鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)哈工大

規(guī)格嚴(yán)格功夫到家鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)計(jì)算書(shū)書(shū)一、設(shè)計(jì)資料某廠房?jī)?nèi)工作平平平臺(tái)，平平面尺尺寸為18×99mm2（平臺(tái)板板無(wú)無(wú)開(kāi)洞），臺(tái)臺(tái)頂面標(biāo)高為為+4.0000m，平臺(tái)上均均布荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為12kN//m2，設(shè)計(jì)全鋼鋼工作平臺(tái)。二、結(jié)構(gòu)形式平面布置，主梁梁梁跨度90000mmm，次梁跨跨度60000mmm，次梁間間距15000mmm，鋪板寬600mmm，長(zhǎng)度15000mmm，鋪板下下設(shè)設(shè)加勁肋肋，間間距600mmm。共設(shè)8根柱。圖1全鋼平臺(tái)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)布置圖三、鋪板及其加加加勁肋設(shè)設(shè)計(jì)與與計(jì)算1、鋪板設(shè)計(jì)與與與計(jì)算（1）鋪板的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)鋪板采用厚帶帶帶肋花紋鋼鋼板板，鋼材材牌號(hào)號(hào)為，手工工焊焊，選用用型焊焊條，鋼鋼材彈彈性模量量，鋼鋼材密度度。荷載計(jì)算平臺(tái)均布活荷載載載標(biāo)準(zhǔn)值值：6mm厚花紋鋼鋼鋼板自重重：恒荷載分項(xiàng)系數(shù)數(shù)數(shù)為1.2，活荷載載分分項(xiàng)系數(shù)數(shù)為1.3。均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值值值：均布荷載設(shè)計(jì)值值值：強(qiáng)度計(jì)算花紋鋼板，取取取，平臺(tái)板板單單位寬度度最大大彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值值為：撓度計(jì)算取設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度和和和剛度要要求。2、加勁肋設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)與計(jì)算圖2加勁肋計(jì)算算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖（1）型號(hào)及尺尺寸寸選擇選用鋼板尺寸，鋼鋼材為Q235。加勁肋肋與與鋪板采采用單單面角焊焊縫，焊焊角尺寸6mm，每焊150mmm長(zhǎng)度后跳跳開(kāi)50mm。此連接接構(gòu)構(gòu)造滿足足鋪板板與加勁勁肋作作為整體體計(jì)算算的條件件。加加勁肋的的計(jì)算算截面為為圖所所示的T形截面，鋪鋪鋪板計(jì)算算寬度度為15t==1180mmm，跨度為1.5m。荷載計(jì)算加勁肋自重:均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值值值：均布荷載設(shè)計(jì)值值值：內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)支梁跨中最大大大彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值值支座處最大剪力力力設(shè)計(jì)值值截面特性計(jì)算截面形心位置:::截面慣性矩:支座處抗剪面積積積只計(jì)鋪鋪板部部分，偏偏安全全仍取180mmm范圍，則則強(qiáng)度計(jì)算受拉側(cè)應(yīng)力最大大大截面塑塑性發(fā)發(fā)展系數(shù)數(shù)取1.20，受彎計(jì)算：受剪計(jì)算：四、平臺(tái)梁設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)與計(jì)算算圖3中間次梁計(jì)計(jì)算算簡(jiǎn)圖1、中間次梁設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)與計(jì)算算計(jì)算簡(jiǎn)圖：將次次次梁看作作兩端端簡(jiǎn)支于于主梁梁的彎曲曲構(gòu)件件，梁跨6m。次梁的的荷荷載主要要是由由鋪板—加勁肋傳傳來(lái)來(lái)相隔0.6m分布的集集中中力，但但這一一荷載可可作為為均布荷荷載考考慮。選用熱軋普通工工工字鋼，設(shè)設(shè)置置主次梁梁，次次梁與主主梁做做成鉸接接連接接。主梁梁與柱柱子做成成鉸接接。（1)初選截面面次梁跨中均布線線線荷載設(shè)設(shè)計(jì)值值：次梁跨中彎矩設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)值：最小截面模量：：：選用熱軋普通工工工字鋼I28bb,,荷載計(jì)算均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值值值：均布荷載設(shè)計(jì)值值值：內(nèi)力計(jì)算；強(qiáng)度計(jì)算受彎計(jì)算：受剪計(jì)算：撓度計(jì)算邊次梁設(shè)計(jì)與計(jì)計(jì)計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：將次次次梁看作作兩端端簡(jiǎn)支于于主梁梁的彎曲曲構(gòu)件件，梁跨6m。次梁的的荷荷載主要要是由由鋪板—加勁肋傳傳來(lái)來(lái)相隔0.6m分布的集集中中力，但但這一一荷載可可作為為均布荷荷載考考慮。但由于荷載較小小小，為方方便與與主梁和和次梁梁鏈接，采采用用和中間間次梁梁一樣的的型鋼鋼I28bb..3、主梁設(shè)計(jì)與與與計(jì)算（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖圖主梁與柱子兩端端端為鉸接接，主主梁計(jì)算算簡(jiǎn)圖圖及其內(nèi)內(nèi)力分分布圖如如下所所示圖4計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖及內(nèi)力力設(shè)設(shè)計(jì)值分分布圖圖截面初選：對(duì)跨跨跨中6等分點(diǎn)處處作作用5個(gè)相等集集中中荷載的的簡(jiǎn)支支梁，撓撓度計(jì)計(jì)算系數(shù)β=0.11002，平臺(tái)梁梁允允許撓度l/40000=222.55mm。鋼材選選用Q345，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取。圖5組合主梁設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)梁的最小高度梁的彎矩設(shè)計(jì)值值值先根據(jù)據(jù)計(jì)算算得到的的次梁梁梁端反反力近近似取為為其中系數(shù)1.111是考慮主主梁梁自重后后的附附加系數(shù)數(shù)，則則所需截截面模模量為經(jīng)濟(jì)高度取h=800mmmm為初選截截面面高度。主梁腹板的初選選選厚度為為主梁腹腹腹板的初初選厚厚度為其中考慮翼緣板板板可能厚厚度后后，取hw=7600mmm，選腹板厚厚度度為8mm。主梁翼緣的經(jīng)濟(jì)濟(jì)濟(jì)寬度為800//55~8000//3，即160mmmm~2666..67mmm。初選為250mmm，梁翼緣緣厚厚可近似似的估估算：式中0.8系考考慮慮腹板抗彎彎彎能力后后對(duì)翼翼緣所需需承載載力的折折減。這樣初選截面為為為：800mmmm×2550mmm×116mmm×88mmm。（3）截面的幾幾何何性質(zhì)計(jì)算算算：截面面積:慣性矩:截面模量:翼緣與腹板交界界界處面積積矩:形心軸處面積矩矩矩:（4）荷載計(jì)算算作用于主梁上的的的集中力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值:作用于主梁上的的的集中力力設(shè)計(jì)計(jì)值:主梁自重的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)準(zhǔn)值并考考慮構(gòu)構(gòu)造系數(shù)1.05后主梁自重的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)值:（5）內(nèi)力計(jì)算算梁端反力設(shè)計(jì)值值值集中力作用處剪剪剪力及彎彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值跨中及彎矩設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)值（6）強(qiáng)度計(jì)算算跨中截面4：跨中截面翼緣與與與腹板交交界處處構(gòu)造上考慮次梁梁梁連在主主梁側(cè)側(cè)面，故故此處處不需要要計(jì)算算局部承承壓。支座截面1（7）整體穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算考慮鋪板及次梁梁梁對(duì)主梁梁受壓壓翼緣提提供的的約束，整整體體穩(wěn)定可可以不不計(jì)算。（8）局部穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算：翼緣寬厚比主梁為焊接工字字字形截面面梁，腹腹板的計(jì)計(jì)算高高h(yuǎn)0=77668mmm腹板高厚比近支座區(qū)格因梁受翼緣上有有有密布鋪鋪板約約束其扭扭轉(zhuǎn)該區(qū)格平均彎矩矩矩產(chǎn)生的的腹板板計(jì)算高高度邊邊緣彎曲曲正應(yīng)應(yīng)力為近跨中區(qū)格撓度計(jì)算：腹板與翼緣連接接接焊縫計(jì)計(jì)算采用工廠埋弧自自自動(dòng)焊取hf=8.00mmm五、柱設(shè)計(jì)與計(jì)計(jì)計(jì)算1、邊柱（1）截面選擇擇圖6構(gòu)造及計(jì)算算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖（1）柱截面初初選選柱子計(jì)算簡(jiǎn)圖如如如圖所示示，因因有柱間間支撐撐，柱子子高度度為梁頂頂高度度減去梁梁高，即即梁地面面到地地面的高高度。因柱子高度不大大大，設(shè)弱弱軸方方向計(jì)算算長(zhǎng)細(xì)細(xì)比為λy=70，由附錄查得b類類類截面；；軸心心受壓構(gòu)構(gòu)件的的的穩(wěn)定定系數(shù)數(shù)0.7551，則所需面積查型鋼表的。(2)荷載計(jì)計(jì)計(jì)算（3）整體穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算繞兩主軸截面分分分類均屬屬于b類曲線，查查查表得剛度計(jì)算角柱為了滿足主梁與與與柱的節(jié)節(jié)點(diǎn)連連接要求求，柱柱的截面面仍選選HW25500×2550。主梁的力通過(guò)加加加勁肋傳傳遞到到柱子腹腹板上上，距離離中性性軸較近近，可可看作軸軸心力力，可不不驗(yàn)算算其偏心心。六、柱間支撐設(shè)設(shè)設(shè)置由于沒(méi)有水平荷荷荷載且豎豎向荷荷載較小小，所所以柱間間支撐撐可按構(gòu)構(gòu)造設(shè)設(shè)置。在2、3處設(shè)設(shè)置橫向和縱縱縱向柱間支支撐撐，采用用雙角角鋼，如如圖所所示。最最大計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度6.8m，允許長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)細(xì)比為200，則，選用用。支撐撐的連接接采用用焊縫連連接，焊焊縫尺寸寸為8mm，同時(shí)在在連連接處設(shè)設(shè)置M16的安裝螺螺栓栓。在A、B處設(shè)置置橫向柱柱間支支撐，采采用八八字形支支撐方方案，如如圖所所示。最最大計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度度為5.52，允許長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)細(xì)比為200.則則，選用用。支撐撐的連接接采用用焊縫連連接，焊焊縫尺寸寸為8mm，同時(shí)在在連連接處設(shè)設(shè)置M16的安裝螺螺栓栓。圖6沿次梁梁梁方向的柱柱間間支撐圖7沿主梁梁梁方向的柱柱間間支撐七、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1.主次梁連接接（1）連接設(shè)計(jì)計(jì)次梁與柱子連接接接選用選選連接接角鋼L70××445×8，長(zhǎng)度180mmm，鋼材為Q235。角鋼用6mm角焊縫焊焊于于主梁腹腹板，施施焊時(shí)，不不采采用引弧弧板。次次梁與角角鋼采采用10.9級(jí)高強(qiáng)度度螺螺栓承壓壓型連連接，螺螺栓規(guī)規(guī)格M16。螺栓排排列列時(shí)，離離肢背背距離按按最小小容許距距離確確定以減減小偏偏心影響響，螺螺栓邊距距皆40mm，中心距距皆100mmm，孔徑為17.55mmm。其中梁腹板復(fù)核核核、螺栓栓連接接計(jì)算與與上文文主次梁梁連接接計(jì)算過(guò)過(guò)程相相同在此此不再再贅述，現(xiàn)現(xiàn)在在僅驗(yàn)算算角鋼鋼連接焊焊縫的的計(jì)算。角鋼連接焊縫計(jì)計(jì)計(jì)算：由于螺栓位置相相相對(duì)角鋼鋼焊縫縫中心具具有雙雙重偏心心（ee1與e2），其中中偏偏心距e1=40mmm為已知，偏偏偏心距e2需計(jì)算確確定定。因?yàn)闉閲负负缚p在在轉(zhuǎn)角角處連續(xù)續(xù)施焊焊，故只只需在在上下水水平焊焊縫處各各減6mm起落弧長(zhǎng)長(zhǎng)度度。圖8主次梁梁梁連接節(jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)構(gòu)造圖（2）梁端端凈截面面復(fù)核核設(shè)梁端僅腹板參參參與工作，腹腹板參與與工作作高度偏偏安全全的假定定為150mmm，螺栓開(kāi)開(kāi)孔孔處內(nèi)力力為腹板參與工作部部部分的截截面特特性剪應(yīng)力按平均應(yīng)應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算，彎彎曲應(yīng)力力仍按按平截面面假定定計(jì)算折算應(yīng)力近似按按按以下方方式計(jì)計(jì)算：在距梁端70mmmm處，彎矩矩還還會(huì)有增增加，但但由計(jì)算算可知知強(qiáng)度有有較大大富余。（3）螺螺栓連接計(jì)算算算梁端剪力引起的的的螺栓剪剪力：：梁端彎矩引起的的的螺栓剪剪力：：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗剪剪剪承載力力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的承壓壓壓承載力力：強(qiáng)度計(jì)算（4）角鋼鋼連接焊焊縫計(jì)計(jì)算：由于螺栓位置相相相對(duì)角鋼鋼焊縫縫中心具具有雙雙重偏心心（ee1與e2），其中中偏偏心距e1=40mmm為已知，偏偏偏心距e2需計(jì)算確確定定。因?yàn)闉閲负负缚p在在轉(zhuǎn)角角處連續(xù)續(xù)施焊焊，故只只需在在上下水水平焊焊縫處各各減6mm起落弧長(zhǎng)長(zhǎng)度度。焊縫群受力為焊縫群截面特性性性計(jì)算應(yīng)力計(jì)算選取腳腳腳點(diǎn)G進(jìn)行分析析強(qiáng)度計(jì)算時(shí)偏安安安全取,有2.主梁與柱子子連連接(1)主梁與柱柱柱頂?shù)倪B連接設(shè)設(shè)計(jì)：梁的設(shè)計(jì)：次梁梁梁通過(guò)角角鋼將將力傳遞遞到主主梁的腹腹板上上，次梁梁下設(shè)設(shè)承臺(tái)板板，與與次梁通通過(guò)2M12普通螺栓栓連連接，螺螺栓中中心間距70mmm;承臺(tái)板下下設(shè)設(shè)加勁肋肋，通通過(guò)焊縫hf=88mmm與主梁焊焊接接，將主主梁及及次梁傳傳來(lái)的的力向柱柱傳遞遞。梁下下設(shè)置置墊板。柱的設(shè)計(jì)：柱頂頂頂設(shè)柱頂頂板,,在柱子腹腹板板中心對(duì)對(duì)應(yīng)的的腹板上上設(shè)置置支撐加加勁肋肋，梁下下翼緣緣焊接一一墊板板，將梁梁的反反力通過(guò)過(guò)接觸觸傳力傳傳遞到到柱頂，梁梁下下翼緣和和頂板板用4M14普通螺栓栓安安裝定位位。詳細(xì)構(gòu)造及尺寸寸寸如圖所所示圖9邊柱與柱的的連連接（2）梁端加勁勁肋設(shè)設(shè)計(jì)按構(gòu)造要求：加勁肋平面外穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算算柱頂加勁肋水平平平焊縫計(jì)計(jì)算符合要求（3）柱頂加勁勁肋肋設(shè)計(jì)與驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)算加勁肋板選用須計(jì)算支座反力力力彎矩的的影響響符合要求。（4）加勁肋平平面面外穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)算由于柱頂?shù)募觿艅艅爬弑戎髦髁旱牡募觿爬呃咭潭蹋液窈穸纫灰恢?，故故平面面外穩(wěn)定定滿足足。八