哈尔滨工业大学（威海）土木工程钢结构课程设计计算书姓名：学号：指导教师：二零一五年七月土木工程系钢结构平台设计计算书一、设计资料某厂房内工作平台，平面尺寸为18×9m 2（平台板无开洞），台顶面标高为 +4.000m ，平台上均布荷载标准值为12kN/m 2，设计全钢工作平台。
二、结构形式平面布置，主梁跨度9000mm ，次梁跨度6000mm ，次梁间距1500mm ，铺板宽600mm ，长度1500mm ，铺板下设加劲肋，间距600mm 。
共设8根柱。
图1 全钢平台结构布置图三、铺板及其加劲肋设计与计算1、铺板设计与计算 （1）铺板的设计 铺板采用mm 6厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，选用E43 型焊条，钢材弹性模量25N/mm 102.06E ⨯=，钢材密度33kg/mm 1085.7⨯=ρ。
（2）荷载计算平台均布活荷载标准值： 212q m kN LK =6mm 厚花纹钢板自重：2D 0.46q m kN K =恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.3。
均布荷载标准值： 2121246.0q m kN k =+=均布荷载设计值：235.174.1122.146.0q m kN k =⨯+⨯=（3）强度计算花纹钢板0.25.26001500a b >==，取0.100α=，平台板单位宽度最大弯矩设计值为：m kN a ⋅=⨯⨯==6264.06.015.16100.0q M 22max α2222max max mm 215mm 87006.02.10.626466M M N N t W <=⨯⨯==γγ （4）挠度计算取520.110, 2.0610/E N mm β==⨯1501166161006.26001046.12110.0v 353333<=⨯⨯⨯⨯⨯==-Et a q a k β 设计满足强度和刚度要求。
2、加劲肋设计与计算图2加劲肋计算简图（1）型号及尺寸选择选用钢板尺寸680⨯—，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15t=180mm ，跨度为1.5m 。
（2）荷载计算加劲肋自重:m kN 003768.05.7866.008.0=⨯⨯均布荷载标准值： m kN k 51.7003768.06.05.12q =+⨯= 均布荷载设计值： m kN d 455.1003768.02.16.035.17q =⨯+⨯= （3）内力计算简支梁跨中最大弯矩设计值m ⋅=⨯⨯=kN 94.21.510.45581M 2max支座处最大剪力设计值kN V 84.725.1455.10=⨯=（4）截面特性计算截面形心位置:mm c 2.1668061804668036180y =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=截面惯性矩:42323873680)402.16(68068121)32.16(61806180121mm I =-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=支座处抗剪面积只计铺板部分，偏安全仍取180mm 范围，则2V 18061080mm A =⨯=（5）强度计算受拉侧应力最大截面塑性发展系数取1.20，受弯计算：22621574.1958736802.18.691094.2M mm N mm N W nx x <=⨯⨯⨯=γ受剪计算：22312539.2168736802.1310801084..7It V S mm N mm N <=⨯⨯⨯⨯= 四、平台梁设计与计算图3中间次梁计算简图1、中间次梁设计与计算计算简图：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0.6m 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。
（1)初选截面次梁跨中均布线荷载设计值：m kN Bs 14.266.05.1455.10q *=⨯=次梁跨中弯矩设计值：m ⋅=⨯⨯=117.62kN 626.1481M 2max ,x最小截面模量：3max,,02.52121505.162.117W cm fM x x mim x =⨯==γ选用热轧普通工字钢I28b,mm cm S cm m kg r cm W w x x x 5.10t 3.3127481I 86.474.534343=====，，，，（2) 荷载计算均布荷载标准值：m kN Bs 21.191047.436.05.151.7q 2k =⨯+⨯=- 均布荷载设计值：m kN Bs 26.711047.431.226.14q 2=⨯⨯+=-（3) 内力计算m ⋅=⨯⨯=120.20kN 626.7181M 2max ； kN V 80.132626.71=⨯=（4) 强度计算受弯计算：2236215214.4210534.41.0510120.20M mm N mm N W nx x <=⨯⨯⨯=γ 受剪计算：22433x x 12586.315.10107481103.3121013.80t I VS mm N mm N <=⨯⨯⨯⨯⨯= （5) 挠度计算250135111074811006.2384600025.1953845v 4533<≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯==x BSK EI l q l 2、边次梁设计与计算计算简图：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0.6m 分布的集中力，但这一荷载可作为均布荷载考虑。
但由于荷载较小，为方便与主梁和次梁链接，采用和中间次梁一样的型钢I28b.3、主梁设计与计算 （1）计算简图主梁与柱子两端为铰接，主梁计算简图及其内力分布图如下所示图4 计算简图及内力设计值分布图(2)截面初选：对跨中6等分点处作用5个相等集中荷载的简支梁，挠度计算系数β=0.102，平台梁允许挠度l/400=22.5mm 。
钢材选用Q345，钢材强度设计值取 2310mm N 。
图5组合主梁设计① 梁的最小高度mm 79539.15.221006.23199000102.02h 52min=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 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mkN ⋅=⨯-⨯-⨯⨯⨯⨯=93.1189)5.113.800.313.805.413.805.2(1.12M x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3638393101093.1189cm W x =⨯= ② 经济高度cm h cm h e e 60.76303839743.8138393312,521,=-⨯==⨯=； 取h =800mm 为初选截面高度。
主梁腹板的初选厚度为cm t w 813.011801,==主梁腹板的初选厚度为mmt w 51.31807605.21013.8022.132,=⨯⨯⨯⨯⨯= 其中考虑翼缘板可能厚度后，取h w =760mm ，选腹板厚度为8mm 。
主梁翼缘的经济宽度为800/5~800/3，即160mm~266.67mm 。
初选为250mm ， 梁翼缘厚可近似的估算：mmhbf M t x f 35.153102508001093.11898.08.06=⨯⨯⨯⨯== 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：800mm ×250mm ×16mm ×8mm 。
（3）截面的几何性质计算： 截面面积:2141448)216800(162502mm A =⨯⨯-+⨯⨯=惯性矩:433153147255512)768242800250(mm I x =⨯-⨯=截面模量:338286814001531472555400mm I W x x ===翼缘与腹板交界处面积矩: 31156800039816250mm s =⨯⨯=形心轴处面积矩:321mm 215782421816-400=⨯⨯+=）（s s x（4）荷载计算作用于主梁上的集中力标准值:kN q p BSK k 5.1150.6=⨯= 作用于主梁上的集中力设计值:kNq p BS k 26.1600.6=⨯=主梁自重的标准值并考虑构造系数1.05后mkN A q k 17.15.78101414405.105.16=⨯⨯⨯==-ρ主梁自重的设计值:mkN q q k 40.12.1==（5）内力计算 梁端反力设计值mkN M kN q p V ⋅==⨯+⨯=+=095.40640.15.426.1605.25.42511集中力作用处剪力及弯矩设计值m kN M kN p V V kN q V V ⋅=⨯⨯-⨯==-==⨯-=-=85.60840.15.15.095.4065.1244.5985.40440.15.195.4065.1222212右左左；m kN M kN p V V kN q V V ⋅=⨯⨯-⨯-⨯==-==-=16.97440.195.06160.21.595.4063.082.23242.495.1233323左右右左； 跨中及弯矩设计值m kN M kNp V V kN q V V ⋅=⨯⨯-⨯-⨯-⨯==-==-=93.109540.14.55.026.1603160.261.595.4064.5-80.1380.135.1234434左右右左； （6）强度计算 跨中截面4：226431061.272382868105.11093.1095mm N mm N W M x x <=⨯⨯=γ 跨中截面翼缘与腹板交界处264179.274153147255521076893.10952h M mm N I x w =⨯⨯⨯==σ 2314126.108153147255515680001013.80mm N t I S V x =⨯⨯⨯==τ2221213413101.117.2753mm N mm N zs =⨯<<=+=τσσ构造上考虑次梁连在主梁侧面，故此处不需要计算局部承压。
支座截面12231118008.528153147255515680001095.406mm N mm N t I S V x k <=⨯⨯⨯==τ （7）整体稳定计算考虑铺板及次梁对主梁受压翼缘提供的约束，整体稳定可以不计算。
（8）局部稳定计算： 翼缘宽厚比38.122351581.716125=<=yf主梁为焊接工字形截面梁，腹板的计算高h0=768mm 腹板高厚比1.5m0.6623580968768，间距为在集中力处配置加劲肋应配置加劲肋，=>=y f① 近支座区格因梁受翼缘上有密布铺板约束其扭转[]2s 2s 02cr b 62.166)8.0(59.018.02.1926.0)1500768(434.54196,0.195.1a 31085.054.017796mm N f h mm N f v cr =--=><=⨯+=>===<==λτλσλ因，该区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘弯曲正应力为，符合要求。