=0.0067

1—384EIX384X2.06X10X576145

設(shè)計(jì)滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度日勺規(guī)定。

6.平臺(tái)梁

6.1次梁設(shè)計(jì)

選用熱軋一般槽鋼，設(shè)置主次梁，次梁與主梁做成剛接。主梁與柱子做成較接連接。

6.1.1中間次梁計(jì)算

將次梁看作兩端簡(jiǎn)支于主梁的彎曲構(gòu)件，梁跨2.79mo次梁的荷載重要是由鋪板一

加勁肋傳來(lái)相隔1.26m分布的集中力，但這一荷載可作為均布荷載考慮。

6.1.2選用型鋼梁截面：

次梁上最大彎矩設(shè)計(jì)值

qBS=6.8X1.26/0.9=9.52kN/m

次梁跨中彎矩設(shè)計(jì)值

2

Mmax=9.52X2.79-/8=9.26kNm

最小截面模量

Mmax9.26X106八八？八4

W=二--------=41019mm=41.0cmJ

x,mmiinyxfy1.05X215

試選槽鋼［I8b,截面幾何特性如下

h=180,b=70,tw=9,t=10.5,r=10.5,ri=5.25,y=22.99kg/m,L=1369.9cm,

33

Wx=152.2cm,Sx=91.6cm

均布荷載設(shè)計(jì)值

qBS=9.52+1.2X0.23=9.8kN/m

因次梁構(gòu)造較為簡(jiǎn)私，不計(jì)入構(gòu)造系數(shù)

6.1.3內(nèi)力計(jì)算：

Mmax=9.8X2.7//8=9.54kNm

Vmax=9.8X2.79/2=13.67kN

6.1.4強(qiáng)度計(jì)算

Mmax9.54X106

■=59.7N/mm2<215N/mm2

1.05X152.2X103

YxWx

受剪計(jì)算:

VS13.67x91.6x106

=10.06N/mm2<125N/mnr

It1369.9X9X104

6.1.5變形計(jì)算:

qBSk=1.26/0.9X4.92+0.23=7.12kN/m

v5qx135X7.12X279()3______

=0.0007<1/150=0.0067

rS4

384EIX384X2.O6X1OX1369.6X1O

設(shè)計(jì)滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度規(guī)定

6.2主梁設(shè)計(jì)

平臺(tái)主梁與平臺(tái)柱較接連接，平臺(tái)主梁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。

-3

恒荷載原則值:qik=(6.2+22.9X9.8X10)X2=12.85KN

活荷載原則值：qk=5X1.26X2=12.6KN

主梁支座反力:R=3/2(1.2X12.85+1.4X12.6)=49.59KN

主梁跨中最大彎矩：

Mmax=49.59X1.765-d9.59X1.26-25.OdkNm

Vmax=R=49.59KN

主梁的最小截面模量

6

Mmax_25.04xi033

vvEJ==110919mm=lllcm

x,minyxfy1.05x215

選用型鋼梁截面：

試選槽鋼［18b,截面幾何特性如下

h=180,b=70,tw=9,t=10.5,r=10.5,ri=5.25,y=22.99kg/m,

432

Ix=1369.9cm,Wx=152.2cm,Sx=91.6cm'

梁截面驗(yàn)算

①截面承載力驗(yàn)算

梁自重原則值：q=22.99X9.8X1.05=0.24kN/m

這里的J系數(shù)1.05為考慮加勁肋，焊縫等引起日勺自重增長(zhǎng)

考慮梁自重后跨中最大彎矩和最大剪力分別為：

2

Mx=39.64+1/8X0.24X1.2X2.565=25.28kNm

Vmax=49.59+0.24X1.2X2.565=50.32KN

彎曲正應(yīng)力驗(yàn)算

25.28X10622

Mmax,=158N/mm<215N/mm

1.05X152.2X103

丫xWx

剪應(yīng)力驗(yàn)算

VS50.32x91.6x106

=37.03Nmm<125N/mm

It1369.9X9X104

設(shè)計(jì)滿(mǎn)足強(qiáng)度規(guī)定

②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)向支操點(diǎn)口勺距離

11=2.79/2=1.395m,li/b=1395/180=8<16能滿(mǎn)足截面簡(jiǎn)支梁不需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定日勺條件,

整體穩(wěn)定得以保證。

③鋼度驗(yàn)算

跨中最大撓度：

2

_Mmaxl_25.28X103x2.5652

88

Vmax-10EIx-1OX2.O6X1OX137OX1O_-,一

「12565

[V]=——=——=6.4mm

L」400400

Vmax^^V]（設(shè)計(jì)滿(mǎn)足剛度規(guī)定）

7.平臺(tái)柱設(shè)計(jì)

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)主梁采用較接。

平臺(tái)柱承受MJ軸心力的設(shè)計(jì)值為

N=5F+ql=5X49.59/2+0.24X1.2X1.765=124.48KN

7.1確定柱截面尺寸

由于作用支柱的壓力很小，假定柱的I長(zhǎng)細(xì)比4=100

按b類(lèi)截面查軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)0=0.555

平臺(tái)柱所需的截面面積

N124.28X1D3-Q)

-

<bf-0.555X215X106=1.04X10=1040mm

按構(gòu)造規(guī)定取柱為工鋼T20b,截面幾何特性如下

1

h=200,b=102,tw=9,t=l1.4,r=9.0,n=4.5,y=31.05kg/m,lx=2502cm,

332

Wx=250.2cm,Sx=146.1cmA=39.55cm-ix=7.95cm,iy=2.07cm

7.2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)有減弱，若柱整體穩(wěn)定能滿(mǎn)足規(guī)定，則柱H勺承載力也能滿(mǎn)足規(guī)定。因此,

只需驗(yàn)算柱H勺整體穩(wěn)定。

平臺(tái)高5200mm,兩端錢(qián)接，平臺(tái)內(nèi)與平臺(tái)外H勺計(jì)算長(zhǎng)度均為5200mni,則

lox=loy=5200mm

Xox=lox/ix=5200/79.5=65.4<［X>350

Xoy=loy/iy=5200/20.7=251<［入］=350

柱剛度能滿(mǎn)足規(guī)定。

按b類(lèi)截面查得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：0mm=90y=0.408

平臺(tái)柱自重原則值：

N=7.85X9.8X0.003955X5X1.2=1.83KN

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長(zhǎng)。

柱承受的軸心力H勺設(shè)計(jì)值

53

N=l.2448X10+1.2X1.83X10=126676N

N126676

于是有o=------=------=78.5N/mm2<