鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1、目 錄1.設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)參數(shù)- 1 -1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容- 1 -1.2設(shè)計(jì)參數(shù)- 2 -2.次梁LL-1設(shè)計(jì)- 2 -2.1荷載匯集與計(jì)算簡(jiǎn)圖- 2 -2.2梁截面選擇- 3 -2.3截面復(fù)核- 3 -3.主梁L-1設(shè)計(jì)- 3 -3.1荷載匯集與計(jì)算簡(jiǎn)圖- 3 -3.2截面選擇- 6 -3.3強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算- 6 -3.4整體穩(wěn)定驗(yàn)算- 7-3.5加勁肋設(shè)置與局部穩(wěn)定驗(yàn)算- 8-4.柱Z3設(shè)計(jì)- 10-4.1荷載匯集與計(jì)算簡(jiǎn)圖- 10 -4.2截面選擇- 10 -4.3強(qiáng)度、剛度與整體穩(wěn)定驗(yàn)算- 11 -4.4局部穩(wěn)定驗(yàn)算- 11 -5.主次梁螺栓連接計(jì)算與節(jié)點(diǎn)圖- 11 -5.1確定節(jié)點(diǎn)荷載與

2、螺栓布置- 12 -5.2螺栓連接驗(yàn)算- 13 -1.- 11 -1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)參數(shù)1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容圖1.1所示鋼平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖1.2，按照任務(wù)要求，本人設(shè)計(jì)內(nèi)容為邊次梁LL-1、中間主梁L-2和中柱Z4，并設(shè)計(jì)主次梁螺栓連接。圖1.1 鋼平臺(tái)圖1.2 鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)平面布置圖1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)鋼材Q235-B，焊條E43型，螺栓C級(jí)。柱和次梁采用型鋼，主梁采用焊接鋼板梁，梁均按兩端鉸接設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)連接為螺栓連接，主、次梁計(jì)算跨度分別為9.6m和7.2m，次梁間距3m和3.3m，次梁上翼緣與樓板焊牢，柱按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，計(jì)算長(zhǎng)度6m，樓面恒載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為4.5和6kN/m2

3、。1.3 次梁LL-1設(shè)計(jì)1.4 荷載匯集與計(jì)算簡(jiǎn)圖恒載標(biāo)準(zhǔn)值（樓面?zhèn)鱽?lái)的恒載和次梁自重）活載標(biāo)準(zhǔn)值（樓面?zhèn)鱽?lái)的活載）總荷載標(biāo)準(zhǔn)值總荷載設(shè)計(jì)值跨中彎矩與支座剪力設(shè)計(jì)值7200q=20.84kN/mM=135.0kN.mV=75.0kN計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力如圖2.1圖2.1 次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力圖1.5 梁截面選擇次梁撓度允許值查教材附表1.7為，由此，次梁所需截面慣性矩為由強(qiáng)度控制所需梁截面抵抗距選擇型鋼HN350×175×6×9，另外I32a也合適，但用材多不做首選。1.6 截面復(fù)核次梁截面無(wú)削弱，且所選截面的截面特性參數(shù)均大于所需，故撓度與正截面強(qiáng)度滿(mǎn)足。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，該

4、梁抗剪強(qiáng)度富余較多，驗(yàn)算省略。次梁上無(wú)集中力，無(wú)需驗(yàn)算局部承壓次梁受壓翼緣與樓板牢靠連接，不必驗(yàn)算整體穩(wěn)定次梁為型鋼梁不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定3.主梁L-2設(shè)計(jì)2.3.3.1 荷載匯集與計(jì)算簡(jiǎn)圖均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值（梁半寬樓面?zhèn)鱽?lái)的恒載和主梁自重）總均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值總均布荷載設(shè)計(jì)值次梁傳來(lái)集中恒載標(biāo)準(zhǔn)值，次梁傳來(lái)總集中力設(shè)計(jì)值，支座剪力與跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)值主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力如圖3.1所示M(kN·m)V（kN）圖3.1 主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力圖3.2 L-2截面選擇主梁撓度允許值查教材附表1.7為，由此，梁最小高度為由強(qiáng)度確定所需截面抵抗矩為梁的經(jīng)濟(jì)高度為選取梁腹板高度梁腹板厚度，選取翼緣板的截面尺寸由強(qiáng)度

5、控制所需梁截面抵抗距選取，則，翼緣板不會(huì)局部失穩(wěn)3.3 強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算所選截面如右圖3.2：1-8×850 1×0.8×85=68cm22-16×280 2×1.6×28=89.6cm2 A=157.6cm2計(jì)算截面幾何特性參數(shù) 圖3.2 主梁截面內(nèi)力計(jì)算：由于原估算的梁自重實(shí)際所選梁自重相差不大，對(duì)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果影響很小，故直接采用3.1節(jié)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果。整體穩(wěn)定驗(yàn)算：因側(cè)向支撐間最大距離為3.3m（見(jiàn)附表1.8） 故無(wú)需計(jì)算整體穩(wěn)定抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算所以 抗剪強(qiáng)度計(jì)算局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算：因主次梁采用平接，無(wú)需驗(yàn)算。次梁作用點(diǎn)外側(cè)主梁截面腹板頂

6、端處的折算應(yīng)力該截面的彎矩和剪力分別為：撓度驗(yàn)算條件： 3.4 整體穩(wěn)定驗(yàn)算因側(cè)向支撐間最大距離為3.3m（見(jiàn)附表1.8） 故無(wú)需計(jì)算整體穩(wěn)定3.5 加勁肋設(shè)置與局部穩(wěn)定驗(yàn)算梁所受荷載為靜力荷載，荷載簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖如圖3.1所示?？缍戎悬c(diǎn)（1）加勁肋的布置 考慮到在1/3跨度附近有次梁相連，該處必須設(shè)橫向加勁肋，橫向加勁肋的最大間距為2.5h0=2.5×850=2125mm，故最后取橫向加勁肋布置如圖3.3所示圖3.3 主梁橫向加勁肋布置（2）區(qū)格的局部穩(wěn)定性驗(yàn)算1）區(qū)格所受應(yīng)力 式中M1和M2為所計(jì)算區(qū)格左右的彎矩，ymax為中和軸至腹板上端的距離。 2）區(qū)格的臨界應(yīng)力 當(dāng)a/h0=

7、1600/850=1.9>1.0時(shí)， 3)局部穩(wěn)定驗(yàn)算驗(yàn)算條件為： 今上式左邊滿(mǎn)足條件，可（3）區(qū)格的局部穩(wěn)定驗(yàn)算穩(wěn)定條件為： （4）區(qū)格的局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定條件為:通過(guò)以上計(jì)算，說(shuō)明取如圖所示的橫向加勁肋布置是合理的。（5）橫向加勁肋的截面尺寸 4. 柱Z3設(shè)計(jì)4.1 荷載匯集與計(jì)算簡(jiǎn)圖（1）設(shè)計(jì)資料1）柱上、下端均為鉸接，計(jì)算長(zhǎng)度：2）柱子承受軸心壓力設(shè)計(jì)值： 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.4所示圖3.4 柱Z3計(jì)算簡(jiǎn)圖4.2 截面選擇（1）試選截面方案一1）H型鋼截面當(dāng)時(shí)，因，不可能做到x和y兩方向長(zhǎng)細(xì)比相等，而由對(duì)y軸的長(zhǎng)細(xì)比控制。假設(shè)=100，則H型鋼截面對(duì)y軸屈曲時(shí)為b類(lèi)截面，查附表1.

8、20得： 2）需要截面積 3）試選截面 按此數(shù)據(jù)查型鋼表（附表2.6），選用HW 250×250×9×14，（2）試選截面方案二 重新假設(shè)=110，得 需要截面積 需要回轉(zhuǎn)半徑 按此數(shù)據(jù)查型鋼表（附表2.6），也選用HW 250×250×9×14故最終截面選用HW 250×250×9×144.3 強(qiáng)度、剛度與整體穩(wěn)定驗(yàn)算（1）因截面無(wú)削弱不需要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算（2）剛度驗(yàn)算：長(zhǎng)細(xì)比 （3）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 由，查得4.4 局部穩(wěn)定驗(yàn)算H型鋼的局部穩(wěn)定性一般都能滿(mǎn)足要求，可不驗(yàn)算5. 主次梁螺栓連接計(jì)算與節(jié)點(diǎn)圖5.1 確定節(jié)點(diǎn)荷載與螺栓布置次梁腹板通過(guò)螺栓與主梁橫向加勁肋連接，采用螺栓直徑d=20mm。（1）確定節(jié)點(diǎn)荷載 次梁梁端反力設(shè)計(jì)值各為（2）螺栓布置1)C級(jí)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值雙剪時(shí)的承載力設(shè)計(jì)值