钢结构课程设计.docVIP

土木建筑学院钢结构课程设计 PAGE 3 - 1 - 设计说明 本设计书主要为钢框架主梁设计，使用了中华人民共和国行业标准《钢结构设计规范（GB50017-2003）》、《建筑结构荷载规范（GB5009-2001）》以及《钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）》等规范。 钢框架次梁是选用H中翼缘型钢，钢材牌号为Q235。在本设计中将其简化为简支梁，跨度为9.0m。经验算后，其强度、刚度以及整体稳定性均能满足要求。 钢框架主梁是选用H焊接型钢，钢材牌号为Q235，腹板和翼缘采用角焊缝焊接，焊脚尺寸为10mm，焊条型号为E43。在本设计中将其简化为连续梁，每根主梁共三跨，每跨跨度为9.0m。经验算后，在设计荷载作用下主梁的强度、刚度以及稳定性均满足验收要求。 框架主梁与框架柱之间的连接采用角焊缝连接，焊脚尺寸为12mm，焊条型号为E43。经验算后连接处均能满足施工要求。 框架主梁短梁段与梁体工地拼接采用高强螺栓拼接，本设计中选用了10.9级M22摩擦形高强螺栓连接，腹板处采用16个高强螺栓连接，上、下翼缘处各采用4个高强螺栓连接，螺栓的排列均按构造要求进行设计（具体可参见施工详图），腹板拼接板采用2—，翼缘拼接板采用2—和4—，钢材牌号均为Q235。经验算后连接处均能满足施工要求。 设计计算书 1 次梁截面CL-1的设计 1.1内力计算（暂不计次梁的自重） 按楼面做法，已知各荷载标准值算出永久荷载设计值；按设计要求只考虑活载和恒载作用，算出荷载的设计值。其中，永久荷载分项系数γG=1.2，可变荷载分项系数γQ=1.4。 荷载情况： 楼面活载和楼面板按的单向板计算： 楼面板： 楼面活载： 次梁自重： 则其计算简图如下图1所示： 即 Qk=36KN/m Qk=36KN/m Qm=16.875KN/m 图1主梁受力示意图图2 主梁弯矩示意图 图2 主梁弯矩示意图 715.33 1.2 次梁截面选取 截面的初选 1.钢梁的最小高度（按最大挠度限值确定） 图3主梁剪力示意图317.93-317.93 ≈[]L=×400×9000=60.7cm 图3主梁剪力示意图 317.93 -317.93 上式中取Q235钢的抗弯强度设计值得=215N/,E=206×N/和[]=。 2.经济高度经验公式 =7×－30cm 今需要的截面模量为 =7×－30cm =72.815cm 取腹板高度==750mm，加翼缘厚度可使梁高度满足上述要求。 2)腹板厚度 1、抗剪要求 ===4.069mm 式中取Q235钢的=125N/。 2、局部稳定和构造要求（式中以mm计） =×=×=7.82mm =7＋0.003=7＋0.003×750=9.25mm 综上取=12mm，选用腹板—750×12。 3)翼缘板截面尺寸（×） 根据抗剪强度和整体稳定性要求 ×≥－ 抗弯强度要求 （见前） 整体稳定性要求（试取整体稳定性系数=0.70） ==＞3168.69 ×≥×75×1.2=48.33 （a） 在确定和时，应考虑翼缘板的局部稳定性和构造要求，近似取 ≤13＝13=13 ≥= （b） 由式（）及（）得 =cm,由于实际设计中翼缘板的宽度最好取整，所以取=300mm，同时取=18mm，=≤13 ,供给×=30×1.8=5448.33（需要×=60.8是在假设=0.70时提出来的，因具体值还不确定，故供给的×值不一定大于或等于60.8。所选×是否恰当，要在进行验算后才知道，故这里采用的都是初选的尺寸）。尺寸如下图 2.3 次梁截面的验算 1)截面的几何特性 截面积 =2×30×1.8＋75×1.2=186 惯性矩 截面模量 ===5146 对y轴的回转半径 ===6.6cm 梁的侧向长细比 ===136 半截面对中和轴的面积矩 2)整体稳定验算 受压翼缘自由长度=9m，宽度=300mm ==30＞13 需要验算整体稳定性 双轴对称焊接工字形等截面简支梁的整体稳定性系数 = 今令=1.15，那么有=1.15××××=0.93＞0.6，显然地，梁已经进入了弹塑性工作阶段，其临界弯矩值有明显的降低，应该下式对进行修正 =1.07－0.282/ 那么 =1.07－0.282/0.93=0.7671.0 = 满足要求 3）抗弯强度验算 ==＜=205 N/ 满足要求 抗剪强度验算 == N/＜＜125 N/满足要求 支座处局