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1、规格严格 功夫到家 哈尔滨工业大学（威海）土木工程专业 钢结构课程设计计算书钢结构课程设计计算书 姓名：姓名： 学号：学号： 指导教师：指导教师： 二零一二年七月二零一二年七月 土木工程系土木工程系 规格严格 功夫到家 目录 一、设计资料.1 二、结构形式.1 三、材料选择.1 四、铺板设计.1 （1）荷载计算.2 （2）强度计算.2 （3）挠度计算.2 五、加劲肋设计.2 （1）铺板设计.2 （2）荷载计算.3 （3）内力计算.3 （4）截面特性计算.3 （5）强度计算.4 （6）变形计算.4 六、平台梁.5 A次梁设计.5 1、次梁 1 的设计.5 2、次梁 2 的设计.6 B主梁设计.8
2、 1、主梁 1 的设计.8 2、主梁 2 的设计.11 七、柱设计.15 1、柱 1 计算.15 2、柱 2 计算.17 3、柱 3 计算.18 4、柱 4 计算.19 5、边柱及角柱的偏心验算 20 6、柱间支撑设置.23 八、节点设计.24 A主次梁连接.24 B主梁与柱子.27 C次梁与柱子连接节点 28 D柱脚节点.29 规格严格 功夫到家 1 一、设计资料一、设计资料 某厂房内工作平台，平面尺寸为 189m 2（平台板无开洞） ，台顶面标高为 +2.500m，平台上均布荷载标准值为 12KN/m 2，设计全钢工作平台。 二、结构形式二、结构形式 平面布置，主次梁，主梁跨度 3000m
3、m，次梁跨度 6000mm，次梁间距 1500mm， 铺板宽 500mm，长度 1500mm，铺板下设加劲肋，间距 500mm。共设 16 根柱。如 图所示 三、材料选择三、材料选择 铺板采用mm6厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，E43型焊条， 钢材弹性模量 25 N/mm102.06E，钢材密度 33kg/mm 1085. 7，基础混凝 土强度等级为 2 N/mm5 . 7,15 c fC。 四、铺板设计四、铺板设计 规格严格 功夫到家 2 （1 1）荷载计算）荷载计算 已知平台均布活荷载标准值 2 1k 12kN / mq，6mm 厚花纹钢板自重 2 Dk 0.006 9.8
4、7.850.46kN / mq，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 222 k 0.5kN / m12kN / m12.5kN / mq 均布荷载设计值 2 1.2 0.5 1.4 1217.4KN/ m d q （2 2）强度计算）强度计算 花纹钢板/1500/50032b a ，取0.10，平台板单位宽度最大弯矩设 计值为： 2222 max 0.1 17.4 0.5 kN/ m0.435N/ mm d Mq a 强度为： 222 maxmax 22 66 0.435 60417kN / m60.42N / mm215N / mm 1.2 0.006 M
5、M Wt （3 3）挠度计算）挠度计算 取 52 0.110,2.06 10 N/mmE 333 k 353 12.5 1050011 0.1100.003863= 2.06 106258150 q av aEt 设计满足强度和刚度要求。 五、加劲肋设计五、加劲肋设计 （1 1）铺板设计）铺板设计 平板厚度不小于l1/150l1/120=56.25mm，现取t=6mm。选用钢板80 6， 钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊角尺寸6mm，每焊150mm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=180
6、mm，跨度为1.5m。 规格严格 功夫到家 3 （2 2）荷载计算）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 500mm 范围内的荷载， 加劲 肋自重为0.08 0.006 78.50.03768kN/m，按均布荷载考虑。 均布荷载标准值 k 12.5 0.50.037686.288kN/mq ， 均布荷载设计值 d 17.4 0.5 1.2 0.037688.805kN/mq （3 3）内力计算）内力计算 简支梁跨中最大弯矩设计值 2 max 1 8.745 1.52.460kN m 8 M 支座处最大剪力设计值 8.745 1.5/26.559kNV （4 4）截面特性计算
7、）截面特性计算 截面形心位置 c 180 6 3 80 6 46 16.2mm 180 680 6 y 加劲肋计算简图 截面惯性矩 规格严格 功夫到家 4 3232 4 180 6 /12 180 6 (16023)806/1280 6 (69.840) 873680mm I 支座处抗剪面积只计铺板部分，偏安全仍取 180mm 范围，则 2 V 180 61080mmA （5 5）强度计算）强度计算 受拉侧应力最大截面塑性发展系数取 1.20， 6 22 xnx 2.460 1069.8 163.8N / mm215N / mm 1.2 873680 M W 受剪计算： 3 22 V 6.55
8、9 10 1.51.59.11N / mm125N / mm 1080 VSV ItA （6 6）变形计算）变形计算 挠度计算 33 x 5 x 55 6.288 150011 384384 2.06 10873680651150 q lv lEI 设计满足强度和刚度的要求。 规格严格 功夫到家 5 六、平台梁六、平台梁 A A次梁设计次梁设计 1 1、次梁、次梁 1 1 的设计的设计 （1）计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨 6m。次梁的 荷载主要是由铺板加劲肋传来相隔 0.5m 分布的集中力，但这一荷载可作为均 布荷载考虑。 选用热轧普通工字钢，设置主次梁，次梁与主梁做成铰
9、接连接。主梁与柱子 做成铰接。 （2）选取型钢梁截面 次梁上最大弯矩设计值 铺板尺寸为 500mm1500mm，板和加劲肋传给梁的荷载 BS 80745 1.526.235kN/mq 次梁跨中弯矩设计值 2 max 26.235 6 /8=118.058kN mM 最小截面模量 规格严格 功夫到家 6 6 33 max x,min 118.058 10 =522957mm522.96cm 1.05 215 y M W f 试选工 28b，截面几何特征如下 433 47.86kg/ m,7481cm ,534.4cm ,=10.5mm312.3cm xxwx IWtS 计入所选截面自重后均布荷载
10、均布荷载标准值 BSK 6.288/0.5 1.50.478619.34kN/mq 均布荷载设计值 BS 26.235 1.2 0.478626.809kN/mq 因次梁构造较为简单，不计入构造系数 （3） 内力计算： 2 max 26.809 6 /8=120.64kN mM max 26.809 6/2=80.43kNV （4）强度计算 6 22 max 3 xx 120.64 10 214.99N / mm215N / mm 1.05 534.4 10 M W 6 22 4 80.43 312.3 10 31.98N/ mm125N/ mm 7481 10.5 10 x VS I t （
11、5）变形计算： 33 k 54 x 55 19.34 600011 384384 2.06 107481 10283250 q lv lEI 设计满足强度和刚度要求 2 2、次梁、次梁 2 2 的设计的设计 （1）计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨 6m。次梁的 荷载主要是由铺板加劲肋传来相隔 0.5m 分布的集中力，但这一荷载可作为均 布荷载考虑。 选用热轧普通工字钢，设置主次梁，次梁与主梁做成铰接连接。主梁与柱子 做成铰接。 （2）选取型钢梁截面 次梁上最大弯矩设计值 规格严格 功夫到家 7 铺板尺寸为 500mm1500mm，板和加劲肋传给梁的荷载 BS 8.745/0.
12、5 0.7513.118kN/mq 次梁跨中弯矩设计值 2 max 13.118 6 /8=59.03kN mM 最小截面模量 6 33 max x,min 59.03 10 =261488mm261.49cm 1.05 215 y M W f 试选工 22a，截面几何特征如下 433 33.05kg/ m,3406cm ,309.6cm ,=7.5mm,177.7cm xxwx IWtS 计入所选截面自重后均布荷载均布荷载标准值 BSK 6.288/0.5 0.750.33059.763kN/mq 均布荷载设计值 BS 13.118 1.2 0.330513.51kN/mq 因次梁构造较为简
13、单，不计入构造系数 （3） 内力计算： 2 max 13.51 6 /8=60.80kN mM max 13.51 6/2=40.53kNV （4）强度计算 6 22 max 3 xx 60.80 10 187.03N / mm215N / mm 1.05 309.6 10 M W 6 22 4 40.53 177.7 10 28.19N/ mm125N/ mm 3406 7.5 10 x x VS I t （5）变形计算： 33 k 54 x 55 9.763 600011 384384 2.06 103406 10256250 q lv lEI 设计满足强度和刚度要求 规格严格 功夫到家
14、8 B B主梁设计主梁设计 1 1、主梁、主梁 1 1 的设计的设计 （1）计算简图：设主梁与柱子两端为铰接 主梁计算简图如下图所示 （2）截面初选：对跨中二分点处作用 1 个相等集中荷载的简支梁，挠度计 算系数 B 0.11 ，平台梁允许挠度l/400=7.5mm。钢材强度设计值取 215N/mm 2， 梁的最小高度 2 min 5 3000215/1.38 2 0.11199.7mm 2.06 107.5 h 梁的弯矩设计值先根据计算得到的次梁梁端反力近似取为 x 2 80.43/2 1.5 1.1 132.71kN mM 其中系数 1.1 是考虑主梁自重后的附加系数，则所需截面模量为 6
15、 33 x 132.71 10 617256mm =617cm 215 W 经济高度 2/5 e 3 61739.2cmh 1/3 e 7 6173029.6cmh 取h=400mm 为初选截面高度。 主梁腹板的初选厚度为 w 40 /110.57cmt 其中近似取hw=h。 主梁腹板的初选厚度为 3 w 1.2 80.43 100.5 2.09mm 370 125 t 其中考虑翼缘板可能厚度后，取 370 w hmm 选腹板厚度为 6mm 主梁翼缘的经济宽度为 400/5400/3，即 80mm133mm。初选为 130mm，主梁 翼缘厚可近似的估算： 规格严格 功夫到家 9 6 x f 0.80.8 132.71 10 9.49mm 400 130 215 M t h bf 式中 0.8 系考虑腹板抗弯能力后对翼缘所需承载力的折减。这样初选截面 为：400mm130mm10mm6mm。 （3）截面的几何性质计算： 截面面积 2
