鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)-車間工作平臺(tái)

實(shí)用文檔目錄TOC\o"1-3"\h\u一．設(shè)計(jì)說(shuō)明 2二．計(jì)算書正文 2第一節(jié)平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 2第二節(jié)平臺(tái)次梁計(jì)算 32.1跨中截面選擇 32.2次梁的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 32.3抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 42.4次梁整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 4第三節(jié)平臺(tái)主梁設(shè)計(jì) 53.1內(nèi)力計(jì)算 53.2局部穩(wěn)定驗(yàn)算 73.3抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 73.4抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 73.5整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 83.6剛度驗(yàn)算 83.7翼緣與腹板的連接焊驗(yàn)算 8第四節(jié)平臺(tái)柱計(jì)算 94.1平臺(tái)柱設(shè)為實(shí)腹柱軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì) 94.2平臺(tái)柱強(qiáng)度，剛度，整體穩(wěn)定驗(yàn)算 104.3局部穩(wěn)定性驗(yàn)算 10三.連接點(diǎn)設(shè)計(jì) 11一．設(shè)計(jì)說(shuō)明本設(shè)計(jì)為某車間工作平臺(tái)結(jié)構(gòu)平面布置圖如下，間距4m，5跨，共20m，跨度3m，4跨，共12m梁上鋪100mm厚的鋼筋混凝土預(yù)制板和30mm素混凝土面層。永久荷載為：5KN/mm2，可變荷載為：10KN/m2荷載分項(xiàng)系數(shù)：永久荷載1.2，可變荷載1.3二．計(jì)算書正文第一節(jié)平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì)依題意并綜合分析比較，平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)平面布置如上圖，主梁計(jì)算跨度為6m，次梁計(jì)算跨度為3m，次梁與主梁采用平接方式連接。鋪板自重為：0.1*20+0.03*24=2.72KN/m2鋪板承受的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：q=2.72+10=12.72KN/m2鋪板承受荷載設(shè)計(jì)值：q=1.2*2.72+10*1.3=16.264KN/m2第二節(jié)平臺(tái)次梁計(jì)算2.1跨中截面選擇查《荷載規(guī)范》鋼筋混凝土自重按25KN/mm3，素混凝土按24KN/mm3，則因此取：r=1.3，r=1.2;次梁承受恒荷載包括鋪板自重標(biāo)準(zhǔn)值為（暫不考慮次梁自重）：=2.72*1.2=3.264KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：p=10*1.2=12KN/m次梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值：M=ql2/8=16.264*5*5/8=50.825KN·m需要的凈截面模量為：W==50.825/（1.05*215）=225cm3初步擬定次梁采用工字型I20a，A=35.5cm2，=237cm2，cm，，自重27.9Kg/m2.2次梁的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算考慮次梁自重后，跨中截面最大彎矩設(shè)計(jì)值：M=*[16.264+0.0279*10]*5*5=51.69KN·m==207.7N/mm2<215N/mm2（滿足）2.3抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算次梁最大剪力設(shè)計(jì)值為：=41.5KN=N/mm2<f=125N/mm2（滿足）2.4次梁整體穩(wěn)定性驗(yàn)算因?yàn)榛炷令A(yù)制板與平臺(tái)次梁上翼緣鏈接牢固，故不需要驗(yàn)算，整體穩(wěn)定性可得到保證。局部穩(wěn)定性驗(yàn)算：=1000/10=100<80，因此梁承受靜力荷載，且不受局部壓應(yīng)力，故可不配置加勁肋，可保證其局部穩(wěn)定性。剛度驗(yàn)算：[V]/l=1/250，[V]/l=1/300全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=（3.264+0.0279*10）*1.2=4.25KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=10*1.3=13KN/m<[V]/l=1/250滿足，[V]/l=1/300（滿足）（3）翼緣與腹板的連接焊縫驗(yàn)算（采用手工焊）==0.36mmh=1.5=5.18mm，取=6mm<=1.2*10=12mm第三節(jié)平臺(tái)主梁設(shè)計(jì)根據(jù)次梁的設(shè)計(jì)方案，主梁承受荷載示意圖：3.1內(nèi)力計(jì)算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F=（3.264+0.279）*5=17.72KN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F=10*1.3*5=65KN主梁支座反力設(shè)計(jì)值（不包括主梁自重）：R==2*（1.2*17.72+1.3*65）=211KN最大剪力設(shè)計(jì)值（不包括主梁自重）：V=R-0.5F=158.25KN跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值（不包括主梁自重）：M=3*R=633KN/m需要的凈截面模量為：W==633/（1.05*211）=2857cm3梁高①梁的最小高度：hl/15.7=6000/15.7=382mm②梁的經(jīng)濟(jì)高度：（公式一）h==2*=482.4mm（公式二）h=7*3-300=7*3-300=859mm=850mm取腹板高度h=1000mm（2）腹板厚度根據(jù)公式：t>=1.5=1.5*=1.299mmt==9.04mm，取t=8mm（3）翼緣尺寸單個(gè)翼緣：A===4590mm2取翼緣寬度300mm，則翼緣厚度：=15.2mm，取翼緣厚度為16mm翼緣外伸寬度：=145mm翼緣外伸寬厚比：145/16=9.06<=14，滿足局部穩(wěn)定要求3.2局部穩(wěn)定驗(yàn)算翼緣局部穩(wěn)定驗(yàn)算：=14翼緣局部穩(wěn)定滿足要求腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算：故僅需配置橫向雙面加勁肋①加勁肋的布置：主梁跨度為20m，次梁的間距為5m，為了施工方便將連接在主梁橫向加勁肋上，因此采用加勁肋間距：a=1000mm>0.5*1200=600mm<2h=2400mm，將腹板分成25個(gè)區(qū)格。位于主次梁連接處的加勁肋可當(dāng)做主次梁之間的連接板3.3抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算==210.107N/mm2<215N/mm2抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求3.4抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算==120N/mm2<f=125N/mm2抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求3.5整體穩(wěn)定性驗(yàn)算次梁可以作為主梁的側(cè)向支撐，因此l=500cm，l/b=16.7超過(guò)規(guī)定的最大數(shù)值，所以需要對(duì)整體穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行計(jì)算：I=2*2.4*303/12=10800cmA=2*24*30+120*1=264cm2i==6.40cm=500/6.40=78.125>0.6，當(dāng)>0.6時(shí)需要計(jì)算’=213N/mm2<215N/mm2整體穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求3.6剛度驗(yàn)算[V]/l=1/500，[V]/l=1/500集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=17.72*5=88.6KN集中活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F=65*5=325KN/m=0.00014<[V]/l=1/500（滿足）3.7翼緣與腹板的連接焊驗(yàn)算==0.81mmh=1.5=7.24mm，取=10mm<=1.2*10=12mm第四節(jié)平臺(tái)柱計(jì)算4.1平臺(tái)柱設(shè)為實(shí)腹柱軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)平臺(tái)柱承受平臺(tái)主梁傳來(lái)的荷載，平臺(tái)柱與平臺(tái)主梁鉸接連接，中間平臺(tái)柱承受的軸心力的設(shè)計(jì)值為：N=4F+ql=4*（1.2*17.72+1.3*65）+1.2*1.1152*6=113.76KN平臺(tái)柱長(zhǎng)細(xì)比一般為60-120，假設(shè)鋼柱的長(zhǎng)細(xì)比為80，按b類截面查附表得則A=m2在柱截面設(shè)計(jì)時(shí)。平臺(tái)截面高度h一般可取柱的1/20-1/12.當(dāng)柱在梁主軸方法的計(jì)算長(zhǎng)度相等時(shí)，可取截面寬度b接近于高度h,初步擬定柱截面尺寸如下圖截面特征計(jì)算如下：A=2*240*8+260*6=5400mm2=mm，4.2平臺(tái)柱強(qiáng)度，剛度，整體穩(wěn)定驗(yàn)算因?yàn)橹孛鏇](méi)有削弱，若柱整體穩(wěn)定能滿足要求，則柱的強(qiáng)度也能滿足要求，因此只需要驗(yàn)算柱的整體穩(wěn)定。平臺(tái)柱高6.0m，柱頂與柱腳均為鉸接，因此平面內(nèi)與平面外的計(jì)算長(zhǎng)度均為6.0m，即，柱剛度滿足要求。因?yàn)閷?duì)x軸y軸，值均屬于b類截面，所以=0.512=198.4N/mm2<f=215N/mm2滿足要求。4.3局部穩(wěn)定性驗(yàn)算翼緣寬厚比驗(yàn)算：b/t=260/6=43.33<,滿足要求翼緣的局部穩(wěn)定：=24，滿足要求三.連接點(diǎn)設(shè)計(jì)次梁與主梁剛接由于連接節(jié)點(diǎn)除傳遞次梁的豎向支反力外，還要傳遞次梁的梁端彎矩，當(dāng)主梁兩側(cè)的次梁梁端彎矩相差較大時(shí)，會(huì)使主梁受扭