平台钢结构计算书.doc

钢平台课程设计计算书

一、结构布置
1、梁格布置：按柱网尺寸布置。

L=9.0m， D=5.4m，a=b=0.9m。
2、连接方案：主梁与柱、次梁与主梁之间均采用高强度螺栓铰接连接，定位螺栓采用粗制；次梁与主梁的上翼缘平齐；平台板与梁采用焊接。
3、支撑布置：根据允许长细比，按构造要求选择角钢型号。
二、平台钢铺板设计
1、尺寸确定
根据平台荷载、构造要求及平面布置情况，平台铺板的厚度取为6mm。平台铺板采用有肋铺板，板格面积取为0.9m×5.4m，即相邻两次梁中心间距为0.9m，加劲肋中心间距为0.9m，此处加劲肋间距参考铺板厚度的100~150倍取值。加劲肋采用扁钢，其高度一般为跨度的1/15~1/12，且不小于高度的1/15及5mm，故取扁钢肋板高度60mm，厚度6mm。

2、铺板验算
验算内容包括铺板强度和铺板刚度。
（1） 荷载效应计算
铺板承受的荷载包括铺板自重和板面活荷载，计算如下：
铺板自重标准值：

铺板承受标准荷载：

铺板承受的荷载设计值：

铺板跨度b=900mm,加劲肋间距a=900mm，b/a=1<2，因此，应按四边简支平板计算铺板最大弯矩。
查表2-1得：

（2） 铺板强度验算
铺板截面的最大应力为：

满足要求。

（3） 铺板刚度验算
查表2-1得：

（4） 铺板加劲肋验算
板肋自重标准值：

加劲肋可按两端支撑在平台板次梁上的简支梁计算，其承受的线荷载为：
恒荷载标准值：

活荷载标准值：

加劲肋的跨中最大弯矩设计值为:

加劲肋计算截面可按加劲肋和每侧铺板15t（t为铺板厚度）的宽度参与共同作用，计算截面如图3所示。

计算截面面积：

计算截面形心轴到铺板面的距离：

计算截面对形心轴x的截面惯性矩：

加劲肋截面最大应力为：

满足要求。
加劲肋跨中最大挠度为：
满足刚度要求。

三、次梁设计

1、次梁计算简图：次梁按简支梁计算。

图2 次梁受力简图
2、计算次梁荷载。
恒荷载标准值：
次梁承受恒荷载包括自重和加劲肋自重（暂时不考虑次梁自重），将加劲肋则算成均布荷载。

活荷载标准值：

则次梁最大弯矩设计值为：

最大剪力为：

3、初选次梁截面：次梁采用普通轧制工字钢，根据组合内力初选截面。
由抗弯条件得次梁所需的净截面抵抗矩：

初步拟定次梁采用工字钢，型号为Ι 20b，截面参数如下：
,,,, ，自重31.05kg/m
4、次梁内力计算：计算包含自重在内的次梁荷载。
计算次梁自重的均布荷载：

5、验算次梁截面：验算次梁荷载作用下的钢梁强度、挠度和整体稳定。
（1）抗弯强度验算

（2）剪应力验算

（3）支座处局部压应力
支座反力为57.3kN。假定支撑长度a=15cm,由型钢表得：

因铺板密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固相连，能阻止受压翼缘的侧向位移，故不必验算整体稳定。

（4）挠度验算
因此，次梁能满足强度和刚度要求。

四、主梁设计
1、主梁计算简图：按简支梁计算。

图3 主梁受力简图
2、主梁荷载计算。
次梁传来的集中荷载：

最大弯矩（不包括主梁自重），由表2-2查得。

最大剪力（不包括主梁自重）：

3、初选主梁截面：主梁采用焊接工字形截面。
需要的截面抵抗矩：

梁的最小高度：
根据表2-3的刚度要求，查得。
梁的经济高度：
取腹板高度：
确定腹板厚度：

取腹板厚度。
翼缘所需面积：

取上、下翼缘宽度b=400mm，厚度t=20mm，主梁截面见图4。

图4 主梁尺寸

翼缘面积：
截面特性：

4、计算主梁内力（包含主梁自重）。
梁的截面面积：
梁单位长度的自重：
取自重的荷载分项系数为1.2，并考虑由于加劲肋等重量的构造系数1.2，梁自重的荷载设计值为：

梁支座最大剪力：

梁跨中最大弯矩：

5、主梁截面设计：内容包括强度、整体稳定、翼缘局部稳定、腹板局部稳定和腹板加劲肋设计以及挠度验算。
（1）跨中截面抗弯强度验算

满足要求。

（2）翼缘局部稳定

受压翼缘的局部稳定能够保证。

（3）整体稳定验算
次梁为主梁的侧向支撑，故主梁的受压翼缘的自由长度，

因此，梁的整体稳定性有保证。

（4）挠度验算
集中荷载标准值：

由表2-2查得，

（5）腹板局部稳定和腹板加劲肋设计

腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋。
由于主梁之上布置有次梁，次梁间距为0.9m，按构造要求次梁下面必须对主梁腹板布置支承加劲肋。
横向加劲肋截面：
，取
，取
支座加劲肋验算：
梁的支座采用突缘支座形式，支承加筋类采用，计算支承加劲肋在腹板平面外的稳定性。有效面积如图5所示。

图5 加劲肋布置
支座加劲肋受的力，

查附录E-9得 ，

支座加劲端部刨平顶紧。其端面承压应力为：

支座加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊缝的焊脚尺寸为：

取。
其他加劲肋均采用2-100×12，不必验算。

图6 主梁施工图
五、平台柱设计
设计平台柱为轴心受压平台实腹柱，柱截面采用焊接组合工字形，翼缘钢板为火焰切割边，钢材采用Q235，柱的长度为 ，考虑侧向支承。
1.柱顶荷载计算：
主梁传来总荷载设计值

计算简图如下：
2.截面选择：
假定长细比,由附录查得
需要的截面面积：

需要的回转半径：

需要的截面宽度和高度，由附录查得后计算如下

选用的截面尺寸：
翼缘板为 2-250X10
腹板为 1-250X8
翼缘与腹板的焊缝按构造要求取。
截面几何特性参数：
截面面积：
惯性矩：

回转半径：

长细比：

3.截面验算
整体稳定：
由，查附录得，则

局部稳定：
翼缘：

腹板：

刚度验算：

因截面无削弱，不必验算强度。
按构造要求配置横向加劲肋，横向加劲肋宜用宽度为：

厚度，其间距，采用加劲肋宽度，厚度，间距为70cm。
六、节点设计
1、主梁与次梁的连接节点
（1）连接设计：试采用下图的连接形式。次梁与主梁腹板采用10.9级高强度螺栓摩擦型连接，螺栓规格M16。螺栓排列时，离肢背距离按最小容许距离确定以减小偏心影响，螺栓边距40mm，中心距60mm，孔径为17.5mm。

图7 主次梁连接节点
（2）梁端净截面复核
设梁端仅腹板参与工作，腹板参与工作高度偏安全的假定为150mm，螺栓开孔处内力为

=´»×
腹板参与工作部分的截面特性 ：

剪应力按平均应力计算，弯曲应力仍按平截面假定计算 ：

折算应力近似按以下方式计算：

在距梁端70mm处，弯矩还会有增加，但由计算可知强度有较大富余。

（3） 螺栓连接计算
梁端剪力引起的螺栓剪力：
梁端弯矩引起的螺栓剪力：
单个螺栓的抗剪承载力：
强度计算：

´
2、主梁与柱的连接节点
主梁梁端通过突缘式支座支承于柱顶板。左右两梁端板间用普通螺栓连接并在其间设填板。梁的下翼缘与柱顶板间用普通螺栓固定。顶板设计三角形加劲板。顶板厚度参照节点板厚度适当加厚。
柱头的计算压力为N=557.6kN。设计采用Q235号钢，设计焊接工字型截面轴心受压的实腹柱的柱头。柱头加劲肋所需的面积为：

柱头处的加劲肋选用b1=125mm，则肋厚为，取，符合的局部稳定的要求。此时柱端腹板也应换成的钢板。取加劲肋高度h=300 mm。
验算抗弯承载力：

顶板尺寸采用，盖住柱顶及加劲肋截面。
每根加劲肋经端面承压传入N/2=278.8kN的力后，将通过和柱腹板相连的两个角焊缝把力传给腹板。取肋高h=300 mm，则焊缝长度，设焊缝的焊脚尺寸为，符合焊缝长度的构造要求，则焊缝面积和焊缝截面抵抗矩为：

验算焊缝强度得：

图8 柱头构造
将加劲肋视为悬臂梁，验算其强度。悬臂梁截面为，受剪力V=N/2=278.8kN及弯矩，从而：

七、柱脚节点设计
（1）柱脚底板设计计算(平面尺寸和厚度）
假定底板宽度为

取L=400mm。
作用在底板单位面积上的压力为

图9 靴梁柱脚
（2）各区格单位宽度的最大弯矩
1.四边支承板的弯矩：
由，查表2-5，得，则

2.三边支承板的弯矩：
由，查表2-5，得，则

3.悬臂板的弯矩：

最大弯矩
底板厚度为

采用20mm。
（3）焊缝设计计算
柱与靴梁的竖直焊缝的焊缝尺寸用。
柱与靴梁的竖直焊缝：
，取160mm
靴梁高度取300mm，厚度取10mm。
靴梁与底板连接焊缝的总长度：

所需焊脚尺寸：

选用。
靴梁板承受的最大弯矩：

剪力：

柱脚与基础的连接构造用两个直径为20mm，材料为Q235钢的螺栓。

3、通过活动，使学生养成博览群书的好习惯。
B比率分析法和比较分析法不能测算出各因素的影响程度。√
C采用约当产量比例法，分配原材料费用与分配加工费用所用的完工率都是一致的。Ｘ
C采用直接分配法分配辅助生产费用时，应考虑各辅助生产车间之间相互提供产品或劳务的情况。错
C产品的实际生产成本包括废品损失和停工损失。√
C成本报表是对外报告的会计报表。×
C成本分析的首要程序是发现问题、分析原因。×
C成本会计的对象是指成本核算。×
C成本计算的辅助方法一般应与基本方法结合使用而不单独使用。√
C成本计算方法中的最基本的方法是分步法。X
D当车间生产多种产品时，“废品损失”、“停工损失”的借方余额，月末均直接记入该产品的产品成本
中。×
D定额法是为了简化成本计算而采用的一种成本计算方法。×
F“废品损失”账户月末没有余额。√
F废品损失是指在生产过程中发现和入库后发现的不可修复废品的生产成本和可修复废品的修复费用。Ｘ
F分步法的一个重要特点是各步骤之间要进行成本结转。(√)
G各月末在产品数量变化不大的产品，可不计算月末在产品成本。错
G工资费用就是成本项目。(×)
G归集在基本生产车间的制造费用最后均应分配计入产品成本中。对
J计算计时工资费用，应以考勤记录中的工作时间记录为依据。(√)
J简化的分批法就是不计算在产品成本的分批法。(×)
J简化分批法是不分批计算在产品成本的方法。对
J加班加点工资既可能是直接计人费用，又可能是间接计人费用。√
J接生产工艺过程的特点，工业企业的生产可分为大量生产、成批生产和单件生产三种，X
K可修复废品是指技术上可以修复使用的废品。错
K可修复废品是指经过修理可以使用，而不管修复费用在经济上是否合算的废品。Ｘ
P品种法只适用于大量大批的单步骤生产的企业。×
Q企业的制造费用一定要通过“制造费用”科目核算。Ｘ
Q企业职工的医药费、医务部门、职工浴室等部门职工的工资，均应通过“应付工资”科目核算。Ｘ
S生产车间耗用的材料，全部计入“直接材料”成本项目。Ｘ
S适应生产特点和管理要求，采用适当的成本计算方法，是成本核算的基础工作。(×)
W完工产品费用等于月初在产品费用加本月生产费用减月末在产品费用。对
Y“预提费用”可能出现借方余额，其性质属于资产，实际上是待摊费用。对
Y引起资产和负债同时减少的支出是费用性支出。X
Y以应付票据去偿付购买材料的费用，是成本性支出。X
Y原材料分工序一次投入与原材料在每道工序陆续投入，其完工率的计算方法是完全一致的。Ｘ
Y运用连环替代法进行分析，即使随意改变各构成因素的替换顺序，各因素的影响结果加总后仍等于指标的总差异，因此更换各因索替换顺序，不会影响分析的结果。(×)
Z在产品品种规格繁多的情况下，应该采用分类法计算产品成本。对
Z直接生产费用就是直接计人费用。X
Z逐步结转分步法也称为计列半成品分步法。√

A按年度计划分配率分配制造费用，“制造费用”账户月末(可能有月末余额/可能有借方余额/可能有贷方余额/可能无月末余额)。
A按年度计划分配率分配制造费用的方法适用于(季节性生产企业)

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