平台梁设计实例.docx

12
钢结构课程设计
——XX厂房工作平台
焊接钢梁设计

学生姓名：
学 号：
学 院：工 学 院
专业班级：土 木 工 程
指导教师：

目录
1. 设计计算书 1

一、 设计资料 1
二、 结构内力计算

一）、次梁内力计算 1

二）、主梁内力计算 4

三）、主梁腹板加劲肋设计 6

四）、次梁与加劲肋的连接 10

五）、参考文献 10

2. 施工图
附表1：结构平面布置图
附表2：主次梁施工图

XX厂房工作平台焊接钢梁设计计算书

一、设计资料
某厂房工作平台焊接钢梁（主梁、次梁）设计，梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层（混凝土预制板与平台次梁上翼缘板连接牢固）。钢材采用Q235。工作平台活荷载为6KN/m2 。
结构布置图如下：

二、结构内力计算
一）、次梁内力计算
查《荷载规范》，钢筋混凝土自重按照25KN/m3,素混凝土按照24 KN/m3。则平台板和面层的重力标准值为： 0.125+0.0324=3.22 KN/m2.
次梁承受的线荷载标准值为：=3.225+65=46.1 KN/m
求荷载组合值，即取由可变荷载效应控制的组合值进行计算，且平台活荷载标准值大于
4 KN/m2，因此取=1.3,=1.2。
故次梁承受的线荷载设计值为：=1.23.225+1.365=16.11.2+301.3=58.32
最大弯矩设计值为：==58.3242=116.64
支座处的最大剪力设计值为：
设计要求采用焊接钢梁，则净截面模量为：
===516677.7mm3=516.7cm3
A． 跨中截面选择
1）梁高
①梁的最小高度：根据表5.3得工作平台次梁挠度容许值,.
查表5.10，得Q235钢下

②梁的经济高度：

，且 取次梁腹板高度300mm.
2）腹板高度

取 故腹板采用——3006的钢板。
3）翼缘尺寸

需要的翼缘面积按式得

按照构造要求，不能小于180mm, 故取 ，，
取

翼缘外伸宽度与其厚度之比为
可按截面部分发展塑性进行抗弯强度计算。

翼缘选用——18010钢
截面尺寸如图所示：

B． 跨中截面验算
截面几何特征：
截面惯性矩为：

=99990000
截面模量为：
截面面积：
梁自重：
（式中，为钢的重力密度——重度）
考虑自重后的最大弯矩设计值：

1）抗弯强度

2）整体稳定
次梁可作为主梁的侧向支撑，而由于次梁上放置楼板，防止其侧向位移。故不需计算整体稳定性。
3）抗剪强度
面积距：

次梁的最大剪力设计值为：
截面的最大剪应力为：
（满足）
4)刚度:分别计算全部荷载和活荷载标准值作用下的挠度
查表5.3得：工作平台次梁的挠度容许值为，
全部荷载标准值：

C．次梁腹板与翼缘板的连接焊缝：

取：
二）、主梁内力计算：
A．跨中截面选择
假定平台主梁与平台柱铰接连接，次梁传下来的荷载值：
标准值：

设计值：

主梁的支座反力（不含自重）：

最大剪力设计值（不含自重）：

最大弯矩设计值（不含自重）：

需要的净截面模量为：

1）梁高
①梁的最小高度：根据表5.3主梁容许挠度，按Q235钢查表5.10得：

②梁的经济高度：

取腹板高度：
2）腹板厚度：

取
故腹板采用——的钢板
3）翼缘尺寸

去翼缘宽度280mm，厚度12mm.

截面尺寸如右图所示
翼缘外伸宽度与其厚度之比为
可按截面部分发展塑性进行抗弯强度计算

B.跨中截面验算
截面面积：
梁自重：
（式中1.1为考虑加劲肋等的重力而采用的构造系数，76.98KN/m3为钢的重度）
加上自重后的支座反力设计值：

梁的内力图如右图：
截面的几何特性：

1）抗弯强度
（满足）
2）整体稳定性
次梁可作为主梁的侧向支撑，因此 大于表5.9规定的不需计算整体稳定性的最大 ，故需验算跨中截面梁段的整体稳定性。该梁段属于梁端有弯矩但跨中无荷载作用情况，由表5.6

3）抗剪强度

12
（满足）
4）刚度：分别计算全部荷载标准值和可变荷载标准值作用产生的挠度。

按表5.3，
次梁传递荷载产生的挠度值：

主梁自重产生的挠度vt2=5384EIx×gk×L4=5384×1.53×150004206000×2412120920=2mm
总挠度vt1+vt2=22.5+2=24.5<15000400=37.5满足要求
次梁传递给主梁的活荷载标准值Fqk=5×6×4÷2=60KN
VQ=22.5×6093.12=14.5mm<15000500=30mm

5）翼缘与腹板的连接焊缝

取

三）主梁腹板加劲肋设计
A．加劲肋布置
已知梁截面尺寸：腹板950mm12mm,翼缘280mm12mm

故不需配置横向加劲肋

D.端部支撑加劲肋设计
支撑加劲肋形式如下图。尺寸为2—

1） 腹板平面外的整体稳定
按支撑加劲肋和加劲肋两侧腹板（一侧至端部，
另一侧为）组成的十字形截面轴心压杆计算

查附表1.2得：（十字形截面按b类截面）
（满足）
2)端面承压强度：
（满足）
3)支撑加劲肋与腹板的连接焊缝

（满足）
平台主梁施工图见附页。

四）次梁与加劲肋的连接（焊缝连接）
考虑到连接并非理想连接，会有一定的弯矩作用，故计算时将次梁反力增加，
次梁传递下来的荷载设计值为：

则梁反力
试选用焊缝连接

取：
因为次梁传来的制作反力并非作用于焊缝形心，最后采用三面围焊将次梁与主梁
搭接部分全部用焊缝连接，焊缝验算如下所示：
ff=P0.7hf×1Lw=1760000.7×6×=79KN/mm2<160 KN/mm2
满足要求
：

选用2个4.8级M20普通螺栓作为固定螺栓

五）主梁与柱子的连接
按照构造要求将主梁和柱子用两个安装螺栓和8mm的焊缝连接起来
如下图所示

五）参考文献：
1、《建筑结构荷载规范》
2、《钢结构设计规范》
3、《钢结构设计手册》
4、《钢结构教材》
5、《房屋建筑制图统一标准》
6、《建筑结构制图标准》