中型普通工作平台设计例题Word文件下载.docx
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8*750=6000
42000
1-1
1500
8*1500=12000
12000
2-2
例图2平台结构平面布置图
计算铺板跨中最大弯矩铺板按四边简支平板计算
b/a=1500/800=
因为b>
a，所以Mx>
My，那么Mmax=Mx
由四边简支无肋铺板的挠度和弯矩计算系数表（指导书表2）按线性
插入法查得β1=
铺板面荷载设计值
q=×
+×
4=m2
铺板跨中单位宽度最大弯矩为
Mx=β1qa2=×
×
=kN·
m
计算板肋的跨中最大弯矩
可按两端支承在平台次梁上的
简支梁计算加劲肋承受的线荷载，其中
恒荷载标准值为：
q=×
+=m
活荷载标准值为：
q=4×
=m
加劲肋的跨中最大弯矩为：
验算铺板和加劲肋的强度
铺板铺板截面的最大应力为：
加劲肋加劲肋可考虑铺板30倍厚度的宽度参与截面共同
工作，计算截面见例图3。
90
60
例图3铺板加劲肋计算截面图
截面面积
截面形心轴到铺板面的距离y
截面对形心轴x的截面惯性矩
加劲肋截面最大应力为
铺板和加劲肋刚度验算
铺板铺板容许挠度[υ]=l/150=750/150=
由指导书表1查得α=
铺板面荷载标准值：
q′=+4=m2
铺板跨中最大挠度
=
满足刚度要求
由此可见铺板的厚度由刚度控制。
加劲肋加劲肋容许挠度[υ]=l/250=1500/250=6mm
加劲肋跨中最大挠度
υmax<
[υ]=6mm，满足刚度要求
4．平台次梁设计
假定平台次梁与平台主梁铰接连接，平台次梁
CL1可看作是两端支承在平台主梁上的简支梁，承受着平台铺板传来
的均布荷载，计算简图见图4。
例图4平台次梁计算简图
恒荷载标准值：
活荷载标准值：
q=4×
=6kN/m
次梁跨中最大弯矩：
截面选择
次梁所需的截面抵抗矩
Wx=Mmax/f=×
106/215=×
105mm3
次梁采用工字形型钢截面，由型钢规格表查得
I22a：
A=42cm2，Ix=3400cm4，Wx=309cm3，Ix/Sx=，自重33kg/m
能满足其抵抗矩要求，因此试选I22a为次梁截面。
验算所选截面的强度
抗弯强度验算
考虑梁自重后
Mmax=[×
6]×
6×
6/8=·
作用在次梁上的荷载为静力荷载，因此，截面最大应力
（满足强度要求）
抗剪强度验算
次梁最大剪力
Vmax=ql/2=[×
]×
6/2=
截面最大剪应力
由此可见型钢梁截面的剪应力很小。
次梁整体稳定验算
次梁的受压翼缘有带肋铺板与其牢固连
接，整体稳定可以满足要求，因此不必验算次梁的整体稳定。
次梁的刚度验算
次梁的容许挠度[υ]=l/250=6000/250=24mm
次梁跨中最大挠度
Υmax小于[υ]=24mm，次梁刚度满足要求。
由此可见，型钢次梁在整体稳定满足要求的情况下，截面尺寸有可
能由梁的刚度控制。
5．平台主梁设计假定平台主梁与平台柱铰接连接，平台主梁ZL1
可看作是两端支承在平台柱上的简支梁，承受着平台次梁传来的荷
载，计算简图如图5所示。
250
1500150015001500150015001500150015001500
图5平台主梁计算简图
F=+33×
10-3）×
103×
=
F=6×
6=36kN
主梁支座反力：
R=7F/2=7×
36）/2=
跨中最大弯矩
Mmax=主梁最大剪力
Vmax=R=
主梁截面选择
平台主梁的跨度及承受的荷载都较大，轧制型
钢梁不能满足要求。
拟采用三块钢板拼焊成的工字形组合截面梁。
确定主梁截面的高度h
最大高度hmax：
本工程对建筑高度没有特殊限制。
20
1000
10
最小高度hmin：
由主梁的刚度要求决定，即当平台主梁相对容
许挠度[υ/l]=1/400时，由按容许挠度确定的梁的最小高跨比（指导书
表3）查得hmin/l=1/15，则
hmin=l/15=12000/15=800mm
经济高度he：
先假定腹板的厚度tw=10mm，由经验公式求得
考虑钢板规格取h0=1000mm。
确定腹板尺寸tw
腹板主要承受剪力，由抗剪强度确定其厚度
假定翼缘厚度为20mm，可得
经济厚度
局部稳定
tw3=h0/170=1000/170=
取腹板厚度tw=10mm
确定翼缘尺寸b和t
由t=20mm，得b≥；
取b=250mm
（满足局部稳定要求）
主梁截面验算
截面强度验算
根据选定的截面（见图5），计算截面几何
特征值如下：
A=2×
1=m2
主梁自重标准值：
qk=7850×
=1616N/m=m
这里的系数为考虑加劲肋、焊缝等引起的自重增加。
考虑主梁自重后跨中最大弯矩和最大剪力分别为：
Mmax=×
106+×
12×
12/8=·
Vmax=×
105+×
12/2=216kN
弯曲正应力验算
（满足要求）
剪应力验算
局部压应力验算
为保证局部抗压强度和腹板局部稳定的要
求，考虑在次梁作用处设置加劲肋。
支座处支承加劲肋的计算见柱头
设计部分。
整体稳定验算次梁可作为主梁的侧向支撑，因此主梁侧向支
撑点的距离l1=，l1/b=1500/250=6<
16，能满足工字形截面简支梁
不需要验算整体稳定的条件，整体稳定能得以保证。
刚度验算
主梁在标准荷载作用下支座反力
Rk=7Fk/2+qkl/2=7×
+36）/2+×
12/2=
Mk=6Rk+3+Fk+×
跨中最大挠度
（满足刚度要求）
翼缘局部稳定验算
b1/t=125/20=<
13（翼缘局部稳定能满足要求）
腹板局部稳定验算
h0/tw=1000/10=100>
80
说明剪应力对腹板的屈曲起决定作用。
因次梁是作为主梁的侧向支撑
点，因此考虑在次梁作用处设置横向加劲肋如图6所示，间距
a=1500mm<
2h0。
图6主梁腹板加劲肋布置图
因端部区格I剪力最大，因此选择端部区格I验算其腹板的局部稳定，
即
τ=V/（h0tw）=216000/（1000×
10）=
h0/twht=711<
1200
说明可按构造设置横向加劲肋。
因此，如图6选择横向加劲肋间距
a=1500mm，能满足腹板局部稳定的要求。
主梁支承加劲肋计算
平台主梁通过梁端突缘与柱顶连接构造
见图7。
t
<
=2t
15tw
图7平台主梁突缘支座构造图
主梁支承加劲肋的端部按所承受的支座反力计算，加劲肋的端部采用
刨平顶紧的连接方法，其端面承压面积应满足
Ab=N/fce=×
105/320=675mm2
支承加劲肋按构造要求取宽度b=250mm，为满足刚度要求
t≥bs/15=125/15=，取t=9mm。
实际的端面承压面积Ab=250×
9=2250mm2，大大超过所需的面积，
整体稳定能得以保证。
6．平台柱设计
平台柱承受平台主梁传来的荷载，平台柱与平台主
梁采用铰接连接，平台柱承受的轴心力的设计值为
确定柱截面尺寸
假定平台柱的长细比λ=80
tw
φ=
280
平台柱所需的截面面积
图8平台柱截面图
按柱的一般要求，取柱截面高度h为柱高度的1/12~1/20，因柱两个
方向的计算长度相等，所以可取截面的宽度b接近于高度h，考虑主
梁与柱的连接构造，初定柱截面尺寸如图8所示。
计算截面特征值
250×
10+6×
280=6680mm2
ix=IxA=，iy=IyA=
验算平台柱截面的强度、整体稳定和刚度
因柱截面没有削弱，若柱整体稳定能满足要求，则柱的强度也能满足
要求。
因此，只需验算柱的整体稳定。
平台柱高6m，两端铰接，平面内与平面外的计算长度均为6m，则
l0x=l0y=6m
λ0x=l0x/ix=6000/=<
[λ]=150
λ0y=l0y/iy=6000/=<
柱的刚度能满足要求。
按b类截面查轴心受压稳定系数φmin=φ0y=
平台柱自重标准值：
N1=7850×
=3700N
按b类截面查轴心受压稳定系数
这里的系数为考虑加劲肋、焊缝及柱头、柱脚等引起的自重增加
值。
柱承受的轴心力设计值：
N=×
103=468540N
柱整体稳定能满足要求。
验算平台柱的局部稳定
腹板的局部稳定
腹板的局部稳定满足要求。
翼缘的局部稳定
翼缘的局部稳定满足要求。
7．平台柱柱头设计
平台柱柱头的构造见图9，柱顶板取为
350×
300×
16，顶板上的垫块为300×
100×
10。
平台柱柱头承受的压力
N通过柱头腹板两侧的加劲肋传递。
每一侧加劲肋承受N/2，加劲肋
与腹板的连接焊缝承受着剪力和弯矩的共同作用如图9所示。
柱头压力N，经柱顶板端面承压传给加劲肋，大小为N=464100N。
125
50
350
140
75
300
25
图9柱头构造
计算加劲肋端面承压面积
加劲肋需要的端面承压面积为A=N/fcc=464100/320=
选加劲肋为100×
10，两侧加劲肋的端面承压面积为
10=2000mm2>
说明加劲肋端面承压能满足要求。
计算加劲肋与腹板的连接焊缝
加劲肋与腹板连接焊缝承受的
剪力和弯矩分别为V=N/2=232050N
M=V×
=232050×
=·
m
按构造要求假设焊缝的厚度hf=8mm，焊缝的长度lf=400mm。
由剪力产生的焊缝剪应力
由弯矩产生的焊缝正应力
验算焊缝的强度
100
380
/mm<
ff=160N/mm
焊缝强度能满足要求。
验算加劲肋强度
加劲肋自身强度，按悬臂梁计算。
加劲肋承受的剪应力
τ=A=×
232050/（10×
400）=87N/mm2<
fv=125N/mm2
加劲肋承受的正应力
加劲肋强度能满足要求。
从上述计算结果表明，加劲肋的高度取决于其自身的抗剪强度。
8．平台柱柱脚设计
平台柱承受的轴心力较小，柱脚采用平板式铰接构造形式见图10。
基础混凝土强度等级为C20，抗压强度设计值fc=mm2。
320
270
图10平台柱脚初选尺寸图
N=464100N
柱脚底板需用的面积：
A=N/fc=464100/=
初选柱底板尺寸
按构造要求取柱底板尺寸为320×
270，锚栓直径d=20，锚栓孔d0=22，
则底板净面积：
An=320×
2702×
πd0×
d0/4=
柱脚底板受的反力：
q=N/An=464100/=mm2
三边支承板：
a1=280mm，b1=132mm，b1/a1=，β=
M=βqa12=×
2802=22674N·
mm
6Mmax622674
底板厚度为：
t=f215=
按上述方案，底板的厚度偏厚，可考虑在柱的两侧设加劲肋来减少柱
底板弯矩。
调整柱底板尺寸实际柱脚构造形式如图11所示。
6010
1060
40
30
420
图11平台柱脚实际尺寸图
底板净面积An=420×
30×
40π×
402/4=
柱脚底板受的反力q=N/An=464100/=mm2
a1=135mm，b1=132mm，b1/a1=，β=
1352=·
6Mmax6
底板厚度为：
t=f215=
取t=20mm。
肋板可按悬臂梁计算，肋板承受的荷载为：
140=mm
M=qll/2=×
140×
140/2=×
106N·
选肋板尺寸为6×
360
验算肋板强度：
140/（6×
360）=mm2<
肋板自身强度满足。
验算肋板与柱的连接焊缝
按构造要求假设焊缝的厚度hf=6mm，焊缝的长度lf=360mm。
由剪力产生的焊缝剪应力为：
由弯矩产生的焊缝正应力为：
验算焊缝的强度：
连接焊缝满足要求。
支撑及其他连接设计略。
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