鋼結(jié)構(gòu)平臺設(shè)計(jì)_第1頁
鋼結(jié)構(gòu)平臺設(shè)計(jì)_第2頁
鋼結(jié)構(gòu)平臺設(shè)計(jì)_第3頁
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文檔簡介

1、1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)參數(shù)錯誤!未指定書簽。1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 錯誤!未指定書簽。1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)錯誤!未指定書簽。2. 次梁1設(shè)計(jì)錯誤!未指定書簽。2.1 荷載匯集與計(jì)算簡圖 錯誤!未指定書簽。22梁截面選擇錯誤!未指定書簽。2.3 截面復(fù)核錯誤!未指定書簽。3. 主梁1設(shè)計(jì)錯誤!未指定書簽。3.1 荷載匯集與計(jì)算簡圖 錯誤!未指定書簽。3.2 截面選擇錯誤!未指定書簽。3.3 強(qiáng)度和撓度驗(yàn)算錯誤!未指定書簽。3.4 整體穩(wěn)定驗(yàn)算錯誤!未指定書簽。3.5 加勁肋設(shè)置與局部穩(wěn)定驗(yàn)算 錯誤!未指定書簽。4. 柱Z3設(shè)計(jì)錯誤!未指定書簽。4.1 荷載匯集與計(jì)算簡圖 錯誤!未指定書簽。4.2 截面選擇錯

2、誤!未指定書簽。4.3 強(qiáng)度、剛度與整體穩(wěn)定驗(yàn)算 錯誤!未指定書簽。4.4 局部穩(wěn)定驗(yàn)算錯誤!未指定書簽。5. 主次梁螺栓連接計(jì)算與節(jié)點(diǎn)圖 錯誤!未指定書簽。5.1 確定節(jié)點(diǎn)荷載與螺栓布置 錯誤!未指定書簽。5.2 螺栓連接驗(yàn)算錯誤!未指定書簽。1.1.設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)參數(shù)1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容圖1.1所示鋼平臺,其結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖1.2,按照任務(wù)要求,本人設(shè)計(jì)內(nèi) 容為邊次梁1、中間主梁2和中柱Z4,并設(shè)計(jì)主次梁螺栓連接。圖1.1鋼平臺L-1L-111Z1Z1Z2onnZ3Z1圖1.2鋼平臺結(jié)構(gòu)平面布置圖1.2設(shè)計(jì)參數(shù)鋼材Q235焊條E43型,螺栓C級。柱和次梁采用型鋼,主梁采用焊接鋼板 梁,梁均按兩

3、端鉸接設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn)連接為螺栓連接,主、次梁計(jì)算跨度分別為9.6m 和7.2m,次梁間距3m和3.3m,次梁上翼緣與樓板焊牢,柱按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì), 計(jì)算長度6m樓面恒載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為 4.5和62。1.3次梁1設(shè)計(jì) 1.4荷載匯集與計(jì)算簡圖恒載標(biāo)準(zhǔn)值(樓面?zhèn)鱽淼暮爿d和次梁自重)gk qgk 0.1211.5 4.5 0.12 7.2 7.614kN/m活載標(biāo)準(zhǔn)值(樓面?zhèn)鱽淼幕钶d)qk sqk 1.5 6 9.00kN /m總荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pik gk qk 7.614 9 16.61kN /m總荷載設(shè)計(jì)值pl 1.2gk 1.3qk 1.2 7.614 1.3 9 20.84kN / m跨中彎

4、矩與支座剪力設(shè)計(jì)值Mlpll2 / 8 20.84 7.22 / 8 1 35.0kN mVlpll /2 20.84 7.2/2 75.0kN計(jì)算簡圖和內(nèi)力如圖 2.1Hi卄卄卄*i卄卄卄20.84135.075.0-W圖2.1次梁計(jì)算簡圖與內(nèi)力圖WnxMlXf135.0 1031.05 2153598.0cm1.5梁截面選擇次梁撓度允許值查教材附表1.7為v/l1/ 250,由此,次梁所需截面慣性矩為I5plkl3x384E /l5 16.61 72003 10 4459797cm384 2.06 10(1/250)由強(qiáng)度控制所需梁截面抵抗距11200cm4,WX 649cm3,q 0.4

5、10kN/m,另外 I32a選擇型鋼 350X175X6X9, Ix也合適,但用材多不做首選。1.6截面復(fù)核次梁截面無削弱,且所選截面的截面特性參數(shù)均大于所需,故撓度與正截面強(qiáng)度滿足。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),該梁抗剪強(qiáng)度富余較多,驗(yàn)算省略。次梁上無集中力,無需驗(yàn)算局部承壓次梁受壓翼緣與樓板牢靠連接,不必驗(yàn)算整體穩(wěn)定 次梁為型鋼梁不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定3.主梁2設(shè)計(jì)3.1荷載匯集與計(jì)算簡圖均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(梁半寬樓面?zhèn)鱽淼暮爿d和主梁自重)0.12l0.12 9.6 1.152kN/m總均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值pK gk 1.152kN /m總均布荷載設(shè)計(jì)值Pl 1.2g;1.2 1.152 1.38kN/m次梁傳來集中恒載標(biāo)

6、準(zhǔn)值P2Kplkl 35.514 7.2 255.70kN,F(xiàn)2k(S s2) 255.70 (3 3.3)Pk叨/244.08kN2$2 3.3次梁傳來總集中力設(shè)計(jì)值P2pll 44.60 7.2 321.12kN ,pF2 (S 材12$32112 (3 呵 306.52kN2 3.3支座剪力與跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)值rLkPlkslBk (s1s2)L|PkL丄 1.152 9.62244.08 3 255.70 (3 3.3)9.6249.61kNMLk VLrk 4.8 P2k(4.8 S2) 0.5pk(4.8)22249.61 4.8 255.70 (4.8 3.3) 0.5 1.152

7、4.8 801.3kN mPs 1 P2 (3 S2)1 1PLL2306.52 3 321.12 (3 3.3)11.38 9.69.62313.15kNM l Vj 4.8 F2(4.8 S2)0.5p(4.8)22313.15 4.8 321.12 (4.8 3.3) 0.5 1.38 4.81005.5kN m主梁計(jì)算簡圖和內(nèi)力如圖3.1所示P1=306.52kNP2=321.12kNP=1.38kN14 I I VV V V I Jf I I 1H二 3000 -L 3300-3300 二9600V V1 i 111 vv v If |I UW.5O f2M( m)-308.59V(

8、)-313.15圖3.1主梁計(jì)算簡圖與內(nèi)力圖3.2 2截面選擇主梁撓度允許值查教材附表1.7為v/l1/400,由此,梁最小高度為hminxnfL134 1041.05 400 215 960134 10464.7 cm由強(qiáng)度確定所需截面抵抗矩為WnxMlTf1005.5 1031.05 2154454.8m3梁的經(jīng)濟(jì)高度為he 73Wn? 30 734454.0 30 85.2cm 選取梁腹板高度山85cm 梁腹板厚度 tw2、h: 172、850 / 78.3 mm,選取 tw 8mm 翼緣板的截面尺寸”由強(qiáng)度控制所需梁截面抵抗距Af Wnx/h,切山/6 4454.0/85 0.8 85

9、/6 41.1cm2選取b 280mm,t 16mm,則b/t 17.526,翼緣板不會局部失穩(wěn)2Af bt 44.8cm3.3強(qiáng)度和撓度驗(yàn)算所選截面如右圖3.2:1- 8X 8501 X 0.8X 85=6822- 16 X 2802 X 1.6X 28=89.62157.62計(jì)算截面幾何特性參數(shù)A 2 1.6 28 0.8 85157.6cm2Ix 28 88.23 27.2 853 /12 208951cm4Wnx2Ix2 20895188.24738cm3圖3.2主梁截面Sx 28 1.6 43.3 0.8 852 /8 2662cm328 1.6 43.3 1940cm3 內(nèi)力計(jì)算:

10、由于原估算的梁自重實(shí)際所選梁自重相差不大,對內(nèi)力計(jì)算結(jié) 果影響很小,故直接采用3.1節(jié)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果。 整體穩(wěn)定驗(yàn)算:因側(cè)向支撐間最大距離為3.3ml1/b 330/28 11.8 16 (見附表 1.8)故無需計(jì)算整體穩(wěn)定 抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算(b tw)/2/t(280 8)/2/168.5 13所以 X 1.05max1005.5 1031.05 4738202.1N / mm2215N / mm2 抗剪強(qiáng)度計(jì)算maxVmaxSx1 xtw327.74 103 2662208951 8 1052.2N / mm2fv2125N /mm 局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算:因主次梁采用平接,無需驗(yàn)算 次梁作用點(diǎn)外側(cè)主

11、梁截面腹板頂端處的折算應(yīng)力 該截面的彎矩和剪力分別為:Mx 1025.87kN m, V 308.59kN m 腹板頂端的應(yīng)力:maxMmaxyI nxVSxaI xtw1025.87 106 425208951 104308.59 103 1940208951 8 10208.7 N / mm2235.8N /mm2215N / mm0.L3 2 ,208.721.1 f 1.1 2153(35.8)2217.7N /mm2236.5N / mm ,可 撓度 驗(yàn)算條件:vT801.3 106 9600L 10 206 103 208951 10415601400,可VqL1500,不控制,計(jì)

12、算從略3.4整體穩(wěn)定驗(yàn)算因側(cè)向支撐間最大距離為3.3ml1/b 330/28 11.8 16 (見附表 1.8)故無需計(jì)算整體穩(wěn)定3.5加勁肋設(shè)置與局部穩(wěn)定驗(yàn)算梁所受荷載為靜力荷載,荷載簡圖和內(nèi)力圖如圖3.1所示跨度中點(diǎn) Mmax 1005.5kN m,梁端Vmax 327.7kN(1)加勁肋的布置ho 850tw810680. 235 / fy150. 235/ fy考慮到在1/3跨度附近有次梁相連,該處必須設(shè)橫向加勁肋,橫向加勁肋的 最大間距為2.5hO=2.5X 850=2125,故最后取橫向加勁肋布置如圖3.3所示16501h rj9600圖3.3主梁橫向加勁肋布置(2)區(qū)格的局部穩(wěn)定

13、性驗(yàn)算1)區(qū)格所受應(yīng)力M1 M2 Ymax2 lx(249。1106)盤F249.8 N / mm式中M1和M2為所計(jì)算區(qū)格左右的彎矩,為中和軸至腹板上端的距離。2hwtw0327.gJ 103850 8248.0N / mm2)區(qū)格的臨界應(yīng)力crh /tw153235215N /850/80.6940.851532 mm當(dāng) 0=1600/850=1.91.0 時,g/tw41 5.34 4 g/a叱1.019 0.841 5.34 4 850/1600 21.2cr 1 0.59 s 0.8c“不比計(jì)算fv 10.59 1.0190.8125108.9N / mm3)局部穩(wěn)疋驗(yàn)算2驗(yàn)算條件為

14、:2c1.0crcrc,cr22今上式左邊49.848.000.2481.0215108.9滿足條件,可217.08 14.801038502.34N / mm28(3) 區(qū)格的局部穩(wěn)定驗(yàn)算490.1 977.064252= 104149.2N / mm2208951104325.7 17.083110325.2N/mm22850 8穩(wěn)定條件為:2 222149.225.2小00.535crcrc,cr215108.9(4)區(qū)格的局部穩(wěn)定驗(yàn)算1.0, 可977.0 1003.34256102208951 1042014N/mm局部穩(wěn)定條件為:crcrc,cr2201.4215200.87810

15、8.91.0, 可h.4030魚901515tsbs6.0mm,米用 ts 6mm(1)6m通過以上計(jì)算,說明取如圖所示的橫向加勁肋布置是合理的(5)橫向加勁肋的截面尺寸850一藥 40 68.3mm,采用 bs 90mm4. 柱Z3設(shè)計(jì)4.1荷載匯集與計(jì)算簡圖(1)設(shè)計(jì)資料1) 柱上、下端均為鉸接,計(jì)算長度:lx loy 6.00m2) 柱子承受軸心壓力設(shè)計(jì)值:N 44.60 7.2 313.15 2947.42kN計(jì)算簡圖如圖3.4所示圖3.4柱Z3計(jì)算簡圖4.2截面選擇試選截面方案一1) H型鋼截面當(dāng)lox loy時,因ix方iy,不可能做到x和y兩方向長細(xì)比相等,而由對y軸的長細(xì)比y控

16、制。假設(shè)y=100,則H型鋼截面對y軸屈曲時為b類截面,查附表1.20得:100 時,=0.5552)需要截面積A947.42 1030.555 215102279.4cm3)試選截面按此數(shù)據(jù)查型鋼表(附表92.18cm2, iy 6.29cm,ix2.6 ),10.8cm選用250 X 250X 9X 14,(2)試選截面方案二 重新假設(shè)y=110,=0.493需要截面積 A=947.42 1030.493 21510 289.4cm2需要回轉(zhuǎn)半徑 iy y600 5.45cm1102.6 ),也選用 250 X 250X 9X 14按此數(shù)據(jù)查型鋼表(附表故最終截面選用250 X 250X

17、9X 144.3強(qiáng)度、剛度與整體穩(wěn)定驗(yàn)算(1) 因截面無削弱不需要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算(2) 剛度驗(yàn)算:600長細(xì)比(3)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算10.86006.2955.695.3150150由 y 95.3,查得 0.586947.42 1030.586 92.18 1022175.4N / mm2215N / mm4.4局部穩(wěn)定驗(yàn)算H型鋼的局部穩(wěn)定性一般都能滿足要求,可不驗(yàn)算5. 主次梁螺栓連接計(jì)算與節(jié)點(diǎn)圖 5.1確定節(jié)點(diǎn)荷載與螺栓布置20。次梁腹板通過螺栓與主梁橫向加勁肋連接,采用螺栓直徑(1) 確定節(jié)點(diǎn)荷載V 44.60 7.2/2160.56kN m次梁梁端反力設(shè)計(jì)值各為(2) 螺栓布置1)C級螺栓的承載力設(shè)計(jì)值Nb 雙剪時的承載力設(shè)計(jì)值:Nbnv空 140 10 3 88.0kN4對主梁腹板承壓時的承載力設(shè)計(jì)值:N: dtw fcb 20 8 305 10 348.8kN故 Nb min 8

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