XX 厂房工作平台焊接钢梁设计计算书一、设计资料某厂房工作平台焊接钢梁（主梁、次梁）设计，梁上铺100mm 厚的钢筋混凝土预制板和30mm 素混凝土面层（混凝土预制板与平台次梁上翼缘板连接牢固）。

钢材采用Q235。

工作平台活荷载为6KN/m 2。

结构布置图如下：二、结构内力计算一）、次梁内力计算查《荷载规范》，钢筋混凝土自重按照25KN/m 3,素混凝土按照24 KN/m 3。

则平台板和面层的重力标准值为： 0.1⨯25+0.03⨯24=3.22 KN/m 2. 次梁承受的线荷载标准值为：k q =3.22⨯4+6⨯4=36.88 KN/m求荷载组合值，即取由可变荷载效应控制的组合值进行计算，且平台活荷载标准值大于 4 KN/m 2，因此取Q γ=1.3,G γ=1.2。

故次梁承受的线荷载设计值为：q =1.2⨯3.22⨯4+1.3⨯6⨯4=46.65 最大弯矩设计值为：max M =281ql =81⨯46.656⨯6.52=246.402m KN ⋅ 支座处的最大剪力设计值为：KN ql V 1.1022716.292max =⨯==设计要求采用焊接钢梁，则净截面模量为：x W =fM x γmax =21505.110402.2466⨯⨯=1091481.7mm 3=1091.5cm 3 A ． 跨中截面选择1）梁高①梁的最小高度：根据表5.3得工作平台次梁挠度容许值250/1/][=l v T ,300/1/][=l v Q .查表5.10，得Q235钢下 1.25min l h =mm 96.2581.2565001.25min ===∴l h ②梁的经济高度：cm W h e 3.5207.1091481224.04.0x =⨯==）（mm 7.4203007.10914817300733=-⨯=-⋅=x e W h min h h ≥ ，且e h h ≈ ∴取次梁腹板高度450mm .2）腹板高度mm 2.312545010632.1512.12.13max max =⨯⨯⨯=⋅≥w w t h V τmm mmh t ww 0.65.34505.3===∴取.6mm t w = 故腹板采用——450⨯6的钢板。

3）翼缘尺寸假定梁高为500mm ，需要的净截面模量惯性矩为：440.2728727287042525007.10914812cm mm mm h W I nx nx ==⨯=⋅= 腹板惯性矩为：43303.455612456.012cm cm h t I w w =⨯=⋅= 由翼缘板需要的惯性矩为：222⎪⎭⎫⎝⎛≈-=w w x t h bt I I I()()222205.22453.45560.2728722cm cmh I I bt w x =-⨯=-=∴ 需要的翼缘面积按式得 2w w x 15.19754506614507.1091481t 61-h mm h W A w =⨯⨯-== mm h b 150~9045051~3151~31=⋅⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=按照构造要求，b 不能小于180mm, 故取 mm b 180=，cm cmcm t 25.1185.222==∴， ∴取 mm t 14=2215.1975mm 252014180mm A >=⨯=翼缘外伸宽度与其厚度之比为()满足0.72352350.72350.72.61487==<=y f 可按截面部分发展塑性进行抗弯强度计算。

∴翼缘选用——180⨯14钢 截面尺寸如图所示： B ． 跨中截面验算 截面几何特征： 截面惯性矩为：()()2320304.145214.118212456.021212⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯⨯+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=cm t h bt h t I w x=31683.554cm 截面模量为： ()367.13252/8.24555.316832/cm h I W x x =+==截面面积： 204.77456.04.11822cm cm h t bt A w =⨯+⨯⨯=+= 梁自重： m KN m KN A g k /60.0/98.76104.7734=⨯⨯==-γ （式中，3/98.76m KN 为钢的重力密度——重度） 考虑自重后的最大弯矩设计值： m KN q /38.47656.466.02.1=+⨯=m KN ql M ⋅=⨯==20.25085.638.47822max1）抗弯强度 （满足）22336max /215/75.1791067.132505.11020.250mm N f mm N mm W M x x =<=⨯⨯⨯=⋅γ 2）整体稳定次梁可作为主梁的侧向支撑，而由于次梁上放置楼板，防止其侧向位移。

故不需计算整体稳定性。

3）抗剪强度 面积距：315.7364456.024524.145184.1S cm S S w =⨯⨯++⨯⨯=+=次梁的最大剪力设计值为：()KN ql V 0.1545.638.47212max =⨯==截面的最大剪应力为：2233max /125/7.59655.31683105.736100.154mm N f mm N t I S V V w x =<=⨯⨯⨯⨯==τ ∴（满足）4)刚度:分别计算全部荷载和活荷载标准值作用下的挠度查表5.3得：工作平台次梁的挠度容许值为[]250l v T =，[]300l v Q = ∴全部荷载标准值：m KN q kT /48.3760.088.36=+=[]()满足250148713168355002.188381006.2650048.3738453845533=<=⨯⨯⨯⨯⋅⋅⋅⋅=l v I E l q l v T x kT T[]()满足3001761148.37464871=<=⨯⨯=l v l v Q QC ．次梁腹板与翼缘板的连接焊缝：mm f I VS h w f x f 27.11601055.316834.11024.145184.10.1544.1461=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=≥mm t h f 61.5145.15.1m ax m in =⋅==mm t h f 2.762.12.1min max =⨯== 取：mm h mm h f f 2.76m ax =<=二）、主梁内力计算： A ．跨中截面选择假定平台主梁与平台柱铰接连接，次梁传下来的荷载值： 标准值：KN l q F kT k 7.12125.648.372=⨯==设计值：KN ql F 0.15425.638.472=⨯==主梁的支座反力（不含自重）： KN F R 2310.1545.15.1=⨯== 最大剪力设计值（不含自重）：KN F R V 0.1542.1542312max =-=-= 最大弯矩设计值（不含自重）：61620.15460.154max =⨯-⨯=M m KN . 需要的净截面模量为：336cm 7.27282.272868221505.1101.261616==⨯⨯==mm f M W x x x γ1）梁高①梁的最小高度：根据表5.3主梁容许挠度[]400/1/=l v T ，按Q235钢查表5.10得：mm l h 33.7647.15120007.15min ==≥②梁的经济高度：()mm W h x e 60.7502.2728682224.04.0=⨯=⋅=mm W h x e 17.6783002.27286827300733=-⨯=-= ∴取腹板高度：mm h w 800=2）腹板厚度：mm f h V t V w 848.1125800100.1542.12.13max w =⨯⨯⨯=≥mm h t w08.85.38005.3w ===取 mm t w 8=故腹板采用——8800⨯的钢板 3）翼缘尺寸212.2344680088002.27286826mm h t h W A w w w x =⨯-=⋅-=mm h b 3.277~4.16683251~3151~31=⨯⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=去翼缘宽度200mm ，厚度16mm.∴221mm 2.2344mm 320016200>=⨯=A截面尺寸如右图所示翼缘外伸宽度与其厚度之比为0.7/2350.761696=<=y f 可按截面部分发展塑性进行抗弯强度计算B.跨中截面验算截面面积：2cm 1288.0806.1202=⨯+⨯⨯=A梁自重：m KN /08.198.76101281.1g 4-k =⨯⨯⨯=（式中1.1为考虑加劲肋等的重力而采用的构造系数，76.98KN/m 3为钢的重度） 加上自重后的支座反力设计值：mKN M KNV KNR ⋅=⨯⨯⨯+==⨯⨯⨯+==⨯⨯⨯+=33.9.631208.12.181261678.11611208.12.1210.15478.2381208.12.1212312max max 处）最大弯矩设计值（跨中处）：最大剪力设计值（支座 梁的内力图如右图： 截面的几何特性： ()()442323cm 3.406701mm 4067029331168002116200212800821212==⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯⨯+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=t h bt h t I w w w x()35.33812/2.3803.1406702/cm h I W x x =+==1）抗弯强度36105.338105.11033.639⨯⨯⨯=⋅x x x W M γ22/215/1.180mmN f mm N =<= （满足） 2）整体稳定性次梁可作为主梁的侧向支撑，因此,4001cm l = 2020/400/1==b l 大于表5.9规定的不需计算整体稳定性的最大 16/1=b l ，故需验算端部截面梁段的整体稳定性。

该梁段属于梁端有弯矩但跨中无荷载作用情况，由表5.6 21212b 3.005.175.1⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=M M M M β 75.1),(02==b M β故支座处弯矩 )(00.9808.440008.412833.213312833.213312206.12243y 双轴对称截面=======⨯⨯=b y y cm i cm A cm I ηλ6.070.223523502.834.46.19815.33812.8312898432075.12354.4143202222b >=⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅=∴yb y x y b f h t W Ah ηλλβϕ)(/215/8.195105.338197.01033.63997.07.2282.007.1282.007.1'2236b bb 满足整体稳定性验算如下：mm N mm N W M x <=⨯⨯⨯==-=-=ϕϕϕ3）抗剪强度3216.1945208.0408.40206.1cm S S S =⨯⨯+⨯⨯=+=2233max max /125/97.2781406702933106.19451078.161mm N f mm N t I S V v w x =<=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=τ （满足）4）刚度：分别计算全部荷载标准值和可变荷载标准值作用产生的挠度。