平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算書

鋼平臺(tái)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、結(jié)構(gòu)布置1、梁格布置：按柱網(wǎng)尺寸布置。L=9.0m，D=5.4m，a=b=0.9m。2、連接方案：主梁與柱、次梁與主梁之間均采用高強(qiáng)度螺栓鉸接連接，定位螺栓采用粗制；次梁與主梁的上翼緣平齊；平臺(tái)板與梁采用焊接。3、支撐布置：根據(jù)允許長細(xì)比，按構(gòu)造要求選擇角鋼型號(hào)。二、平臺(tái)鋼鋪板設(shè)計(jì)1、尺寸確定根據(jù)平臺(tái)荷載、構(gòu)造要求及平面布置情況，平臺(tái)鋪板的厚度取為6mm。平臺(tái)鋪板采用有肋鋪板，板格面積取為0.9m×5.4m，即相鄰兩次梁中心間距為0.9m，加勁肋中心間距為0.9m，此處加勁肋間距參考鋪板厚度的100~150倍取值。加勁肋采用扁鋼，其高度一般為跨度的1/15~1/12，且不小于高度的1/15及5mm，故取扁鋼肋板高度60mm，厚度6mm。2、鋪板驗(yàn)算驗(yàn)算內(nèi)容包括鋪板強(qiáng)度和鋪板剛度。荷載效應(yīng)計(jì)算鋪板承受的荷載包括鋪板自重和板面活荷載，計(jì)算如下：鋪板自重標(biāo)準(zhǔn)值：鋪板承受標(biāo)準(zhǔn)荷載： 鋪板承受的荷載設(shè)計(jì)值：鋪板跨度b=900mm,加勁肋間距a=900mm，b/a=1<2，因此，應(yīng)按四邊簡支平板計(jì)算鋪板最大彎矩。查表2-1得：鋪板強(qiáng)度驗(yàn)算鋪板截面的最大應(yīng)力為：滿足要求。鋪板剛度驗(yàn)算查表2-1得：鋪板加勁肋驗(yàn)算板肋自重標(biāo)準(zhǔn)值：加勁肋可按兩端支撐在平臺(tái)板次梁上的簡支梁計(jì)算，其承受的線荷載為：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：加勁肋的跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值為:加勁肋計(jì)算截面可按加勁肋和每側(cè)鋪板15t（t為鋪板厚度）的寬度參與共同作用，計(jì)算截面如圖3所示。計(jì)算截面面積：取腹板厚度。翼緣所需面積：取上、下翼緣寬度b=400mm，厚度t=20mm，主梁截面見圖4。圖4主梁尺寸翼緣面積：截面特性：4、計(jì)算主梁內(nèi)力（包含主梁自重）。梁的截面面積：梁單位長度的自重：取自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，并考慮由于加勁肋等重量的構(gòu)造系數(shù)1.2，梁自重的荷載設(shè)計(jì)值為：梁支座最大剪力：梁跨中最大彎矩：5、主梁截面設(shè)計(jì)：內(nèi)容包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、翼緣局部穩(wěn)定、腹板局部穩(wěn)定和腹板加勁肋設(shè)計(jì)以及撓度驗(yàn)算。（1）跨中截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。（2）翼緣局部穩(wěn)定受壓翼緣的局部穩(wěn)定能夠保證。（3）整體穩(wěn)定驗(yàn)算次梁為主梁的側(cè)向支撐，故主梁的受壓翼緣的自由長度，因此，梁的整體穩(wěn)定性有保證。（4）撓度驗(yàn)算集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：由表2-2查得，（5）腹板局部穩(wěn)定和腹板加勁肋設(shè)計(jì)腹板局部穩(wěn)定能夠保證，不必配置加勁肋。由于主梁之上布置有次梁，次梁間距為0.9m，按構(gòu)造要求次梁下面必須對(duì)主梁腹板布置支承加勁肋。橫向加勁肋截面：，取，取支座加勁肋驗(yàn)算：梁的支座采用突緣支座形式，支承加筋類采用，計(jì)算支承加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性。有效面積如圖5所示。圖5加勁肋布置支座加勁肋受的力，查附錄E-9得，支座加勁端部刨平頂緊。其端面承壓應(yīng)力為：支座加勁肋與腹板用直角角焊縫連接，焊縫的焊腳尺寸為：取。其他加勁肋均采用2-100×12，不必驗(yàn)算。圖6主梁施工圖五、平臺(tái)柱設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)平臺(tái)柱為軸心受壓平臺(tái)實(shí)腹柱，柱截面采用焊接組合工字形，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材采用Q235，柱的長度為l0x=61.柱頂荷載計(jì)算：主梁傳來總荷載設(shè)計(jì)值P=2×278.8=557.6kN計(jì)算簡圖如下：2.截面選擇：假定長細(xì)比λx=需要的截面面積：A需要的回轉(zhuǎn)半徑：ii需要的截面寬度和高度，由附錄查得α1h=b選用的截面尺寸：翼緣板為2-250X10腹板為1-250X8翼緣與腹板的焊縫按構(gòu)造要求取hf截面幾何特性參數(shù)：截面面積：A=250×10×2+250×8=7000慣性矩：I=94958333I回轉(zhuǎn)半徑：ii長細(xì)比：λλ3.截面驗(yàn)算整體穩(wěn)定：由λx=51.5σ局部穩(wěn)定：翼緣：b腹板：h剛度驗(yàn)算：λ因截面無削弱，不必驗(yàn)算強(qiáng)度。按構(gòu)造要求配置橫向加勁肋，橫向加勁肋宜用寬度為：b厚度ts>bs15=3.22mm，其間距六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1、主梁與次梁的連接節(jié)點(diǎn)（1）連接設(shè)計(jì)：試采用下圖的連接形式。次梁與主梁腹板采用10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，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40mm，中心距60mm，孔徑為17.5mm。圖7主次梁連接節(jié)點(diǎn)（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150mm，螺栓開孔處內(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力：梁端彎矩引起的螺栓剪力：單個(gè)螺栓的抗剪承載力：強(qiáng)度計(jì)算：2、主梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)主梁梁端通過突緣式支座支承于柱頂板。左右兩梁端板間用普通螺栓連接并在其間設(shè)填板。梁的下翼緣與柱頂板間用普通螺栓固定。頂板設(shè)計(jì)三角形加勁板。頂板厚度參照節(jié)點(diǎn)板厚度適當(dāng)加厚。柱頭的計(jì)算壓力為N=557.6kN。設(shè)計(jì)采用Q235號(hào)鋼，設(shè)計(jì)焊接工字型截面軸心受壓的實(shí)腹柱的柱頭。柱頭加勁肋所需的面積為：A=柱頭處的加勁肋選用b1=125mm，則肋厚為t1=A2b1=1742.52×125=6.97mm，取驗(yàn)算抗彎承載力：σ=頂板尺寸采用-300×300×14，蓋住柱頂及加勁肋截面。每根加勁肋經(jīng)端面承壓傳入N/2=278.8kN的力后，將通過和柱腹板相連的兩個(gè)角焊縫把力傳給腹板。取肋高h(yuǎn)=300mm，則焊縫長度lw=300-10=290mm，設(shè)焊縫的焊腳尺寸為A=0.7W驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度得：σ圖8柱頭構(gòu)造將加勁肋視為懸臂梁，驗(yàn)算其強(qiáng)度。懸臂梁截面為10×300，受剪力V=N/2=278.8kN及彎矩M=Vbτ七、柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（1）柱腳底板設(shè)計(jì)計(jì)算(平面尺寸和厚度）假定底板寬度為取L=400mm。作用在底板單位面積上的壓力為圖9靴梁柱腳（2）各區(qū)格單位寬度的最大彎矩1.四邊支承板的彎矩：由，查表2-5，得，則2.三邊支承板的彎矩：由，查表2-5，得，則3.懸臂板的彎矩：最大彎矩底板厚度為