1、1钢 结 构 平 台 设计说明书设计：校核：太原市久鼎机械制造有限公司二零一四年十月2目 录1设计资料32结构形式33材料选择. 34铺板设计35加劲肋设计56平台梁66.1 次梁设计.66.2 主梁设计 . .77柱设计98. 柱间支撑设置.119. 主梁与柱侧的连接设计 .113钢结构平台设计1设计资料1.1 厂房内装料平台，平面尺寸为 5.23.6m（平台板开洞 7 个，开洞尺寸460460mm）, 台顶面标高为 5.2m。平台上平均布荷载为 5 ，不考虑水2kN/m平向荷载，设计全钢工作平台。 1.2 参考资料：1) 钢结构设计规范2) 建筑结构荷载规范3) 钢结构设计手册4) 建筑钢
2、结构焊接规范2结构形式 平面布置主次梁，主梁跨度 3530 mm ，次梁跨度 2790 mm ，次梁间距 1260mm ，铺板下设加劲，间距 900mm 。柱间支撑按构造设计，铰接连接；梁柱铰接连接。确定结构布置方案及结构布置形式如图所示3材料选择铺板采用 5mm 厚带肋花纹钢板，钢材牌号为 Q235 ，手工焊，E4 型焊条，钢材弹性模量 E =2.06105 N/mm2 ，钢材密度 =7.85 103Kg/m3 ，基础混凝土强度等级为 C30, fc 14.3N/mm2。4铺板设计4.1 荷载计算已知平台均布活荷载标准值 q1k 5kN/m2 ，5mm 厚花纹钢板自重qDk 0.0059.8
3、7.85= 0.38kN / m2 ，恒荷载分项系数为 1.2 ，活荷载分项系数为 1.4 。均布荷载标准值 qk 5kN/m0.38kN/m = 5.38kN/m 2 均布荷载设计值 qd=1.20.381.45= 7.46KN/m 244.2 强度计算 花纹钢板 b / a =1260/900=1.42 ，取 0.08 ，平台板单位宽度最大弯矩设计值为：Mmax qa 2 = 0.087.460.92= 0.48kNm 96000 KN/m2 = 96 N/mm2215 N/mm 2 =62 =60.481.20.0052=4.3 挠度计算 取 =0.110,E=2.0610 5 N/mm
4、250.110 0.011261 /150=0.0067=33= 5.38103 90032.06105 53=设计满足强度和刚度要求。5加劲肋设计5.1 计算尺寸： 肋板的高度取跨度的 1/151/12，即取 84105 ，选用钢板 - 100 10 ，钢材为 Q235 。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊角尺寸 4mm ，每焊 150 mm 长度后跳开 50mm。此连接构造满足铺板与加劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的 T 形截面，铺板计算宽度为 30t=150mm ，跨度为 0.9 m。5.2 荷载计算： 分布在一 T 形截面简支加劲肋上的设计荷载应为 900mm 范围内的荷
5、载，加劲肋自重为 0.1 0.0178.5= 0.079kN / m，按均布荷载考虑。 均布荷载标准值 qk 5.380.9+0.079 4.92 kN / m 均布荷载设计值 qd 7.46 0.9 1.2 0.079 6.8kN / m5.3 内力计算： 简支梁跨中最大弯矩设计值Mmax ql2 = 6.81.262= 1.35kNm 18 18支座处最大剪力设计值V 6.8 1.26 / 2 4.28kN5.4 截面特性计算：加劲肋计算简图如下截面形心位置yc= 72.5mm(1505102.5+1001050)1505+10010 =截面惯性矩I 15053/12+1505(102.5
6、-72.5)2+101003/12+10010(72.5-50)2=576145mm4支座处抗剪面积只计铺板部分，偏安全仍取 100mm 范围，则AV 10010 1000mm265.5 强度计算: 受拉侧应力最大截面塑性发展系数取 1.20 ，=14.16N / mm2 215N / mm2=1.3510672.512576145受剪计算：6.42 N / mm2 125N / mm2=1.5=1.54.281031000=5.6 变形计算：挠度计算0.0011/150 =0.0067=53384= 54.92126033842.06105576145=设计满足强度和刚度的要求。6平台梁6.
7、1 次梁设计 选用热轧普通槽钢，设置主次梁，次梁与主梁做成刚接。主梁与柱子做成铰接连接。6.1.1 中间次梁计算将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨 2.79m 。次梁的荷载主要是由铺板 加劲肋传来相隔 1.26m 分布的集中力，但这一荷载可作为均布荷载考虑。6.1.2 选取型钢梁截面：7次梁上最大弯矩设计值qBS 6.81.26 / 0.9= 9.52kN/m 次梁跨中弯矩设计值M max 9.522.792 /8=9.26kN m 最小截面模量= 41019 mm3=41.0 cm3,=9.261061.05215=试选槽钢18b ，截面几何特征如下h =180，b=70 ， tw =
8、9, t=10.5, r=10.5, r1=5.25, = 22.99kg/m ,Ix= 1369.9cm4, Wx=152.2cm3, Sx= 91.6cm3均布荷载设计值qBS 9.52 1.20.23 9.8kN/m 因次梁构造较为简单，不计入构造系数6.1.3 内力计算：M max 9.8 2.792 /8 =9.54kN mVmax 9.8 2.79 /2 =13.67kN6.1.4 强度计算=59.7N / mm2 215N / mm 2= 9.541061.05152.2103受剪计算：10.06 N / mm2 125N / mm2=13.6791.61061369.99104
9、=6.1.5 变形计算：qBSk 1.26/ 0.94.92+ 0.23= 7.12kN/m0.00071/150 =0.0067=53384= 57.12279033842.061051369.6104=设计满足强度和刚度要求6.2 主梁设计平台主梁与平台柱铰接连接，平台主梁可看作是两端支承在平台柱上的简支梁，承受着平台次梁传来的荷载。8恒荷载标准值： q1k=(6.2+22.99.810-3)2=12.85KN活荷载标准值： qk=51.262=12.6KN主梁支座反力： R=3/2(1.212.85+1.412.6)=49.59KN6.2.1 主梁跨中最大弯矩：M max 49.591.
10、765 49.591.26=25.04kN m Vmax=R=49.59KN主梁的最小截面模量= 110919 mm3=111 cm3 ,=25.041061.05215=选取型钢梁截面：试选槽钢18b ，截面几何特征如下h =180，b=70 ， tw =9, t=10.5, r=10.5, r1=5.25, = 22.99kg/m ,Ix= 1369.9cm4, Wx=152.2cm3, Sx= 91.6cm36.2.2 梁截面验算截面承载力验算梁自重标准值：q=22.999.81.05=0.24 kN/m 这里的系数 1.05 为考虑加劲肋，焊缝等引起的自重增加考虑梁自重后跨中最大弯矩和
11、最大剪力分别为：Mx=39.64+1/80.241.22.5652=25.28 kN mVmax= 49.59+0.24 1.2 2.565=50.32KN 弯曲正应力验算=158N / mm2 215N / mm 2 = 25.281061.05152.2103剪应力验算37.03 N / mm2 125N / mm 2=50.3291.61061369.99104=设计满足强度要求整体稳定验算次梁可作为主梁的侧向支撑，因此把主梁侧向支撑点的距离9l1=2.79/2=1.395m,l1/b=1395/180=816 能满足截面简支梁不需要验算整体稳定的条件，整体稳定得以保证。钢度验算跨中最大
12、挠度：5.9mm=102= 25.281032.5652102.06108137010-8=400=2565400=6.4 (设计满足刚度要求) 7.平台柱设计平台柱承受平台主梁传来的荷载，平台柱承受平台主梁采用铰接。平台柱承受的轴心力的设计值为N=5F+ql=549.59/2+0.241.21.765=124.48KN7.1 确定柱截面尺寸由于作用支柱的压力很小，假定柱的长细比 10按 b 类截面查轴心受压稳定系数 5.0平台柱所需的截面面积1.0410-3=1040 mm2= 124.281030.555215106=按结构要求取柱为工钢 I20b,截面几何特征如下h =200，b=102
13、 ， tw =9, t=11.4, r=9.0, r1=4.5, = 31.05kg/m ,Ix= 2502cm4, Wx=250.2cm3, Sx= 146.1cm3 A=39.55cm2 ix=7.95cm , iy=2.07cm7.2 验算平台柱截面的承载力、整体稳定和钢度因柱截面没有削弱，若柱整体稳定能满足要求，则柱的承载力也能满足要求。因此，只需验算柱的整体稳定。平台高 5200mm，两端铰接，平台内与平台外的计算长度均为 5200mm，则lox=loy=5200mm10ox=lox/ix=5200/79.5=65.4=350oy=loy/iy=5200/20.7=251=350柱刚
14、度能满足要求。按 b 类截面查得轴心受压稳定系数： 408.miny平台柱自重标准值：N=7.859.80.00395551.2=1.83KN这里的系数 1.2 为考虑焊缝及柱头、柱脚等引起的自重增加。柱承受的轴心力的设计值N=1.2448105+1.21.83103=126676N于是有 78.5N / mm2 125N / mm 2= = 1266760.4083955=柱整体稳定能满足要求。7.3 平台柱柱脚设计平台柱承受的轴心力较小，柱脚采用平板式钢接构造形式如图所示。基础混凝土强度等级为 C30，抗压强设计值 fc 14.3N/mm2。底板需要面积=12667614.3=8858.4
15、62按构造要求,考虑底板加劲，取柱底板尺寸为-44044020底板浄面积：440440=193600 mm 2A=8858.46 mm 2即取的底板尺寸满足要求117.4 平台柱柱顶设计平台柱承受的轴心力较小，柱顶采用平板式钢接构造形式如图所示。考虑柱顶与平台主梁接触稳定，柱顶上部设置加强斜撑，材料选用工钢 I20b。取柱顶板尺寸为-400300208. 柱间支撑设置由于没有水平荷载且竖向荷载较小，所以柱间支撑可按构造设置。柱间交叉支撑采用槽钢，如图所示。最大计算长度为 5.15m ，允许长细比为 200 ，则 i= 5150/200=26mm 选用槽钢 18 。 支撑的连接采用焊缝连接，焊缝尺寸为 8 ，同时在连接处设置 10.9 级 M16 的安装螺栓。9梁与柱的连接计算由于平台不考虑水平向荷载，主梁与柱的连接的螺栓为构造要求，不必进行计算。连接处设置 10.9 级 M20 的安装螺栓。
