1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱： 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 題目名稱： 鋼結(jié)構(gòu)平臺梁板柱的設(shè)計(jì) 班 級：20 10 級 土木工程 專業(yè) 5 班姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 評定成績：教師評語： 指導(dǎo)老師簽名： 2013年12月 日目錄摘 要：2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3設(shè)計(jì)題目：3設(shè)計(jì)資料：3要求：4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟4前 言5鋼結(jié)構(gòu)平臺梁板柱設(shè)計(jì)計(jì)算書6一、結(jié)構(gòu)布置6二、平臺次梁設(shè)計(jì)7（1） 次梁內(nèi)力計(jì)算7（2）截面選擇及強(qiáng)度驗(yàn)算7（3）撓度驗(yàn)算8三、平臺主梁設(shè)計(jì)8（1） 荷載和內(nèi)力計(jì)算9（2） 截面選擇10（3） 中央截面驗(yàn)算11（4）變截面設(shè)計(jì)12（5)翼緣焊縫計(jì)算14（6）腹板加勁肋設(shè)計(jì)：14四、立

2、柱設(shè)計(jì)17（1） 試選截面17（2） 截面驗(yàn)算18五、柱頭設(shè)計(jì)18六、 柱腳設(shè)計(jì)19（1）底板計(jì)算19（2）靴梁計(jì)算20小 結(jié)：21參考文獻(xiàn)：22致 謝:22鋼結(jié)構(gòu)平臺梁板柱的設(shè)計(jì)The design of the steel structure platform beam plate column摘 要： 鋼結(jié)構(gòu)平臺亦稱工作平臺?，F(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)平臺結(jié)構(gòu)形式多樣，功能也一應(yīng)俱全，在各種設(shè)備安裝以及建筑中多有涉及。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要需要對剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性等進(jìn)行校核，使其達(dá)到國家安全標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)主要是對工作平臺的主梁、次梁以及腹板加勁肋的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者需要根據(jù)所知可變荷載以及永久荷載，選用合適的尺寸的次

3、梁，并據(jù)此得到主梁尺寸?？紤]到屈曲后強(qiáng)度，對主梁添加加勁肋，并得到尺寸。本次設(shè)計(jì)的目的在于讓設(shè)計(jì)者初步了解鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，理解并掌握設(shè)計(jì)原理，為設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)！關(guān)鍵字：工作平臺；主梁；次梁；荷載；尺寸。Abstract: Steel platform, also known as work platforms. Modern steel construction platform structure in various forms, functions are also readily available, more involved in various equipment install

4、ation and construction. Design of steel structure of stiffness, strength and stability, major needs to be checking, to meet national safety standards. This design mainly work platform design of main beams, beam Web stiffener. Designer needs to know a variable load, as well as permanent load, selecti

5、on of suitable dimensions of the beam, and, accordingly, are main beam size. After consideration of buckling strength of main beams add stiffening ribs, and be dimension. The purpose of this design is to enable the designers get started with the design of steel structures, understand and master the

6、design principles, laying the foundations for design!Keywords: working platforms; main beam; beam; load; dimensions.鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書鋼結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生知識和能力的總結(jié)。通過鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步了解鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)布置和受力特點(diǎn)，掌握鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖、荷載組合和內(nèi)力分析，掌握鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求等。要求在老師的指導(dǎo)下，參考已學(xué)過的課本及有關(guān)資料，綜合應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的材料、連接和基本構(gòu)件的基本理論、基本知識，進(jìn)行基本的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪

7、制鋼結(jié)構(gòu)施工圖。設(shè)計(jì)題目：鋼結(jié)構(gòu)平臺梁板柱的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料： 鋼結(jié)構(gòu)平臺的梁格布置如如上圖所示。鋪板為預(yù)制鋼筋混凝土板。平臺永久荷載（包括鋪板重力）為8kN/m2，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)為4kN/m2，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4；剛才采用Q235，E43型焊條，焊條電弧焊。試對此鋼結(jié)構(gòu)平臺的次梁、主梁和柱子（包括柱頭和柱腳）進(jìn)行設(shè)計(jì)。一、要求：1.每位同學(xué)自己獨(dú)立完成，不能有任何雷同的課程設(shè)計(jì)計(jì)算書，否則都記為不及格；2.課程設(shè)計(jì)計(jì)算書可以手寫也可以打印，打印使用A4紙張；3.完成并提交期限時(shí)間為第13周周五上午（11月29日）。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1.結(jié)構(gòu)布置及選型2.計(jì)算簡圖（結(jié)構(gòu)

8、簡化）3.荷載計(jì)算4.內(nèi)力計(jì)算5.內(nèi)力組合6.截面設(shè)計(jì)7.結(jié)構(gòu)施工圖紙前 言 本書意在完成鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課的作業(yè)，以及對自己兩學(xué)期來鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課所學(xué)知識的一次檢驗(yàn)。固專業(yè)基本知識，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)自己綜合設(shè)計(jì)能力，注意培養(yǎng)自己運(yùn)用手冊，標(biāo)準(zhǔn)圖和規(guī)范的能力，同時(shí)培養(yǎng)了自己分析問題和解決問題的綜合能力。是我們學(xué)習(xí)土木工程專業(yè)來第一次全面自主進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練。本書主要對鋼結(jié)構(gòu)平臺梁板柱進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。編撰過程由于疏忽或個(gè)人知識面的局限性，難免會(huì)產(chǎn)生一些失誤以及錯(cuò)誤，望各位老師批評改正。鋼結(jié)構(gòu)平臺梁板柱設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)資料鋼結(jié)構(gòu)平臺的梁格布置如如上圖所示。鋪板為預(yù)制鋼筋混凝土板。平臺永久荷載（包括鋪板

9、重力）為8kN/m2，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)為4kN/m2，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4；剛才采用Q235，E43型焊條，焊條電弧焊。試對此鋼結(jié)構(gòu)平臺的次梁、主梁和柱子（包括柱頭和柱腳）進(jìn)行設(shè)計(jì)。一、結(jié)構(gòu)布置 工二、平臺次梁設(shè)計(jì)平臺次梁與主梁鉸接連接，按單跨簡支梁計(jì)算梁的內(nèi)力分布。計(jì)算簡圖如圖1所示去中間次梁進(jìn)行計(jì)算（1） 次梁內(nèi)力計(jì)算荷載計(jì)算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：次梁承受2.5m寬度范圍內(nèi)的平臺荷載，設(shè)次梁自重為0.8kN/m，則次梁承擔(dān)的線荷載設(shè)計(jì)值為；：（2）截面選擇及強(qiáng)度驗(yàn)算 次梁與主梁按鉸接設(shè)計(jì)，次梁內(nèi)力為所需截面系數(shù) 初步選定I32a，查附表7-1查得翼緣厚與

10、腹板厚。查附表1-1取。腹板與翼板交接圓角，質(zhì)量為52.7kg/m，自重，可不進(jìn)行抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算。（3）撓度驗(yàn)算次梁承擔(dān)的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為（4）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算1）設(shè)次梁與主梁等高連接，連接處次梁上部切肢50mm，假設(shè)端部剪力由腹板承受，可近似地假定最大切應(yīng)力為腹板平均應(yīng)力的1.2倍，即本梁沒有M和V都較大的截面，不必計(jì)算折算應(yīng)力。故截面I25a足夠。2）如果次梁和主梁用疊接，則梁端切應(yīng)力為（5）局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算 設(shè)次梁支撐與主梁的長度a=80mm，如不設(shè)支撐加勁肋，則應(yīng)計(jì)算支座處局部壓應(yīng)力 支座處同時(shí)有和但都不大，而彎矩應(yīng)力，故按和的折算應(yīng)力不再計(jì)算。截面I32a足夠。三、平臺主梁設(shè)計(jì)（1） 荷載和

11、內(nèi)力計(jì)算次梁跨度為5m，截面為I32a，由附表7-1知，其質(zhì)量為52.7kg/m，考慮構(gòu)造系數(shù)1.3，自重?。黄脚_板傳來恒載標(biāo)準(zhǔn)值為，主梁自重（估計(jì)值）為。主梁承受次梁傳來的集中荷載（靜力荷載），并將主梁計(jì)入，總計(jì)為：標(biāo)準(zhǔn)值平臺板恒荷載 平臺活荷載 放梁自重（估計(jì)值） 合計(jì) 考慮分項(xiàng)系數(shù)后，設(shè)計(jì)值為 彎矩和內(nèi)力圖如圖2所示 （2） 截面選擇1. 梁高h(yuǎn)（腹板高度）建筑允許高大梁高度。平臺面標(biāo)高為5m，平臺下要求凈空高度為3.5m，平臺面板和面層厚為120mm考慮制造和安裝誤差留100mm，梁撓度和梁下可能凸出物和空隙留250mm，得剛度要求最小梁高，主梁容許撓度，Q235鋼（翼緣厚度） ；按式

12、，考慮變截面影響增加5%，得2）經(jīng)濟(jì)梁高采用腹板高2. 腹板厚度1） 經(jīng)驗(yàn)厚度 2） 抗剪要求最小厚度 采用腹板厚度翼緣尺寸 通常翼緣寬度。不必計(jì)算整體穩(wěn)定的要求為：受壓上翼緣自由長度（次梁間距），跨中有側(cè)向支撐點(diǎn)，要求。構(gòu)造及放置面板要求，放置加勁肋要求。翼緣局部穩(wěn)定要求，綜合以上要求，采用，梁截面如圖2所示。（3） 中央截面驗(yàn)算 1） 中央截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 2） 中央截面折算應(yīng)力（腹板端部）計(jì)算 中斷梁自重校核：梁截面，折合質(zhì)量184.14kg/m，重力2kN/m?？紤]構(gòu)造系數(shù)1.3，梁自重為（估算值）。梁的整體穩(wěn)定不必計(jì)算。切應(yīng)力、折算應(yīng)力和撓度在變截面設(shè)計(jì)后進(jìn)行。（4）變截面設(shè)計(jì)(1)

13、 變截面位置和端部截面尺寸 梁在左右半跨內(nèi)各改變截面一次，即縮小下翼緣的寬度。經(jīng)濟(jì)變截面點(diǎn)為離支座，該處M=1160kN/m，V=288.75，變截面后所需翼緣寬度： 厚度t=16mm不變，采用仍能滿足翼緣尺寸所列各項(xiàng)要求。減小后的端部截面如圖所示。（2） 截面后強(qiáng)度驗(yàn)算 1） 變截面處抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 2） 變截面處折算應(yīng)力（腹板端部）驗(yàn)算 3） 支座處最大切應(yīng)力驗(yàn)算 （3）最大撓度計(jì)算 跨度中點(diǎn)撓度計(jì)算，跨中有5個(gè)等間距（）相等集中荷載，近似折算成均布荷載；變截面文職。最大相對撓度為 （5)翼緣焊縫計(jì)算支座處 變截面處（稍偏跨中） 按構(gòu)造 ；現(xiàn)采用（6）腹板加勁肋設(shè)計(jì)： 根據(jù)腹板的局部穩(wěn)定性要

14、求，因，按規(guī)范要求，應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋，而不需設(shè)置縱向加勁肋。首先，按構(gòu)造要求，在每根次梁下面和支座處設(shè)置加勁肋，即取加勁肋的間距為a2.5m，將半跨范圍內(nèi)劃分為三個(gè)區(qū)段，分別驗(yàn)算每個(gè)區(qū)段的局部穩(wěn)定性。 1、加勁肋的設(shè)計(jì)： 在腹板兩側(cè)成對配置加勁肋，加勁肋截面外伸寬度：取，加勁肋的厚度：，取 2、區(qū)段 區(qū)段左邊截面內(nèi)力 M0， 區(qū)段右邊截面內(nèi)力 ， 區(qū)段截面平均內(nèi)力 腹板計(jì)算高度邊緣處由平均彎矩和剪力所引起的應(yīng)力： 臨界應(yīng)力計(jì)算： （1）的計(jì)算： （2）的計(jì)算： 腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算： 區(qū)段的局部穩(wěn)定滿足要求。3、區(qū)段 區(qū)段左邊截面內(nèi)力 ， 區(qū)段右邊截面內(nèi)力 區(qū)段截面平均內(nèi)力 腹板計(jì)算高度邊緣處由平

15、均彎矩和剪力所引起的應(yīng)力： 臨界應(yīng)力計(jì)算： （1）的計(jì)算： （2）的計(jì)算： 腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算： 區(qū)段的局部穩(wěn)定滿足要求。 四、立柱設(shè)計(jì)平臺柱承受平臺主梁傳來的荷載，柱兩端鉸接。平臺柱承受的軸心力的設(shè)計(jì)壓力為(設(shè)計(jì)值)。將強(qiáng)軸順x軸方向，弱軸順y軸方向。這樣，柱在兩個(gè)方向的計(jì)算長度分別為（1） 試選截面假定，對于軋制工字鋼，當(dāng)構(gòu)件繞x軸和y軸彎曲失穩(wěn)時(shí)，截面分別屬于a類和b類，由附表4-1，4-2可得。需要的截面幾何量為 由附表7-1中不可能同時(shí)滿足的型號，可適當(dāng)照顧到A和進(jìn)行選擇?，F(xiàn)試選I36a，。（2） 截面驗(yàn)算因截面無孔眼削弱，可不驗(yàn)算強(qiáng)度：又因軋制工字鋼的翼緣和腹板均較厚，可不驗(yàn)算局部穩(wěn)

16、定，只需進(jìn)行整體穩(wěn)定和剛度驗(yàn)算。長細(xì)比 遠(yuǎn)大于，故由查附表4-2得，則 五、柱頭設(shè)計(jì) （1）按柱截面及梁的凸緣加勁肋尺寸決定柱頂板尺寸。長為 ；寬為300+20=320mm；厚為20mm。其中長、寬各加20mm是使頂板比柱或梁每邊寬10mm。于是柱頂板尺寸取。 （2）墊板取寬100mm，厚20mm。 （3）確定加勁肋寬度和厚度。根據(jù)梁端凸緣加勁肋的寬度，腹板兩側(cè)加勁肋的寬度為（300-8）/2=146mm。端面承壓所需面積為 加勁肋厚度為 因?yàn)榧觿爬吆穸葹?mm，故將柱頭腹板局部改用8mm，加勁肋寬度則為101mm，取100mm。 （4）加勁肋的高度及其與腹板連接焊縫的厚度的確定 故加勁肋高度

17、取530mm。加勁肋與腹板連接焊縫的焊腳尺寸按構(gòu)造要求取6mm。6、 柱腳設(shè)計(jì)（1）底板計(jì)算 取基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級為C25，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 底板所需凈面積 底板寬度 則底板所需長度，取40cm。安裝孔兩個(gè)，每個(gè)孔邊取30cm，削弱面積取。 底板所承受的均布壓力 1） 四邊支撐部分板的彎矩的計(jì)算，查表4-6得 2） 三邊支撐部分板的彎矩的計(jì)算，查表4-7得 3） 懸臂部分板的彎矩 經(jīng)過比較知板的最大彎矩為，取鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，得，厚度未超過40mm。（2）靴梁計(jì)算靴梁與柱身連接的焊腳尺寸用。靴梁高度根據(jù)焊縫長度確定 靴梁高度取50cm，厚度取1.0cm。兩塊靴梁板承受的線荷載為 承受的最大

18、彎矩 剪力 靴梁板與底板的連接焊縫和柱身與底板的連接焊縫傳遞全部柱的壓力，焊縫的總長度應(yīng)為。 所需焊腳尺寸為 用8mm 柱腳與基礎(chǔ)的連接按構(gòu)造用直徑為20mm的錨栓兩個(gè)小 結(jié)： 課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，連續(xù)兩個(gè)星期的奮斗，終于算是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)緊張而又快樂的完成了任務(wù)過程曲折可謂一語難盡。在此期間我也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無不令我回味無長。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過實(shí)習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義 通過艱苦的課程設(shè)計(jì)工作，使我對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范體系有了初步的認(rèn)識。了解了設(shè)計(jì)工

19、作特點(diǎn)，增強(qiáng)了我發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的實(shí)踐能力，促進(jìn)了建筑工程專業(yè)思想的形成。我初步接觸到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)制圖規(guī)范要求繪制施工圖，使我了解到建筑技術(shù)活動(dòng)不能隨心所欲，也必將引導(dǎo)他們在學(xué)校期間加強(qiáng)建筑法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范政策方面的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生通過認(rèn)真的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，正確地處理計(jì)算結(jié)果，做到結(jié)構(gòu)安全與技術(shù)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，技術(shù)規(guī)范和政策法規(guī)相結(jié)合，耐心與細(xì)心相結(jié)合，對寫出的計(jì)算書和繪制的施工圖認(rèn)真校核后上交指導(dǎo)老師。 通過兩周周的課程設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)教師耐心、細(xì)致地指導(dǎo)下，我認(rèn)識到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠D苦細(xì)致的工作，是與人的生命財(cái)產(chǎn)息息相關(guān)的重要工作，認(rèn)識到工作效率的重要性，了解到建筑行業(yè)對工程技術(shù)人員的綜合素質(zhì)要求較高。