1.1.1设计资料某机床加工车间，厂房跨度21m或24m，长度96m.设计对象为厂房内的钢操作平台，其平面尺寸为27.0m×22.5m，室内钢结构操作平台建筑标高为4.500m。

房屋安全等级为二级，设计使用年限50年，耐火等级二级，拟采用钢平台。

(1)钢平台楼面做法：采用花纹钢板或防滑带肋钢板。

(2)楼面活荷载标准值：根据工艺要求取为7.3KN/m(3)钢平台结构连接方式：平台板与梁采用焊接（角焊接）；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁与柱采用焊接或高强度螺栓连接，定位螺栓采用粗制螺栓。

(4)材料选用：型钢、钢板采用Q235- A. F；焊条采用E43 ××型。

粗制螺栓采用Q235钢材。

(5)平台柱基础混凝土强度等级C25。

试对铺板、次梁、主梁、钢柱以及次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚及钢楼梯进行设计。

1.1.2结构布置1. 梁格布置采用单向板布置方案，柱网尺寸为9.0m×4.5m；主梁沿横向布置，跨度为9m；次梁沿纵向布置，跨度为4.5 m。

间距为1.5m；单块铺板的平面尺寸为1.5m×9.0m。

2.连接方案次梁与主梁采用高强螺栓侧面铰接连接，次梁与主梁的上翼缘平齐；主梁与柱采用侧向铰接连接；柱与基础采用铰接连接；平台板与主（次）梁采用焊接（角焊缝）连接。

3. 支撑布置钢平台柱的两端均采用铰接连接，并设置柱间支撑，以保证结构几何不变。

在轴线②、⑤和轴线○B 处分别布置纵、横向支撑，采用双角钢，如图1-2所示。

图1-2 1-1剖面因无水平荷载，支撑磕按构造要求选择角钢型号。

受压支承的最大计算长度mm mm l 9750)2009000()2804500(220=-+-=，受压支撑的允许长细比[λ]=200，要求回转半径i ≥,75.48200/9750]/[0mm mm l ==λ选用2L125×8（节点板厚度6mm ，mm i y 4.35=,y 为对称轴）。

1.1.3 铺板设计1.初选铺板截面在铺板的短跨方向设置8道加劲肋，间距m m 1000l 1=。

平板厚度m m 8t m m 03.8~67.6120l ~150l t 11==≥，取。

2.计算简图 因铺板区格长边之比5.10.1/5.1a b == 可作为多跨连续的双向板计算，加劲肋和次梁作为其支承边。

3.内力计算（1）荷载计算7mm 厚花纹钢板： 220.63K N/m 0.008K N /m 78.5=⨯ 平台板永久荷载标准值： 2k m /k 63.0g N =平台板可变荷载标准值： 2k m /k 3.7q N =平台板的荷载基本组合值：22k k m /k 054.10m /k 3.73.163.02.1q g N N P Q G =⨯+⨯=+=）（γγ平台板的荷载标准组合值：22k k k m /k 93.7m /k 3.763.0q g N N P =+=+=）（ （2）内力计算平台板单位宽度最大弯矩：222max 0.829kN/m m /m k 1054.10081.0pa =∙⨯⨯==N M α注：根据b/a=1.5，查表4-1可得，均布荷载作用下四边简支板的弯矩系数α=0.081 平台板的最大挠度：m m 32.6m m 81006.21000107.93084.0Et f 354-334max =⨯⨯⨯⨯⨯==a q k β注：根据b/a=1.5，查表4-1可得，均布荷载作用下四边简支板的弯矩系数α=0.0844.截面设计（1）强度计算 铺板的强度按式（4-5） 计算（满足要求）222232m a x m a x mm /215f mm /76.64mm /82.110829.06t 6N N N M W M =<=⨯⨯⨯==γγ（2）挠度计算（满足要求）15011581100032.6a f <== 5.加劲肋设计（1）计算简图 加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊脚尺寸6mm ，每焊150mm 后跳开50mm 间隙（图1-3b ）。

此连续构造满足铺板与加劲肋作为整体计算的条件。

加劲肋高度取h=80mm ，厚度8mm ，考虑有30t=240mm 宽度的铺板作为翼缘，按T 形截面计算，如图1-3c 所示。

加劲肋的跨度为1.5m ，计算简图如图1-3a 所示图1-3加劲肋的计算简图（2）荷载计算 铺板为四边支承板，较精确地计算可嘉定荷载按梯形分布，为简化计算，可安全地均布荷载考虑，即取加劲肋的负荷宽度1000mm 。

永久荷载标准值：平台板传来永久荷载 m N N /k 63.0m /k 163.0=⨯加劲肋自重 m /k 05024.0m /k 008.008.05.78M N =⨯⨯m /k 68.0g k N =可变荷载标准值： m /k 3.7m /k 13.7q k N N =⨯=荷载的基本组合值：mN N P Q G /k 306.10m /k 3.73.168.02.1q g k k =⨯+⨯=+=）（γγ 荷载的标准组合值m /kN 98.7m /kN 3.768.0q g k k k =+=+=）（P （3）内力计算跨中最大弯矩设计值m k 90.2m 5..1306.10818122max ∙=∙⨯⨯==N kN pl M 支座处最大剪力设计值kN kN pl V 73.75.1306.102121max =⨯⨯== （4）截面特性计算截面形心位置mm mm y c 158808240)840(88048240=⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=截面惯性矩)(33.1280853)1548(880808121)415(8240824012142323mm I =-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=支座处抗剪面积只计算铺板部分，偏于安全的仍取180mm 范围，则2219208240mmmm A v =⨯= （5）强度计算 受弯强度计算按式(4-7)计算，受拉侧应力最大截面塑性发展系数取1.2.226max /215/73.137)1588/(33.12808532.11090.2...mm N f mm N W M nx x =<=-⨯⨯==γσ(满足要求)受剪强度按式（4-8）计算：τ=VA V It S V max max 5.1= =2223/125m m 04.6m m /19201098.75.1mm N f N v =<=⨯⨯（满足要求） （6）变形计算 加劲肋的挠度按式（4-9）计算：1501752153.128091006.2384150056.453845533<=⨯⨯⨯⨯⨯==x k EI l p l f （满足要求） 1.1.4 次梁设计1.计算简图次梁与主梁铰接，按简支梁计算，跨度0l =9.0m ，如图1-4示。

`图1-4 次梁计算简图2.初选次梁截面次梁的荷载主要由铺板---加劲肋传来相隔1000mm 分布集中荷载，每个加劲肋传到次梁上的集中荷载设计值q BS =10.306KN/m ×0.1/5.1=15.459KN/mq BSK =7.98KN/m ×0.15.1=11.97KN/m次梁采用轧制普通工字钢，假定铺板不起刚性楼板作用。

跨中无侧向支撑，上翼缘受均匀布荷载，自由长度为9.0m 。

假定钢号为22~40之间，查《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）附表B.2， =0.4。

次梁跨中弯矩设计值M max =281l q BS =81×15.459×9.0 ²KN ·m=156.62KN ·m 所需的截面抵抗矩W x fM b X ϕmax 02.1∙≥=362154.01062.15602.1mm ⨯⨯⨯=1856.4cm ³ 选用I 50c, h=500mm, b=162mm, t w =20mm, t=16mm, W x =2026cm ³, I x =50639cm 4,自重为109Kg/m=1.09KN/m3.内力计算包含自重在内的次梁均布荷载基本组合值q BS =(15.459+1.2×1.09)KN/m=16.77KN/m均布荷载标准组合值q BSK =（11.97+1.09）KN/m=13.06KN/m最大弯矩基本组合值M max ==281L q BS 80.169977.16812=⨯⨯KN ·m 最大剪力基本组合值V max =465.75977.162121=⨯⨯=L q BS KN 4.截面设计轧制型钢梁不需要验算局部稳定；正截面强度不起控制作用；连接处净截面抗剪强度见连接节点计算。

截面积算内容包括承载力极限状态的整体稳定和试用阶段极限状态的挠度。

（1）整体稳定性计算236m a x /2155.2091020264.01080.169mm N f W M x b =≤=⨯⨯⨯==ϕσ(满足要求) （2）挠度验算l f =2151841110506391006.2384900006.135********<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=x BSK EI l q （满足要求） 1.1.5主梁设计1、计算简图主梁与柱铰接，按简支梁计算，跨度0l =4.5m ，计算简图见图1-5。

图1-5主梁计算简图a ）计算简图b ）内力图c ）截面尺寸2、初选主梁截面尺寸（1）梁腹板高度h w 梁承受次梁传来的集中荷载，主梁的负荷宽度为4.5m次梁传来集中荷载设计组合值：P=16.67KN/m ×4.5m = 75.01KN 次梁传来集中荷载标准组合值：P K =13.06KN/m ×4.5m = 58.77KN主梁的弯矩设计值近似按此梁端部反力计算 m KN p l pl M X ∙=⨯-≈48.135)62(2.1 注：系数1.2为考虑主梁自重后附加系数。

则所需的截面抵抗矩为Wnx ≥ f M x =135.48mm 3 ×106/215 =533,32cm 3按下式确定梁的经济高度：h e =73nx W —30cm=7×31560 -30cm=51.18cm或 cm cm W h nx e 80.561560335252=⨯==主梁的最小高度按刚度条件确定，梁的允许挠度为4000l ，其最小高度h min 必须满足： m i n h ≥ 150l =4500mm/15=300mm取梁的腹板高度h w =600mm ，满足最小高度要求，且接近经济高度。

（2）梁腹板厚度t w 梁腹板可按式（4-13）估算：t w =11w h =1160cm 0.7042cm =7.042mm 取t w =8mm,大于6mm 的最小要求。