1、.哈爾濱工業大學（威海）土木工程鋼結構課程設計計算書姓 名：田英鵬學 號：121210111指導教師：錢宏亮二零一五年七月土木工程系.鋼結構平臺設計計算書一、設計資料某廠房內工作平臺，平面尺寸為189m2（平臺板無開洞），臺頂面標高為+4.000m，平臺上均布荷載標準值為12kN/m2，設計全鋼工作平臺。二、結構形式平面布置，主梁跨度9000mm，次梁跨度6000mm，次梁間距1500mm，鋪板寬600mm，長度1500mm，鋪板下設加勁肋，間距600mm。共設8根柱。圖1全鋼平臺結構布置圖三、鋪板及其加勁肋設計與計算1、鋪板設計與計算（1）鋪板的設計 鋪板采用厚帶肋花紋鋼板，鋼材牌號為，手工

2、焊，選用型焊條，鋼材彈性模量，鋼材密度。（2） 荷載計算平臺均布活荷載標準值：6mm厚花紋鋼板自重：恒荷載分項系數為1.2，活荷載分項系數為1.3。均布荷載標準值：均布荷載設計值：（3） 強度計算 花紋鋼板，取，平臺板單位寬度最大彎矩設計值為：（4） 撓度計算 取 設計滿足強度和剛度要求。2、加勁肋設計與計算圖2加勁肋計算簡圖（1）型號及尺寸選擇選用鋼板尺寸，鋼材為Q235。加勁肋與鋪板采用單面角焊縫，焊角尺寸6mm，每焊150mm長度后跳開50mm。此連接構造滿足鋪板與加勁肋作為整體計算的條件。加勁肋的計算截面為圖所示的T形截面，鋪板計算寬度為15t=180mm，跨度為1.5m。（2） 荷載

3、計算加勁肋自重:均布荷載標準值：均布荷載設計值：（3） 內力計算簡支梁跨中最大彎矩設計值支座處最大剪力設計值（4） 截面特性計算截面形心位置:截面慣性矩:支座處抗剪面積只計鋪板部分，偏安全仍取180mm范圍，則（5） 強度計算受拉側應力最大截面塑性發展系數取1.20，受彎計算：受剪計算：四、平臺梁設計與計算圖3中間次梁計算簡圖1、中間次梁設計與計算 計算簡圖：將次梁看作兩端簡支于主梁的彎曲構件，梁跨6m。次梁的荷載主要是由鋪板加勁肋傳來相隔0.6m分布的集中力，但這一荷載可作為均布荷載考慮。選用熱軋普通工字鋼，設置主次梁，次梁與主梁做成鉸接連接。主梁與柱子做成鉸接。（1)初選截面次梁跨中均布線

4、荷載設計值：次梁跨中彎矩設計值：最小截面模量：選用熱軋普通工字鋼I28b,（2) 荷載計算均布荷載標準值：均布荷載設計值：（3) 內力計算；（4) 強度計算受彎計算：受剪計算：（5) 撓度計算2、 邊次梁設計與計算計算簡圖：將次梁看作兩端簡支于主梁的彎曲構件，梁跨6m。次梁的荷載主要是由鋪板加勁肋傳來相隔0.6m分布的集中力，但這一荷載可作為均布荷載考慮。但由于荷載較小，為方便與主梁和次梁鏈接，采用和中間次梁一樣的型鋼I28b.3、主梁設計與計算（1）計算簡圖主梁與柱子兩端為鉸接，主梁計算簡圖及其內力分布圖如下所示圖4 計算簡圖及內力設計值分布圖(2) 截面初選：對跨中6等分點處作用5個相等集

5、中荷載的簡支梁，撓度計算系數=0.102，平臺梁允許撓度l/400=22.5mm。鋼材選用Q345，鋼材強度設計值取。圖5組合主梁設計1 梁的最小高度梁的彎矩設計值先根據計算得到的次梁梁端反力近似取為其中系數1.1是考慮主梁自重后的附加系數，則所需截面模量為2 經濟高度取h=800mm為初選截面高度。主梁腹板的初選厚度為 主梁腹板的初選厚度為其中考慮翼緣板可能厚度后，取hw=760mm，選腹板厚度為8mm。主梁翼緣的經濟寬度為800/5800/3，即160mm266.67mm。初選為250mm， 梁翼緣厚可近似的估算：式中0.8系考慮腹板抗彎能力后對翼緣所需承載力的折減。這樣初選截面為：800

6、mm250mm16mm8mm。（3）截面的幾何性質計算：截面面積:慣性矩:截面模量:翼緣與腹板交界處面積矩:形心軸處面積矩:（4）荷載計算作用于主梁上的集中力標準值:作用于主梁上的集中力設計值:主梁自重的標準值并考慮構造系數1.05后主梁自重的設計值:（5）內力計算梁端反力設計值集中力作用處剪力及彎矩設計值跨中及彎矩設計值 （6）強度計算跨中截面4：跨中截面翼緣與腹板交界處構造上考慮次梁連在主梁側面，故此處不需要計算局部承壓。支座截面1（7）整體穩定計算考慮鋪板及次梁對主梁受壓翼緣提供的約束，整體穩定可以不計算。（8）局部穩定計算：翼緣寬厚比主梁為焊接工字形截面梁，腹板的計算高h0=768mm

7、腹板高厚比1 近支座區格因梁受翼緣上有密布鋪板約束其扭轉該區格平均彎矩產生的腹板計算高度邊緣彎曲正應力為2 近跨中區格（9） 撓度計算：（10） 腹板與翼緣連接焊縫計算采用工廠埋弧自動焊取hf=8.0mm五、柱設計與計算1、邊柱（1）截面選擇圖6構造及計算簡圖（1）柱截面初選柱子計算簡圖如圖所示，因有柱間支撐，柱子高度為梁頂高度減去梁高，即梁地面到地面的高度。因柱子高度不大，設弱軸方向計算長細比為y=70，由附錄查得b類截面；軸心受壓構件的的穩定系數0.751，則所需面積查型鋼表的。(2) 荷載計算（3）整體穩定計算繞兩主軸截面分類均屬于b類曲線，查表得(4) 剛度計算2、 角柱為了滿足主梁與

8、柱的節點連接要求，柱的截面仍選HW250250。主梁的力通過加勁肋傳遞到柱子腹板上，距離中性軸較近，可看作軸心力，可不驗算其偏心。六、柱間支撐設置由于沒有水平荷載且豎向荷載較小，所以柱間支撐可按構造設置。 在2、3處設置橫向和縱向柱間支撐，采用雙角鋼，如圖所示。最大計算長度6.8m，允許長細比為200，則，選用。支撐的連接采用焊縫連接，焊縫尺寸為8mm，同時在連接處設置M16的安裝螺栓。在A、B處設置橫向柱間支撐，采用八字形支撐方案，如圖所示。最大計算長度為5.52，允許長細比為200.則則，選用。支撐的連接采用焊縫連接，焊縫尺寸為8mm，同時在連接處設置M16的安裝螺栓。圖6 沿次梁方向的柱

9、間支撐圖7 沿主梁方向的柱間支撐七、節點設計1.主次梁連接 （1）連接設計次梁與柱子連接選用選連接角鋼L70458，長度180mm，鋼材為Q235。角鋼用6mm角焊縫焊于主梁腹板，施焊時，不采用引弧板。次梁與角鋼采用10.9級高強度螺栓承壓型連接，螺栓規格M16。螺栓排列時，離肢背距離按最小容許距離確定以減小偏心影響，螺栓邊距皆40mm，中心距皆100mm，孔徑為17.5mm。其中梁腹板復核、螺栓連接計算與上文主次梁連接計算過程相同在此不再贅述，現在僅驗算角鋼連接焊縫的計算。角鋼連接焊縫計算：由于螺栓位置相對角鋼焊縫中心具有雙重偏心（e1與e2），其中偏心距e1=40mm為已知，偏心距e2需計

10、算確定。因為圍焊焊縫在轉角處連續施焊，故只需在上下水平焊縫處各減6mm起落弧長度。圖8 主次梁連接節點構造圖 （2）梁端凈截面復核設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，螺栓開孔處內力為腹板參與工作部分的截面特性剪應力按平均應力計算，彎曲應力仍按平截面假定計算折算應力近似按以下方式計算：在距梁端70mm處，彎矩還會有增加，但由計算可知強度有較大富余。 （3） 螺栓連接計算梁端剪力引起的螺栓剪力：梁端彎矩引起的螺栓剪力：單個螺栓的抗剪承載力：單個螺栓的承壓承載力：強度計算 （4）角鋼連接焊縫計算：由于螺栓位置相對角鋼焊縫中心具有雙重偏心（e1與e2），其中偏心距e1=40

11、mm為已知，偏心距e2需計算確定。因為圍焊焊縫在轉角處連續施焊，故只需在上下水平焊縫處各減6mm起落弧長度。焊縫群受力為焊縫群截面特性計算應力計算選取腳點G進行分析強度計算時偏安全取,有2.主梁與柱子連接(1)主梁與柱頂的連接設計：梁的設計：次梁通過角鋼將力傳遞到主梁的腹板上，次梁下設承臺板，與次梁通過2M12普通螺栓連接，螺栓中心間距70mm;承臺板下設加勁肋，通過焊縫hf=8mm與主梁焊接，將主梁及次梁傳來的力向柱傳遞。梁下設置墊板。柱的設計：柱頂設柱頂板,在柱子腹板中心對應的腹板上設置支撐加勁肋，梁下翼緣焊接一墊板，將梁的反力通過接觸傳力傳遞到柱頂，梁下翼緣和頂板用4M14普通螺栓安裝定位。詳細構造及尺寸如圖所示圖9邊柱與柱的連接（2）梁端加勁肋設計按構造要求：加勁肋平面外穩定驗算柱頂加勁肋水平焊縫計算符合要求（3）柱頂加勁肋設計與驗算加勁肋板選用須計算支座反力彎矩的影響符合要求。（4）加勁肋平面外穩定驗算由于柱頂的加勁肋比主梁的加勁肋要短，且厚度一致，故平面