1、XXXXXX课 程 设 计学 院 名 称： 土木工程学院 专 业 名 称： 土木工程 学 生 姓 名： 陈毅 学 生 学 号： 0905411405 学 生 班 级： 土木 0944 指 导 教 师： 王玉英 教研室2013 年 3 月 17 日成 绩 评 定 表班级 土木 0944 姓名 陈毅 学号 405题 目 检修平台设计成 绩 评 定考 核 项 次 所占比例（） 百分制成绩出勤学习态度方案设计基本概念理论计算图面质量创新能力答辩总成绩（百分制）综合成绩等级（五级分制）：指导教师签字：年 月 日1、设计目的通过设计，使学生掌握厂房平台结构设计的原理、方法和步骤，训练学生绘制施工图的能力，
2、培养学生综合运用所学理论知识分析问题和解决问题的能力，提高设计技能和专业表达能力。2、设计题目设计某车间检修平台。3、设计资料平台场地位置如图所示，高 5.5m，平台上设有一检修洞口（位置自定） ，洞口尺寸为 2m x 2m。平台采用钢铺板，平台上设备检修荷载标准值详见参数表。钢材为 Q235-B，手工焊，E43型焊条。4、设计形式4.1 铺板采用有肋钢铺板。4.2 次梁采用工字钢，简支于主梁上。4.3 主梁采用焊接工字形截面，简支于钢柱上。4.4 钢柱采用型钢截面，铰接柱脚。4.5 基础为钢筋混凝土独立基础，C20 混凝土。5、设计内容5.1 计算内容5.1.1 检修平台梁格布置：1） 确定
3、结构布置方案及结构布置形式。依题意并经综合比较，立体图如图 1 所示，平台结构平面布置如图 2、3、4。图 1图 2图 3图 42） 荷载条件 楼面活荷载标准值为 5KNm 2。5.1.2 平台铺板、加劲肋设计 确定有关尺寸 铺板采用有肋铺板，板格尺寸为 6001500，根据构造要求及荷载情况，取铺板厚 6mm，板肋尺寸为 660. 验算铺板强度和刚度a 强度验算计算铺板和板肋的最大弯矩铺板所承受的荷载计算铺板自重标准值：q=78509.8610-3=0.462 kNm 2板肋自重标准值：q=78509.866010-6=0.0277 kNm 2板面活荷载标准值：5kN/m2计算铺板跨中最大弯
4、矩 铺板按四边简支平板计算b/a=1500/600=2.5查表得 =0.125铺板面荷载设计值 q=1.20.462+1.45 kNm 2=7.5544 kNm 2铺板跨中单位宽度最大弯矩为：=0.1257.55440.62=0.3399 kNm2M=qa计算板肋的跨中最大弯矩，可按两端支撑在平台梁上的简支梁计算加劲肋承受的线荷载，其中恒荷载标准值为：q=0.4620.6+0.0277 kN/m=0.3049 kN/m活荷载标准值为：q=50.6 kN/m=3 kN/m加劲肋的跨中最大弯矩为：=(1.20.3049+1.43)1.52/8 kNm =1.2842 kNm2M=ql验算铺板和加劲
5、肋的强度铺板 铺板截面的最大应力为： 2max22626M0.39kN=5./1kml:加劲肋 加劲肋可考虑 30 厚度的宽度参与截面共同工作，计算截面如图所示截面面积：A=(1806+660)10-6 m2截面对形心轴到铺面板的距离为： 1806361.5y截面对形心轴的截面惯性矩Ix=18063/12+18068.25+6603/12+66024.752=4.0527105mm4=4.052710-7m4加劲肋截面的最大应力： 3 2274M1.280.15=3.648/f15/NNmNmW:b 铺板和加劲肋的刚度验算铺板有表得 =0.1422铺板面荷载标准值：q=0.462+5 kN/m
6、=5.462铺板跨中最大挠度： 4 343max3195.4620.=0.1m2.6102.6q mEt 铺板容许挠度：=600/150 mm=4 mm/vl ax.v加劲肋 加劲肋跨中最大挠度 344 3max 1750.3490.5=m=2.609512.60953826xqlv mEI 加劲肋容许挠度 /4vlmaxv由此可见铺板的板厚由刚度控制。5.1.3 平台次梁设计平台次梁与主梁铰接，平台次梁可以看做是两端支撑在主梁的简支梁，承受着平台铺板传来的均布均布荷载，计算简图如右图。 12( )yx12( )5360.yx12( )42. -34.0恒荷载标准值： 0.3491.5/60.
7、723/kqkNm活荷载标准值： ./k荷载设计值： 1.207631.45148qk次梁跨中最大弯矩：22max1.486/51.348Mql kNm截面选择梁所需的截面抵抗矩： 3433max651.0/2.891028.912nxWf c次梁采用工字形型钢截面，由型钢规格表查得：I 20b:2001029.011.4,A=39.5cm2,m=31.1kN/m,Ix=2502cm4,Wx=250cm3,Ix/Sx=17.1cm能满足要求，因此选 I20b 为次梁截面。验算所选截面强度a. 抗弯强度验算考虑梁自重后： 2max1.2(0763.19.8)47.56/83.196MkNm:作用
8、在梁上的荷载为静力荷载，因此，截面最大应力： 322axax5.0/5/2NmfWb. 抗剪强度验算次梁最大剪力： max/21.0763.19.847.56/23.4085Vql kN截面最大剪应力： 322max14.50/vwSNmfIt由此可见型钢梁的剪应力很小。 梁整体稳定验算 梁的受压翼缘有带肋铺板与其牢固连接，整体稳定可以满足要求。因此不必验算梁的整体稳定。 梁的刚度验算梁跨中最大挠度： 44max 1850.7623.9.7560.218.38802kxqlv mEI ax/vlmv次梁刚度不能满足要求，应重新选择截面，选 I22b，查得A=46.5cm2，I x=3583cm
9、4，m=36.5kg/m44max 1850.7623.59.760.193.63883kxqlv mvEI 满足刚度要求。梁的局部承压强度：梁端支座反力： 12.502.5(1.9)2014.5zylah348.7/9cwzFNmftl 5.1.4 主梁设计 平台主梁与平台柱铰接连接，平台主梁可看做两端支撑在平台柱上的简支梁，承受着平台主梁次梁出来的荷载，计算简图如图所示。 123456( )( )( )( )( )yx2139.031978.0. 2139.031978.0yx123456( )( )( )( )( )4.371.06-71.06-142.3恒荷载标准值： (7.6230.
10、59.8)6.72kFkN活荷载标准值： .4k次梁传来的荷载标准值： 6.7251.kFkN次梁传来的荷载设计值为： 147.064主梁支座反力： 42.12.8RFkk跨中最大弯矩：max7.52.0.753.148164.71.0649MRFkN:主梁最大剪力： max2.8vRkN梁截面选择 平台主梁的跨度及承受的荷载都较大，拟采用三块刚板拼接焊成的工字形组合截面梁。估计翼缘板厚度 ，故抗弯强度设计值 f=215N/mm2，需要的截面模量为16ft663339.7810.4104.652xMWmcf按刚度条件，梁的最小高度为： 2min6675821.3401.340Tflhv:梁的经
11、济高度： 0.430.42(.)sxWm取梁的腹板高度 hw=h0=600mm按抗剪要求的腹板厚度 3max142.801.2.2.765wvVtf按经验公式 0.983.5.wht m考虑腹板屈曲后强度，取腹板厚度 tw=6mm。每个翼缘所需面积： 32146.06A17xwfWth翼缘宽度 ，取 bf=200mm/530/5/2fbhm:翼缘厚度 ，取 tf=10mm17628.fft翼缘板外外伸宽度 b=bf/2-tw/2=200/2-6/2=97mm翼缘外伸宽度与厚度之比 ,满足局部稳定要求。b/9/0=.71325/13f ft强度验算梁的截面几何常数： 3341(20619.40)
12、81.xI cm386xIWh2.7Ac320130.15.xSm梁自重标准值为（考虑腹板加劲肋，梁自重标准值乘以 1.1）：37859.76.64/kg kN设计值为：g=0.64311.2=0.7717kN/m考虑梁自重后的弯矩和剪力值： 2319.78.2064317.5/83.142xMkm:ma450VkNN验算抗弯强度： 6 333x325.10=19.526/21/0n kfkW验算抗剪强度： 33 22max 44.6.7/.347/5/81.0 vwVSNmmfNIt 整体稳定验算 次梁可作为主梁的侧向支撑，因此主梁侧向支撑点的距离为l=1.5m,l/b=1500/200=7
13、.51：uV0s 2 2/ /0.951415.3415.3601whta 1(.8)6.(.8)46.uwvshtf kNV满足要求。对板段 III，验算左侧截面： 0s 2 2/60/415.3()415.315whta.8.(.8)40uwvsVhtf kN因：3145.02(1.267.45)0.713.57890.uVkNkNV故用 验算：maxeuM，0/10.6515323ywbfht=.3max01640215361. 9.78euxeMWfkNMkN:对板段 II 一般可不作验算。加劲肋计算：横向加劲肋的截面：宽度：，取 bs=90mm0/3460sbh厚度： 9t15sbm
14、中部承受次梁支座反力的支撑加劲肋验算：由上可知：，s1 2cr0.59(.8)0.9(.8)1250./svf Nm故该加劲肋所承受轴心力： 341.2617.64.sNk截面面积为： 29080sAm364168.217,38.59472zz zsII iA0,0.1.59z z验算在腹板平面外的稳定： 32279.1647.8/5/082szNNmfNmA采用次梁连于主梁加劲肋的构造，故不必验算加劲肋的端部承压强度。靠近支座的中间加劲肋仍用 906 截面，不必验算。支座加劲肋的验算：承受如图所示支座反力 另外还应加上边部次梁直接145.02,RkN传给主梁的支座反力：。7.63.2F采用
15、2-908， 2908150sAm36464.91,21.5zzzsIiA60,4.2983z验算腹板在平面外的稳定： 322145.02.1072.5/15/983szNNmfNmA验算端部承压： 322ce18.0/3/20cef计算与腹板的连接焊缝： 3145.279247(606)1fh m用 。6m1.58.m5.1.5 平台柱设计：平台柱承受平台主梁传来的荷载，平台柱与平台主梁采用铰接连接，平台柱的轴心设计值为： 571.064.7.5=361.078kNNFql确定柱截面尺寸，假定柱长细比为 120，按 b 类截面查轴心受压稳定系数： .3平台柱所需的截面面积： 3261.078
16、4.19425NAmf,054.12xxylcmib1/20/027548hHm:由于柱比较低，柱宽度可以取得稍小一点。选择 HW200200812, ，A=63.53cm2，m=49.9kg/m8.62,5.xyicic0x5/86.23.,10950y刚度满足要求。按 b 类截面查轴心受压稳定系数： min.4y平台柱自重标准值： k49.g/5.9.8N/kg1.237.5NN这里的系数考虑加劲肋、焊缝、柱头、柱脚等引起的自重增加值。柱承受的轴心力的设计值： 361.07k364.98k于是有; 22min4.9815.1307/50mNNmfA柱整体稳定满足要求。验算平台柱的局部稳定:
17、腹板的局部稳定： 0/(24)/82(50.)23/w yht f腹板的局部稳定满足要求。翼缘的局部稳定：/10/28.3(10.)235/s ybt f翼缘的局部稳定能满足要求。5.1.6 平台柱脚设计：由于平台承受的轴心力较小，故采用平板式铰接构造。混凝土强度为 C20，抗压强度设计值为 9.6N/mm2。柱承受的轴心力设计值： 364.981Nk柱脚底板需用的面积： 32/.0/10cAf m按构造要求取底板的尺寸为 250250，锚栓直径为 20，锚孔直径为 ，d底板净面积为: 2320250/461.70nd柱脚底板受的反力： 332/364.981/.5.9/nqNANm三边支撑板
18、： 112 2317,/0.5.075839165.67410ambMq:悬臂板： 223225.916.84710/cqNm最大弯矩为： 3max1.M:底板厚度： 3ax65.267402.641t mf取底板厚度为 22mm。6、参考资料6.1 钢结构设计手册编辑委员会钢结构设计手册（上、下册）中国建筑工业出版社6.2 中华人民共和国国家标准：钢结构设计规范（GB50017-2003） 中国建筑工业出版社2003年6.3 中华人民共和国国家标准：建筑结构荷载规范中国建筑工业出版社6.4 戴国欣主编 钢结构 武汉理工大学出版社6.5 王肇民主编 建筑钢结构设计 同济大学出版社6.6 陈绍蕃主编 钢结构 中国建筑工业出版社2003 年6.7 王国周、瞿履谦主编钢结构清华大学出版社6.8 张家旭主编钢结构武汉工业大学出版社2008 年6.9 沈祖炎主编 房屋钢结构设计 中国建筑工业出版社
