1、水工鋼結構課程設計任務書-設備操作鋼平臺設計一. 設計資料動力車間內設設備操作鋼平臺，標高為4.0米，平臺布于廠房中間跨，平臺下無設備，南側與北側支承于廠房柱牛腿上，跨中按一定間距布置平臺支承柱，平面示意圖見附圖。設計規范采用GB50017-2003鋼結設計規范。材料除要求者外，其余自行確定。二. 設計任務對設備操作平臺進行結構設計（鋼樓梯和鋼欄桿本次不設計），編寫結構計算書和結構繪制施工圖。三對設計計算書的要求（用學校規定的統一封面裝訂成冊）文字數量不限，但應包括下列內容。1 設計資料（只寫本人的設計參數和所用規范）2 結構平面布置示意圖，并對構件進行編號3 一個板格的設計計算；一根次梁的設

2、計計算；一根主梁的設計計算；選擇取一處主次梁交接處進行節點連接計算。特別注意，裝訂順序如下：1 封面（按要求填寫好）2 任務書3 指導書4 計算書目錄5 計算書（要編頁碼）6 設計感想和體會四.對圖紙要求要求繪制鋼平臺施工圖A1或者A2一張，施工圖內容包括：1 結構平面布置圖2 主梁施工圖（在結構平面圖中表達清楚了主梁的截面和外形的話，可以不繪）。3 節點詳圖4 構件表5 說明五.進度安排（共計一周）周一：布置任務、借工具和設計資料、領設計用紙、買圖紙和繪圖工具，結構平面布置、板計算、次梁計算。周二：主梁計算，節點計算。周三：繪制圖框圖標，布圖，繪結構平面布置圖。第四：繪制主梁施工圖，平臺剖面

3、圖，節點詳圖。周五：編寫材料表、說明，圖線加粗和圖面修飾。六. 參考資料(1)武漢大學 范崇仁主編水工鋼結構（第四版）M北京：中國水利水電出版社，2011(2) 03G1102 鋼結構設計制圖深度和表示方法 S 北京：中國計劃出版社出版，2010七. 成績評定計算書占40%，施工圖占60%，采用五級等級制錄入設計成績。附圖:設備操作鋼平臺平面示意圖水工鋼結構課程設計指導書-設備操作鋼平臺設計一、設計資料描述工程概況，對建筑物安全級別、工作環境、材料選用、建筑構造做法和使用活荷進行概述，明確結構計算參數。特別要說明采用的設計規范編號及名稱。二、結構布置平臺鋼結構通常由鋪板（樓板）、梁、柱、柱間支

4、撐及梯子和欄桿等組成。平臺梁格通過鋪板直接承受平臺的荷載，可采用單向、雙向或復式梁格布置，具體采用時應從經濟上考慮，選擇使平臺鋪板和平臺梁總用鋼量最小，同時還要考慮施工和制作的方便，盡量做到簡單合理。普通操作平臺一般采用雙向平臺梁格布置，次梁鉸支于主梁上。主梁間距為次梁跨度，次梁間距為鋪板跨度。鋪板采用花紋鋼板，次梁采用熱軋型鋼，次梁間距宜為1.52.5米，二級次梁（即加勁肋）間距宜為0.61.0米；主梁采用組合工字鋼梁，經濟跨度為69米，最大跨度可達1215米。三、平臺鋪板設計 平臺鋪板的一般要求包括：平臺鋪板的跨度l（一般取板的凈跨）不宜大于120150t（t為板厚）；平臺鋪板的撓度不宜大

5、于l/150；平臺鋪板厚度由計算確定，但不宜小于6 mm，可參照下表1取用；當要求平臺鋪板具有較大水平剛度時，可采用密肋鋪板或在鋪板下設梁間水平支撐。平臺鋪板一般均需按一定間距設置加勁肋，板面按承受均布荷載計算（應注意：樓面活荷載的分項系數，一般為1.4，但當活荷載標準值大于4kN/m2時取1.3）。平臺鋪板加勁肋的間距應小于兩倍的鋪板跨距，且加勁肋的容許撓度不應大于l/250，否則應按無肋鋪板計算。設計有肋鋪板時，應分別計算平板和加勁肋兩部分。本次設計的平臺鋪板建議采用有肋鋪板；加勁肋的間距小于兩倍的鋪板跨距是為了保證加勁肋能夠起到協助承重的作用。當加勁肋采用扁鋼時，加勁肋的高度一般為跨度的

6、1/121/15，且不宜小于60mm，厚度不宜小于其高度的1/15及5mm；當加勁肋采用角鋼時，一般不宜采用截面小于L50×4或L56×36×4的角鋼，并應將角鋼肢尖與鋼板焊接。對于不等邊角鋼，應將長肢與鋼板焊接。表1 平臺鋼鋪板的厚度平臺的活荷載標準值/（kN/m2）1011202130>30可選平臺板厚t /（mm）68810101212141、平板計算 在進行平板計算時，可將加勁肋視為平板的支承邊，具體方法為：當平板的跨度b與加勁肋的間距a之比b/a2.0時，可按四邊簡支的雙向板計算。四邊簡支雙向板在均布荷載作用下的最大彎矩和撓度分別按下式計算：Mx=

7、1qa2 ； My=2qa2 ；=6Mmax/t2f ；max=(qa4/Et3)式中：a四邊簡支板短邊方向的跨度；q（q）板單位寬度上均布荷載設計值（標準值）；Mx（My）四邊簡支板在x方向（y方向）的彎矩；Mmax= maxMx ，My； 平臺鋪板截面上的最大應力；，1，2系數，由下表2查得。當平板的跨度b與加勁肋的間距a之比b/a2.0時，應按兩端簡支單跨板或連續單向板計算。此時板的跨度為加勁肋間距。2、加勁肋計算 有肋平臺鋪板如附圖2所示。平臺鋪板的板肋常用扁鋼或角鋼。四邊簡支的平臺鋪板在均布荷載下的加勁肋，可按兩端支承在平臺梁上的簡支梁計算其彎矩和撓度。以扁鋼作為加勁肋時，可按T形截

8、面計算。加勁肋的計算截面如附圖3考慮鋪板30倍厚度的寬度參與截面共同工作。加勁肋最大撓度不宜大于l/250。跨中最大彎矩： M=(1/8)q1 l02 ，q1= qa截面最大應力：=M/Wxf 跨中最大撓度：max=5q1 l04/384EIx 式中：q1（q1）作用在平臺加勁肋上線荷載的設計值（標準值）；q作用在平臺鋪板上的均布荷載（包括自重）的設計值；a平臺加勁肋的間距；l0平臺加勁肋的計算跨度l0= l1+ l2（如附圖4）；平臺加勁肋的容許撓度；Wx（Ix）加勁肋對x軸的截面抵抗矩（截面慣性矩）。表2 四邊簡支無肋鋪板的撓度和彎矩計算系數b/amax=(qa4/Et3)Mx=1qa2M

9、y=2qa2簡 圖1.0120.04430.04790.04791.10.05300.05530.04941.20.06160.06260.05011.30.06970.06930.05041.40.07700.07530.05061.50.08430.08120.04991.60.09060.08620.04931.70.09640.09080.04861.80.10170.09480.04791.90.10640.09850.04712.00.11060.10170.04642.00.14220.12500.0375 附圖1 平臺結構平面示意圖 附圖2 有加勁肋平臺鋪板示意圖附圖3 加勁肋

10、肋板截面 附圖4 平臺加勁肋計算跨度四、平臺次梁設計在平臺結構中，平臺次梁主要是承受平臺鋪板傳來的均布荷載，它一般采用熱軋工字鋼或槽鋼截面。工字鋼截面雙軸對稱，受力性能好，使用最為廣泛。 平臺次梁可設計成簡支梁或連續梁，構造設計應保證梁端與支座的連接與其計算假定一致。連續次梁由于支座彎矩的卸荷作用，跨間彎矩減小，撓度也隨之減小，因此，梁的截面可選擇得小些。 平臺次梁的容許撓度值通常為l/250，l為平臺次梁的跨度。型鋼梁的設計內容如下：1、截面選擇（MmaxWn型鋼型號）根據梁上作用的荷載和支座支承的情況計算其最大彎矩Mmax，然后根據所選用材料的抗彎強度設計值f，按強度和整體穩定條件求所需截

11、面的凈抵抗矩Wn： 從而在型鋼規格表中選擇相應的型鋼號。2、截面驗算 型鋼梁的翼緣和腹板都比較厚，其寬厚比和高厚比一般均能滿足局部穩定的要求，所以型鋼梁的截面驗算只需進行強度、剛度和整體穩定驗算。強度驗算：包括抗彎強度、抗剪強度和局部承壓強度驗算。剛度驗算：簡支梁受均布荷載時max=5qk l4/384EIx整體穩定驗算：當梁的受壓翼緣上無密鋪連牢的鋪板或工字形截面簡支梁受壓翼緣的側向支承點間距離l1與其寬度b1之比超過鋼結構設計規范（GB50017-2003）第條的規定時，應按下式計算整體穩定性：=Mx /bWxf。五、平臺主梁設計在平臺結構中，平臺主梁主要是承受平臺次梁傳來的集中荷載，一般

12、可采用軋制工字鋼、H型鋼和焊接工字形鋼梁。平臺主梁的容許撓度值為l/250l/600，一般取l/400，l為平臺梁的跨度。常用的平臺主梁有軋制型鋼梁和焊接工字形截面組合梁。軋制型鋼梁的設計可參照平臺次梁設計部分；由三塊鋼板拼焊成的工字形截面組合梁截面設計的步驟為：估算梁的高度，確定腹板的厚度和翼緣的尺寸，再根據選定的截面驗算梁的強度、穩定和剛度（參見教材）。表3 按容許撓度確定的主梁的最小高跨比hmin/l相對容許撓度值/l1/2501/3501/4001/600hmin/lQ2351/241/17.11/151/10Q3451/16.41/11.71/10.21/6.8Q3901/14.71

13、/10.51/9.21/6.1表4 H型鋼或等截面工字形簡支梁不需計算整體穩定的最大l1/b1值鋼號跨中無側向支撐點的梁跨中受壓翼緣有側向支撐點的梁，不論荷載作用于何處荷載作用在上翼緣荷載作用在下翼緣Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0受壓翼緣局部穩定要求： 組合梁腹板局部穩定要求：腹板高厚比時，應配置橫向加勁肋 腹板高厚比時，如梁未承受集中荷載，可不設加勁肋；橫向加勁肋構造要求：a0.5h0，a2h0 時，可按構造要求取加勁肋間距不超過規范規定的最大間距；六、主次梁連接處節點設計平臺結構的連接節點包括：

14、鋪板與加勁肋，加勁肋與次梁，次梁與主梁、主梁與柱的連接。次梁與主梁的連接方式由計算模型確定，簡支次梁與主梁鉸接，連續次梁與主梁剛接。為保持平臺表面平整，一般均應采用平接。 方案五方案八方案七七、施工圖繪制1圖幅、圖框和圖標A1圖幅841X594，A2圖幅594X420。裝訂邊退進25mm，其余三邊退進10mm，用1.0特粗線繪圖框。圖標位于圖紙右下角，圖標外框用0.7粗線，內部分格線用0.35中實線繪制。圖標欄內容和尺寸如下（欄中右邊和下面的數字為各欄的寬度和高度，單位：mm）：長沙理工大學XX工程專業水工鋼結構課程設計設備操作鋼平臺設計20設計4.0米標高鋼平臺圖號10學號比例10指導日期1

15、025358020202結構平面布置圖結構布置圖主要表達各個構件在平面中所處的位置并對各構件選用的截面進行編號，編號用46號細線圓圈。平面布置復雜時，可增加剖面以便表示清楚各構件的關系。構件編號時，構件截面和外形相同就編同一編號。3構件圖格構式構件如平面桁架、立體桁架，以及截面較復雜的組合構件等都需要繪制構件圖，構件圖表達構件的外形、幾何尺寸及構件中板件或桿件的截面尺寸，以便繪制施工詳圖。4 節點詳圖在相同構件拼接處、不同構件連接處、不同結構材料連接處及需要特殊交代清楚的部位，繪制節點詳圖表示清楚各構件間的相互連接關系及構造特點。索引符號是由細線繪制的引出線和10號圓及水平直徑所組成。索引剖視詳圖時在剖切部位繪短粗剖切線，引出線一側為投影方向。索引符號圓中水平直徑上方數字為詳圖編制號，水平直徑下方數字表示詳圖所在的圖紙編號，如繪短線表示詳圖就在本圖紙上。詳圖符號表示詳圖的位置和編號，以14號粗實線圓繪制。當詳圖與被