第一章设计题目。
第二章设计条件。
1.某机床加工车间，厂房跨度24m，长度96m。室内钢结构操作平台建筑标高为4.500m，柱网布置如图2-1所示。房屋安全等级为二级，设计使用年限50年，耐火等级二级。
图2-1 柱网布置图。
2.楼面活荷载根据工艺要求为2.0～7.0kn∕m2，详见下表，准永久值系数q=0.8。
3.连接方式平台板与梁采用焊接（角焊接）；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁与柱采用焊接或高强度螺栓连接，定位螺栓采用粗制螺栓。
4.材料型钢、钢板采用焊条采用e43型；粗制螺栓采用q235钢材。
5.平台做法设计对象为厂房内的钢操作平台，钢平台楼面做法：
1）采用花纹钢板或防滑钢板。
2）钢筋混凝土预制板。
3）柱网尺寸和可变荷载标准值按老师分配的数值计算。
第三章设计内容。
1.钢平台结构支撑系统 (支撑布置及选型，在计算书上应绘制支撑布置图)。
2.楼板设计 (包括楼板和加劲肋的设计或者楼板配置及合理布置)。
3.次梁设计 （采用型钢）。
4.主梁设计 (采用焊接组合梁)。
5.钢柱设计 （采用焊接组合柱或型钢柱）。
6.次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚设计。
7.平台楼梯和栏杆的选择与设计。
8.钢平台的设计施工图。
第四章结构布置。
1.梁格布置。
采用单向板布置方案，柱网尺寸为9.0m×6.0m；主梁沿纵向布置，跨度为9m；次梁沿横向布置，跨度为6.
0m。间距为1.5m；单块铺板的平面尺寸为1.
5m×6.0m。平台结构平面布置如图4-1所示。
图4-1 钢平台平面布置图。
2、连接方案。
次梁与主梁采用高强螺栓侧面铰接连接，次梁与主梁的上翼缘平齐；主梁与柱采用侧向铰接连接；柱与基础采用铰接连接；平台板与主（次）梁采用焊接（角焊缝）连接。
3.支撑布置。
钢平台柱的两端均采用铰接连接，并设置柱间支撑，以保证结构几何不变。在轴线②和轴线b处分别布置纵、横向支撑，采用双角钢，如图4-2所示。
图4-2 1—1剖面。
因无水平荷载，支撑磕按构造要求选择角钢型号。
受压支承的最大计算长度，受压支撑的允许长细比=200，要求回转半径≥选用2l125×8（节点板厚度8mm，,为对称轴）。
第五章铺板设计。
1. 初选铺板截面。
在铺板的短跨方向设置5道加劲肋，间距。平板厚度。
2. 计算简图。
因铺板区格长边之比可作为多跨连续的双向板计算，加劲肋和次梁作为其支承边。
3.内力计算。
1）荷载计算。
8mm厚花纹钢板：
平台板永久荷载标准值：
平台板可变荷载标准值：
平台板的荷载基本组合值：
平台板的荷载标准组合值：
2）内力计算。
平台板单位宽度最大弯矩：
注：根据b/a=1.5，查钢结构课程解析与实例中表4-1可得，均布荷载作用下四边简支板的弯矩系数α=0.081。
平台板的最大挠度：
注： 根据b/a=1.5，查钢结构课程解析与实例中表4-1可得，均布荷载作用下四边简支板的挠度系数。
4.截面设计。
1）强度计算铺板的强度按式（4-5） 计算。
2）挠度计算。
5.加劲肋设计。
1）计算简图加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊脚尺寸6mm，每焊150mm后跳开50mm间隙（图5-1b所示）。 此连续构造满足铺板与加劲肋作为整体计算的条件。
加劲肋高度取h=80mm，厚度6mm，考虑有30t=180mm宽度的铺板作为翼缘，按t形截面计算，如图5-1c所示。加劲肋的跨度为1.5m，计算简图如图5-1a所示：
a）b） （c）
图5- 1 加劲肋计算简图。
2）荷载计算铺板为四边支承板，较精确地计算可嘉定荷载按梯形分布，为简化计算，可安全地均布荷载考虑，即取加劲肋的负荷宽度1000mm。
永久荷载标准值：
平台板传来永久荷载5-7）
加劲肋自重5-8）
可变荷载标准值5-9）
荷载的基本组合值：
荷载的标准组合值。
3）内力计算。
跨中最大弯矩设计值。
支座处最大剪力设计值。
4）截面特性计算。
截面形心位置。
截面惯性矩
支座处抗剪面积只计算铺板部分，偏于安全的仍取180mm范围，则。
5）强度计算受弯强度计算按式(4-7)计算，受拉侧应力最大截面塑性发展系数取1.2。
受剪强度按式（4-8）计算：
=（满足要求）
6）变形计算加劲肋的挠度按式（4-9）计算：
满足要求）（5-19）
第六章次梁设计。
1.计算简图。
次梁与主梁铰接，按简支梁计算，跨度=6.0m，如图6-1所示。
图6-1 次梁计算简图。
2.初选次梁截面。
次梁的荷载主要由铺板---加劲肋传来相隔1000mm分布集中荷载，每个加劲肋传到次梁上的集中荷载设计值。
次梁采用轧制普通工字钢，假定铺板不起刚性楼板作用。跨中无侧向支撑，上翼缘受均匀布荷载，自由长度为6.0m。
假定钢号为22~40之间，查《钢结构设计规范》（gb 50017-2003）附表b.2，=0.6。
次梁跨中弯矩设计值。
max6-1）
所需的截面抵抗矩。
选用，h=280mm,b=122mm,t=13.7mm,tw=8.5mm,wx=508.2cm3, =7115cm4,
自重为43.47kg/m=0.4347kn/m。
3.内力计算。
包含自重在内的次梁均布荷载基本组合值。
均布荷载标准组合值。
最大弯矩基本组合值。
max== 6-5）
最大剪力基本组合值。
max6-6）
4.截面设计。
轧制型钢梁不需要验算局部稳定；正截面强度不起控制作用；连接处净截面抗剪强度见连接节点计算。截面积算内容包括承载力极限状态的整体稳定和试用阶段极限状态的挠度。
1）整体稳定性计算。
2）挠度验算。
= (满足要求) （6-8）
第七章主梁设计。
1、计算简图。
主梁与柱铰接，按简支梁计算，跨度l0=9.0m，计算简图如图7-1a所示：
2、初选主梁截面尺寸。
1）梁腹板高度hw 主梁承受次梁传来的集中荷载，主梁的负荷宽度为9.0m。
次梁传来集中荷载设计组合值：p=13.42kn/m×9.0m = 120.78kn
次梁传来集中荷载标准组合值：pk=10.44kn/m×9.0m = 93.96kn
主梁的弯矩设计值近似按此梁端部反力计算，假定g=2.0kn/m，则：
则所需的截面抵抗矩为。
w nx ≥ mx ／f =1002.618 ×106/215 =4663340mm3=4663.3cm3 （7-2）
按下式确定梁的经济高度：
或7-4）梁的最小高度按刚度条件确定，由表4-2可见，梁的允许挠度为l0/400，其最小高度hmin 必须满足：
hmin ≥ l0 /15=9000mm/15=600mm7-5）
取梁的腹板高度hw =850mm，满足最小高度要求，且接近经济高度。
2）梁腹板厚度tw 梁腹板可按下式估算：
tw7-6）
取tw =12mm,大于6mm的最小要求。
3）梁翼缘尺寸b×t 取上、下翼缘相同，截面模量按下式计算：
可得到所需的上（下）翼缘面积：
翼缘宽度，取b=300mm,翼缘厚度取t=16mm,满足≥8mm的u要求。单个翼缘面积a1 =30×1.6=48cm2 >40.70cm2，满足要求。
主梁截面尺寸如图7-1c所示。
4）几何特征。
主梁截面面积：
主梁截面惯性矩：
抗弯截面模量：
/(h/2)= 7-11）
中和轴以上部分的面积距：
翼缘对截面中和轴的面积距：
s1 = 7-13）
3、内力计算。
取加劲肋的构造系数为1.05，主梁自重标准值：
gk7-14）
主梁自重设计值：
g=，满足7-15）
截面最大弯矩的基本组合值。
截面最大剪力的基本组合值。
主梁内力图如图7-1b所示。
4、截面设计。
1）强度计算。抗弯强度：
抗剪强度：
2)整体稳定计算次梁可以作为主梁的侧向支撑。主梁受压翼缘的自由长度=1.5m ，受压翼缘宽度b1 =200mm。
/=1500/300=5.0＜16，因此可不计算主梁的整体稳定性。