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1、项目一 工作平台梁设计情景引入:某车间工作平台采用钢结构，如图0-1所示。平台上无动力荷载，平面布置 如图0-3,其恒载标准值为3kN/m2 ,活载标准值为4.5kN/m2 ,钢材为Q235钢, 假定平台板为刚性，并可保证次梁的整体稳定，试确定主、次梁的截面。图0-2带楼板的工作平台GZ1r 1珞回i4ll 甚【1尸ii皂54n T JU.250015图0-3工作平台平面布置图问题：1、通常，结构布置类型有哪些？2、梁的截面形式有哪些？尺寸怎样确定？3、柱的截面形式有哪些？尺寸怎样确定？任务一次梁截面设计一选用型钢梁钢梁按制作方法的不同分为型钢梁和焊接组合梁。型钢梁又分为热轧型钢梁 和冷弯薄壁
2、型钢梁两种。目前常用的热轧型钢有普通工字钢、槽钢、热轧 H型 钢等（如图1-1ac）。冷弯薄壁型钢梁截面种类较多，但在我国目前常用的有C形槽钢（图1-1d）和Z形钢（图1-1e）。冷弯薄壁型钢是通过冷轧加工成形的，板壁 都很薄，截面尺寸较小。在梁跨较小、承受荷载不大的情况下采用比较经济，例 如屋面楝条和墙梁。型钢梁具有加工方便、成本低廉的优点，在结构设计中应优 先选用。但由于型钢规格型号所限，在大多情况下，用钢量要多于焊接组合梁。如（图1-1f、g）所示，由钢板焊成的组合梁在工程中应用较多， 当抗弯承载力 不足时可在翼缘加焊一层翼缘板。如果梁所受荷载较大、而梁高受限或者截面抗 扭刚度要求较高时
3、可采用箱形截面（图1-1h）。型钢梁中应用最多的是普通热轧工字钢， H型钢的应用在我国正逐步推广。型钢梁一般应满足强度、刚度和整体稳定的要求。设计时，首先根据建筑要求的 跨度及预先假定的结构构造，算出梁的最大弯矩设计值，按此选择型钢截面，然 后进行各种验算，具体设计步骤如下。#图1-1梁的截面形式一、截面初选先计算梁的最大弯矩Mx ,由。=兽匚 f从型钢表中取用与 Wx相近的型xWnx钢号。此时，可预先估算一个自重求出 Mx,求出截面后按实际自重进行验算。也可先不考虑自重算出 Wlx,选出截面后按实际自重进行验算。求出截面后按实际自重进行验算，也可先不考虑自重，选出截面后按实际自重进行验算。二
4、、截面验算1、强度验算(1)根据所选用型钢的实际截面参数 WL,按式(1-1)验算抗弯强度。MxxWnx(1-1)式中：Mx一弯矩%截面塑性发展系数，根据附表1截面类别确定，具值小于截 面形状系数。wnx一梁的净截面抵抗矩f 钢材的抗弯强度（2）当有集中力作用时，按式（1-2）进行局部压应力验算。仃 c=FEf（1-2）t w lz式中：5压应力中一集中荷载增大系数（考虑吊车轮压分配不均匀），对于重级工作 制吊车的轮压荷载取1.35,其他情况取1.0F 一集中荷载，对动荷载应考虑动力系数tw 一腹板厚度lz一集中荷载按45o扩散到腹板计算高度上边缘的假定分布长度,按下式计算:lz=a+2hy如
5、果集中荷载位于梁的端部，荷载外侧端距 为小于hy （如图1-2）即 0 E a1Vhy 时则取：lz=a+a+2.5hya集中荷载作用处沿跨度方向的分布长度，对吊车轮压可取为50mmhy一集中荷载作用处（对于吊车轮压为吊车梁轨顶处）至腹板计算高度 边缘处的距离。图1-2局部压应力图如果集中荷载位于梁的中部时(如图1-3)L,则取：lz=a+5hy+2hR图1-3局部压应力图(3)按式(1-3)抗剪强度。VS T=-S0.6时，应按式（1-14）对中b进行修正，以 外代替甲b。（c）（d）邛b =1.070.282/邛b 且W 1,0（1-14）受弯构件，对于轧制普通工字钢简支梁的整体稳定系数中
6、b,可由附表直接查得，当查得的Q值大于0.6时，应按下式（1-15）进行修正。 ，- .% =1.07-0.282/中01,0（1-15）轧制普通工字钢简支梁的整体稳定系数Q应按下表采用，当所得的邛b值大于0.6时，应按公式（1-15）算得相应的邛b代替阵值。表1轧制普通工字钢简支梁的里人 b项 次荷载情况工字钢型号自由长度l1（m）23456789101跨中无侧向支承点的 梁集中荷载作用于上翼缘10 2022 3236 632.002.402.801.301.481.600.991.091.070.800.860.830.680.720.680.580.620.560.530.540.500
7、.480.490.450.430.450.402下翼缘10 2022 4045 633.105.507.301.952.803.601.341.842.301.011.371.620.821.071.200.690.860.960.630.730.800.570.640.690.520.560.603二匀更 乍 书上翼缘10 2022 4045 631.702.102.601.121.301.450.840.930.970.680.730.730.570.600.590.500.510.500.450.450.440.410.400.380.370.360.354下翼缘10 2022 4045
8、 632.504.005.601.552.202.801.081.451.800.831.101.250.680.850.950.560.700.780.520.600.650.470.520.550.420.460.495跨中有侧向支承点的 梁(不论荷载作用点在 截面高度上的位置)10 2022 4045 632.203.004.001.391.802.201.011.241.380.790.961.010.660.760.800.570.650.660.520.560.560.470.490.490.420.430.43注：1同附表3.1的注3、52附表中的%适用于Q235钢。对其他钢号，
9、附表中数值应乘以 235/fy。在工程设计中，梁的整体稳定常由铺板或支撑来保证， 濡要验算的情况并不 很多。以上公式式主要用于压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性计算， 可使压弯 构件的验算简单一些。四、实例详解某车间工作平台采用钢结构，平台上无动力荷载，平面布置如图 0-3,其包 载标准值为3kN/m2 ,活载标准值为4.5kN/m2 ,钢材为Q235钢，假定平台板 为刚性，并可保证次梁的整体稳定，试确定主、次梁的截面。解：将次梁A设计为简支梁，其计算简图如图1-4所示，按基本组合考虑：q6000图1-4次梁受力图(1)内力计算恒荷载标准值为：qk =3kN m2活荷载标准值为：qk =4.5k
10、N. m2荷载设计值为：qd=1.2 3+1.4 4.5=9.9kN/m2次梁单位长度上荷载为：q=9.9 3=29.7kN . m1 o 1o跨中最大弯矩为：Mmax=-ql2 = - 29.7 62=133.65kN 孙88支座处最大剪力为:(2)截面设计1Vmax= ql =2129.7 6=89.1kN2梁所需要的净截面抵抗矩为：愀出二焉等气侬*查附表l ,选用132a ,单位长度的质量为52. 7 kg m梁的自重为 52.7 9.8 = 51 N lm=11080cm4, W692cm3, tw=9.5mm,梁自重产生的弯矩11为 Mg=-ql2=1.2M 父517M62=2.792kN m ,梁承受总弯矩为 M总=136.442kNgmg 88(3)截面验算1)强度验算a) 弯曲正应力 M = M x=1364423 M f =215 N/mm2 ,符合要求。xWnx 1.05 692 10b)剪应力工=今=89100+517 父3.2 =34.8 4 %=125 N/mm2,符合要求。 twIx9.5 27.5 10,2)整体稳定性验算Mx.三f
