【大作业】平台梁格结构设计。
1.已知条件。
平台梁格布置如图所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。
设平台恒荷载的标准值(不包括梁自重)为2.0kn/m2.其他条件：
8班——活荷载的标准值：27.6kn/m2，跨度：(n+1):6.3m
主、次梁的钢材为q345钢；e50型焊条(手工焊)
其中，n为学号。
2.设计任务。
1）选择次梁截面（采用窄翼h热轧型钢）；
2）设计中间主梁(焊接组合工字梁)；
包括选择截面、计算翼缘焊缝、腹板加劲肋设计、支承加劲肋设计。
3）设计次梁与主梁连接(用等高的平接)。
3.设计要求。
1）应过程详尽，并插入必要的计算简图；
2）完成主梁施工图1张（a3图纸，比例尺：1：30）包括正视图、俯视图和横剖面图，并附必要的说明。
3）按比例尺1：10绘制主梁与柱翼的连接构造图；
4）按比例尺1：10绘制主、次梁连接构造图。
解：由于铺板为预制钢筋混凝土板，且焊于次梁上，故不必计算该次梁的整体稳定。
1）次梁采用h型钢，假设梁自重为0.5kn/m，次梁承受的线荷载标准值为：
qk=（2.0x3+0.5）+27.6x3=6.5+82.8=89.3kn/m=89.3n/mm
荷载设计值为（按可变荷载效应控制的组合：恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.3）
q=1.2x6.5+1.3x82.8=115.44kn/m
最大弯矩设计值为：
mx=1/8ql2=1/8x115.44x6.3^2=572.7kn/m
根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为：
wnx=mx/rxf=572.7/1.05x310=1759x10^3=1759cm3
选用hn450x200x10x16，其wx=1827cm3,跨中无孔眼削弱，此wx大于所需，梁的抗弯强度已足够。由于型钢的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度；考虑将次梁连于主梁的加劲肋上，故不必验算次梁支座处的局部承压强度。
其他截面特性，ix=45685cm4；自重：88.1kg/m=0.881kn/m，大于假设自重。
1、 截面验算：
a) 抗弯强度：考虑梁自重后的荷载为。
q＝1.2×(2.0×3+0.881)+1.3×(27.6×3)=115.9 kn/m
验算挠度：在全部荷载标准值作用下：
vt/l=在可变荷载标准值作用下：
vq/l=满足要求。
设计中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面，计算翼缘焊缝，确定腹板加劲肋的间距。钢材为q345钢，e50型焊条（手工焊）。
解：根据经验假设此梁自重标准值为5kn/m，设计值为1.2x5 = 6kn/m；
考虑次梁截面选择hn450×200×10×16，可得由次梁传递给主梁的荷载为：
支座处最大剪力为：
跨中最大弯矩：
采用焊接组合梁，估计翼缘板厚度故钢材强度设计值取f=295n/mm2，需要的截面模量为。
1）试选截面。
按刚度条件，梁最小高度为。
梁的经济高度：
取梁的腹板高度： ；
按抗剪强度求腹板厚度：
按经验公式求腹板厚度：
考虑腹板屈曲后强度，取腹板厚度14mm ；
每个翼缘所需截面积：
翼缘宽度：2000/5~2000/3 = 400 ~ 667mm 取bf = 500mm ；
翼缘厚度：取24mm；
翼缘板外伸宽度。
翼缘板外伸宽度与厚度之比：
满足局部稳定要求；
此组合梁跨度并不是很大，为施工方便，不沿梁长度改变截面。
2）强度验算。
梁的截面几何常数（如图1）：
梁自重：（钢材质量密度为7850kg/m3，重量集度为77kn/m3）：
gk = 0.052x77=4.0kn/m，考虑腹板加劲肋等增加。
的重量，原假设梁自重5kn/m稍大。
验算抗弯强度（无孔眼wnx=wx）：
验算抗剪强度：
主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，不必验算局部承压强度（即）。
3）梁整体稳定验算。
次梁可以视为主梁受压翼缘的侧向支承，主梁受压翼缘自由长度与宽度之比，故不需验算主梁的整体稳定性。
4）刚度验算。
查表可知，挠度容许值【vt】=l/400（全部荷载标准值作用）或【vq】=l/500（仅有可变荷载标准值作用）
全部荷载标准值作用时：
rk=5/2 fk+1/2x5x18=2.5x562.6+5x9=1451.5kn
可变荷载标准值作用时：
rk可变=2.5x（20x3）x 6.3=945 kn
mk可变=945x9-360x(6.3+3)=5157 kn·m
故刚度满足要求。
5）翼缘和腹板的连接焊缝计算。
翼缘和腹板之间采用角焊缝连接，取。
6）主梁加劲肋设计。
各板段的强度验算。
该梁腹板宜考虑屈曲后强度，应在支座处和每个次梁处（即固定集中荷载处）设置支承加劲肋。另外，梁端部采用如图2所示的构造，并在距支座处增设横向加劲肋，使= 850，因/< 1 ,故，使板段范围内(如图2)不会屈曲，支座加劲肋就不会受到水平力h的作用。
对板段i:
左侧截面剪力：v 1=1879.5-6x0.85 =1874.4kn
相应弯矩：m 1=1879.5x0.85-6x0.852/2=1595.4kn·m
因为m 1=1595.4kn·m< m f= 500x24x1824x295 = 6457kn·m
故用v1≤vu验算， =2150mm， /1 ,vu==2000x14x170/1.271.2=3573kn>v1=1874.4kn (通过)
对板段ⅲ：验算右侧截面，（ 3000mm）：
v u==2000x14x170/1.311.2=3442.
6kn,v 3=1879.5-730.2x2-6x18/2=365.
1kn<0.5vu=1721.3kn
相应弯矩：m 3=1879.5x3-6x32/2=5611.8kn·m
故用m 3= m max≤m eu 验算。
1.13>0.85但<1.25
对板段ⅱ一般可不验算，若验算，应分别计算其左右截面强度。
加劲肋设计。
宽度：，用=120mm；
厚度：，取=10mm;
支座加劲肋的验算：
已知r=1879.5kn，另外还应加上边部次梁直接传给主梁的支反力f/2=365kn；
采用2 -220x16板，as=2x220x16+200x10=9040 mm2;
iz=1/12x16x3703 =6753.7x104 mm4 ,;
查表得： =0.972；
验算在腹板平面外稳定：
验算端部承压：
计算与腹板的连接焊缝：
mm用8 mm>1.5。
根据所给定条件和所选定的主、次梁截面，设计次梁与主梁连接（用等高的平接），并按1：10比例尺绘制连接构造图。
解：连接计算：
次梁两端剪力：
选取，8.8级的承压型连接高强度螺栓。则。
一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：
一个高强度螺栓的孔壁承压承载力设计值为：
则该连接所需螺栓个数。
故选用的8.8级承压型连接高强度螺栓。其连接构造图见下页附图。
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