二层框架钢结构设计教材.docx

钢结构课程设计 二层框架钢结构设计报告 专业年级 2012 级 姓 名： 学 号： 指导老师： 日 期： 设计条件说明： 已知条件 平台层高4.2米；钢材材质为Q345；楼板采用10mm厚钢铺板； 面层做法：40mm细砂浆(γ=25KN/m3)+800*800规格地砖(每块20Kg)； 内部隔墙： 平台上部按4m高度计算，采用轻钢龙骨隔墙，按照不固定隔墙考虑，表面涂覆两层石膏板共计12mm 每平米自重12Kg，中间骨架每平米自重23Kg； 活荷载： q=2.0KN/m2 荷载计算 楼板及其以上永久荷载： 钢铺板：qF=ρF*t*g=7850*9.8*0.01=0.7693 KN/m2 面层： qm=γ*0.04+20*9.8/0.64=1.30625 KN/m2 总载荷：qG=1.30625+0.7693=2.07555 KN/m2 可变载荷：qq=12+23*4*9.8=1.372 KN/m2 由于13qq1.0故而取qq=1.0，而总的可变载荷qQ=2+1=3 KN/m2(参照《GB 50009—2012建筑结构荷载规范》) 设计内容 次梁设计 次梁间隔2.6m为不连续梁，两端固定条件以铰接计，即按简支梁设计。拟采用普通轧制工字钢： 经初步计算截面的选择由梁的刚度控制，因此应予以优先考虑； 梁所受到的载荷标准值分别为： 由公式 得 式中数1.02为梁的自重影响系数 查型钢表，选取型号为I-25a的普通轧制工字梁截面系数如下： 弯矩设计值 抗弯强度：（塑性发展系数由查表得） 抗剪强度： 鉴于上述结果，在以后的计算中将不对抗剪强度进行校核 整体稳定性：由于次梁与楼层钢板焊接固定，因此不需校核整体稳性； 局部稳定性校核：由于采用型钢，因此无需对其进行局部稳定校核； 主梁设计 载荷计算：共受到四个次梁传来的集中载荷 标准值： 设计值： 截面选取：由于主梁长度, 应优先考虑挠度条件即： 式中 =835.068 拟采用焊接工字梁，其参数如右图 局部稳定性校核： 受压翼缘需满足： 由于梁有局部压力，因此无论是否小于，都须对腹板进行局部稳定性校核，本设计拟在腹板处只设计横向加劲肋： 需满足： 其中： 主梁在中间一段处于纯弯曲状态， 局部压应力： 由于： 不满足局部承压条件，于是人为地偏安全地认为： 得： 腹板局部稳定性满足 腹板加劲肋设计： 只在承受局部压力处设置横向加劲肋，根据要求需满足： 于是取加劲肋的宽度=100mm，厚度=6mm 主梁抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度校核： ，满足要求 前已言及，对于剪力可不校核； 局部承压处折算应力的校核： 这里取1.0，=，a取次梁翼缘板宽度，a=140，=16，=0 已算出，=146.44MPa(这里偏安全地取主梁中间处应力为校核截面处的应力) 仍认为剪力的影响可忽略不计，则折算应力应满足： 即梁的强度满足设计条件 主梁的整体稳定性校核： 由于，查附表1.8可得不需校核整体稳性的最大值为16 故而主梁的整体稳定性无需校核 主梁翼缘和腹板连接焊缝 由角焊缝连接的强度计算公式：，由于在集中载荷处设有横向加劲肋，根据规定F=0，则最终焊缝尺寸需满足： 即： 按规范规定的最小为： =1.5=6mm 最终主梁翼缘与腹板之间角焊缝取6mm 平台柱设计 平台柱所受荷载设计值 承受永久载荷标准值 承受可变载荷标准值： 载荷设计值： 柱子截面设计为H型钢，认为柱子两端为铰接，因此其计算长度即为实际长度。 截面验算 柱子稳定性由y方向的长细比控制，并假定 则： H形截面对x、y轴屈曲时均为b类截面，并且查表得到 查H型钢表，初选型号为HW-#250250，其面积A=104 则由校核条件： 故而柱子整体稳定性满足要求 局部稳定性校核：型钢无需校核 强度条件：自然满足 柱头、柱脚： 柱头：将梁的伸出端，通过垫圈架设于柱头顶板之上，梁与顶板之间采用螺栓连接并紧固，顶板柱子上部采用角焊缝连接，并认为角焊缝的作用只起固定作用，并不直接承受顶板传来的载荷，因此对角焊缝无需校核，顶板与柱子之间需加设加劲肋，以防止应力集中，顶板在选择时具有就很强的刚度，一般板厚为20—30mm，因此顶板强度也无需校核。 柱脚：由于在本设计中柱子传递的载荷并不大，因此设计柱脚时柱子与底板之间直接用角焊缝连接，柱子与底板之间的加劲肋可有可无 柱脚设计： 底板尺寸：，:底板的面积 :混凝土基础的抗压强度 N:柱子传递的载荷 N=