钢结构课程设计钢结构平台设计.doc

课程名称： 钢结构课程设计 设计题目： 钢结构平台设计 院 系： 土木工程系 专 业： 铁道工程 年 级： 2009 姓 名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 2011年12月19日目录1总体设计12 平台次梁设计22.1 次梁内力分布22.2 次梁高度22.3 截面选择32.4 截面验算33 平台主梁设计33.1 主梁内力分布33.2 主梁截面抵抗矩43.3 主梁截面尺寸43.4 截面验算64 次梁与主梁的焊接连接设计75 主梁与柱高强螺栓连接设计85.1 螺栓选择85.2 螺栓承载力验算95.3 净截面强度验算91总体设计平面布置理由：1、 主梁沿短边方向布置，次梁沿长边方向布置；2、 主梁总长8.9m，均分三跨；次梁总长8.2m；3、 柱位于主、次梁支接处；4、 主、次梁和柱的总体设计考虑了计算的便利性，同时考虑一定的室内开间（跨度设计），还涉及到总体设计的经济性。图1 平面布置图2 平台次梁设计2.1 次梁内力分布假设平台次梁与平台主梁铰接连接，按照单跨简支梁计算次梁的内力分布：次梁承受的恒载和活载：内力计算: 绘制次梁内力分布图：图2 次梁内力分布图2.2 次梁高度为了保证平台的平整，考虑次梁高度时由刚度公式：其中，强度设计值，所以，附表2得挠度容许值。所以，次梁高度：2.3 截面选择按抗弯强度要求计算型钢需要的净截面抵抗矩：查附表6.1，选用工字钢（）2.4 截面验算内力计算：（考虑钢材自重）查附表6.1，工字钢自重均布荷载考虑钢材自重后的内力：截面强度验算：1） 抗弯强度： 满足。2） 抗剪强度： 满足。3） 刚度验算： 满足次梁选用工字钢满足要求。3 平台主梁设计3.1 主梁内力分布假设平台主梁与平台柱铰接连接，视平台主梁为简支上的简支梁。主梁分两跨，次梁在其跨中集中荷载F，在其两端集中荷载。计算荷载标准值和设计值：主梁最大弯矩、剪力值：图3 主梁内力分布图3.2 主梁截面抵抗矩由附表2查得为，可计算梁的最小高度：需要净截面抵抗矩：3.3 主梁截面尺寸由于可以得到主梁的经济高度：因此取梁腹板高350mm。由式（5.105）得：由式（5.106）得：取腹板厚度为：，腹板采用-350×8的钢板。假设梁高400mm，需要净截面惯性矩：腹板惯性矩为：由式（5.110）得：取，取。，翼缘选用-120×18。图4 主梁截面尺寸截面惯性矩：3.4 截面验算1）强度验算主梁自重：设计荷载：考虑自重后的最大弯矩： 强度满足。剪应力、刚度不需要验算，因为选用腹板尺寸和梁的高度时已经满足了。2）整体稳定性验算 , ，由附表3.1查得： ，应该使用： 不满足。处理措施：在跨中设置一道侧向支承点。满足要求。4） 局部稳定验算翼缘板：腹板： 满足要求。5） 刚度验算刚度满足。4 次梁与主梁的焊接连接设计主、次梁按照等高链接设计。图5 主、次梁等高焊接设计图次梁传递的支座反力：考虑存在弯矩作用，焊缝最终承受剪力：设焊缝长度，查附表1.2得Q345钢对接焊缝不添加起落弧板，实际焊缝长度取由抗剪强度确定的，则最终焊缝长度满足强度，无需验算。5 主梁与柱高强螺栓连接设计5.1 螺栓选择主梁支座反力：主梁支反力设计值：考虑弯矩作用，剪应力会增加20%30%则取剪力V为：根据钢结构设计手册，采用摩擦高强螺栓M22，10.9级，喷砂处理： 单个螺栓抗剪强度：（单剪）螺栓个数：取n=6，并排布置如图6。5.2 螺栓承载力验算按照图6布置螺栓，螺栓的，显然螺栓承载力不会降低。螺栓承载力满足要求。图6 螺栓布置5.3 净截面强度验算危险截面为1-1截面。宽度b=120mm，厚度t=20mm。满足强度要求。