鋼結構平台
課程設計
學院名稱： 土木工程學院
專業名稱： 土木工程專業
學生姓名： 沈思遠
學生學號： 0905411323
學生班級： 土木0943班
指導教師： 王玉英
鋼結構教研室
2023年 3 月 22日
成績評定表
通過設計，使學生掌握廠房平台結構設計的原理、方法和步驟，訓練學生繪製施工圖的能力，培養學生綜合運用所學理論知識分析問題和解決問題的能力，提高設計技能和專業表達能力。
設計某車間檢修平台。
平台場地位置如圖所示，高5.5m，平台上設有一檢修洞口（位置自定），洞口尺寸為2m x 2m。平台採用鋼鋪板，平台上裝置檢修荷載標準值是4.
0 kn／m2。鋼材為q345，手工焊，e43型焊條。
4.1 鋪板採用有肋鋼鋪板。
4.2 次梁採用工字鋼，簡支於主梁上。
4.3 主梁採用焊接工字形截面，簡支於鋼柱上。
4.4 鋼柱採用型鋼截面，鉸接柱腳。
4.5基礎為鋼筋混凝土獨立基礎，c20混凝土。
5.1.1 柱網布置：滿足生產工藝和使用要求，根據題意，柱間距採用6m 。
5.1.2 梁格的布置：短主梁，長次梁，次梁間距2.0m平分。
平台結構布置如：
圖1 平台梁結構布置圖
5.2.1 確定鋪板、加勁肋的尺寸：鋪板採用有肋鋪板，板格尺寸600×1500 根據構造要求及荷載作用情況取鋪板厚度6mm,板肋尺寸6×60。
5.2.2 驗算鋪板和加勁肋的強度和剛度：
a強度計算
①計算鋪板的跨中最大彎矩
鋪板所受荷載計算
鋪板自重標準值：
q =7850×9.8×6×=0.462kn/
板麵活荷載標準值：8kn/
計算鋪板跨中最大彎矩鋪板按四邊簡支平板計算
b/a=1500/600=2.5
查表得α=0.125
鋪板面荷載設計值 q=1.2×0.462+1.3×8 kn／m2=10.95 kn／m2
鋪板跨中單位寬度最大彎矩為：
=0.125×10.95×0.62=0.4927 kn·m
②計算板肋的跨中最大彎矩，可按兩端支撐在平台梁上的簡支梁計算加勁肋承受的線荷載，其中
恆荷載標準值為：
q=0.462×0.6+0.0277 =0.3049 kn/m
活荷載標準值為：
q=4×0.6 kn/m=2.4 kn/m
加勁肋的跨中最大彎矩為：
=(1.2×0.3049+1.4×2.4)×22 kn·m =2.119 kn·m
③驗算鋪板和加勁肋的強度
鋪板截面的最大應力為：
加勁肋可考慮30倍厚度的寬度參與截面共同工作，計算截面如圖2所示
圖2 鋪板加勁肋的計算截面
截面面積：
a=(180×6+6×60)×10-6 =0.00144 m2
截面對形心軸到鋪面板的距離為：
截面對形心軸的截面慣性矩
ix=180×63/12+180×6×8.25+6×603/12+6×60×24.752
=4.0527×105mm4=4.0527×10-7m4
加勁肋截面的最大應力：
b鋪板和加勁肋的剛度驗算
①鋪板有表得β=0.1422
鋪板面荷載標準值：
q=（0.462+4）kn/m=4.462kn/m
鋪板跨中最大撓度：
鋪板容許撓度：
=600/150 mm=4 mm>
②加勁肋跨中最大撓度
加勁肋容許撓度
（剛度滿足要求）
由此可見鋪板的板厚由剛度控制。
平台次梁與主梁鉸接，平台次梁可以看做是兩端支撐在主梁的簡支梁，承受著平台鋪板傳來的均布均布荷載，計算簡圖如圖3。
圖3 平台次梁計算簡圖
恆荷載標準值：
活荷載標準值：
次梁跨中最大彎矩：
5.3.1 截面選擇
梁所需的截面抵抗矩：
次梁採用工字形型鋼截面，由型鋼規格表查得：
i 45a: a=102cm2,m=80.4kn/m,ix=32241cm4,wx=1433cm3,ix/sx=38.5cm
滿足要求
5.3.2 驗算所選截面強度
a抗彎強度驗算
考慮梁自重後：
作用在梁上的荷載為靜力荷載，因此，截面最大應力：
(滿足)
b抗剪強度驗算
次梁最大剪力：
截面最大剪應力：
由此可見型鋼梁的剪應力很小。
c梁整體穩定驗算梁的受壓翼緣有帶肋鋪板與其牢固連線，整體穩定可以滿足要求。因此不必驗算梁的整體穩定。
d梁的剛度驗算
梁跨中最大撓度：
次梁剛度不能滿足要求，應重新選擇截面，選i45b，查得
a=111cm2，ix=33759cm4，m=87.4kg/m
(滿足剛度要求)
平台主梁與平台柱鉸接連線，平台主梁可看做兩端支撐在平台柱上的簡支梁，承受著平台主梁次梁出來的荷載，計算簡圖如圖4所示。
圖4 平台主梁計算簡圖
恆荷載標準值：
活荷載標準值：
主梁支座反力：
跨中最大彎矩：
主梁最大剪力：
5.4.1 梁截面選擇平台主梁的跨度及承受的荷載都較大，擬採用三塊剛板拼接焊成的工字形組合截面梁。
估計翼緣板厚度，故抗彎強度設計值f=310n/mm2，需要的截面模量為
按剛度條件，梁的最小高度為：
梁的經濟高度：
取梁的腹板高度 hw=h0=1050mm
確定腹板尺寸，腹板主要承受剪力，由抗剪強度確定其厚度
假定翼緣厚度為20mm可得。
經濟厚度
區域性穩定取=10mm
確定翼緣尺寸b和t
由t=20mm得b297，取b=300mm
t（滿足區域性穩定要求）
5.4.2 截面驗算：
梁的截面幾何常數：
梁自重標準值為（考慮腹板加勁肋，梁自重標準值乘以1.0.5）：
a驗算抗彎強度：
（滿足要求）
b驗算抗剪強度：
（滿足要求）
c整體穩定驗算
次梁可作為主梁的側向支撐，因此主梁側向支撐點的距離為l=2.0m,l/b=2000/300=11<16,故不需驗算主梁的整體穩定
d剛度驗算：
主梁在標準荷載作用支座反力：
跨中最大彎矩：
跨中最大撓度：
e翼緣和腹板的連線焊縫計算：
取5.4.3 主梁加勁肋設計
a腹板區域性穩定驗算
a=2000mm<2
翼緣區域性穩定驗算：
滿足要求）
端部區格剪力最大取其驗算區域性穩定，即
說明剪應力對腹板的屈曲起決定作用。因次梁是作為主梁的側向支撐點，因此考慮在次梁作用處設定橫向加勁肋如圖5，間距a=2000mm<2
圖5 主梁腹板加勁肋布置圖
說明可按構造設定加勁肋。因此如圖5選擇橫向加勁肋間距a=2000mm,能滿足腹板區域性穩定要求。
梁支撐加勁肋計算平台主梁通過樑端突緣構造如圖6
圖6 平台主梁突緣支座構造圖
梁支撐加勁肋的端部按所承受的支座反力計算，加勁肋端部採用刨平頂緊的連線方法，其端麵承壓面積應滿足：
支撐加勁肋按構造要求取寬度b=300mm為滿足剛度要求
取t=10,mm實際端部承壓面積=300×10=3000大大超過所需的截面面積,整體能得以保證
平台柱承受平台主梁傳來的荷載，平台柱與平台主梁採用鉸接連線，平台柱的軸心設計值為：
5.5.1 確定柱截面尺寸
假定柱長細比為100，
按b類截面查軸心受壓穩定係數：0.555
平台柱所需的截面面積：
按柱的一般要求取柱截面的高為柱高的1/12-1/20，柱高為5m取截面高為250mm,因柱兩個方向計算長度相等，所以可取截面寬度b接近高度h考慮主梁與柱的連線初定截面如圖7。
圖7 平台柱的截面圖
5.5.2 截面驗算
a計算截面特徵
b驗算平台柱截面強度整體穩定和剛度
因柱的截面沒有削弱，若柱整體穩定能滿足要求，則柱的強度也能滿足要求。因此，只需驗算柱的整體穩定。
平台柱高5m,兩端鉸接，平面內與平面外的計算長度均為5m,則
柱的剛度能滿足要求
按b類截面查的軸心受壓穩定係數
平台柱自重標準值
這裡的係數考慮加勁肋、焊縫、柱頭、柱腳等引起的自重增加值。
柱承受的軸心力的設計值：
於是有:
柱整體穩定滿足要求
驗算平台柱的區域性穩定:
腹板的區域性穩定：
腹板的區域性穩定滿足要求
翼緣的區域性穩定：
翼緣的區域性穩定能滿足要求
由於平台承受的軸心力較小，故採用平板式鉸接構造。混凝土強度為c20，抗壓強度設計值為。
柱承受的軸心力設計值：
柱腳底板需用的面積：
5.6.1 底板尺寸
按構造要求取底板的尺寸為400×600，，減去錨栓孔面積約為，大於所需的淨面積。採用圖8構造
圖8 平台柱腳構造
基礎對底板的壓應力：
底板區格有三種，現在分別計算單位寬度的彎矩：
區格①為四邊支承板：
查表4-7
區格②為三支承板：
查表區格為③懸臂板：
最大彎矩為：
底板厚度：
取底板厚度為t=20mm。
5.6.2 隔板計算
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