钢结构基本原理课程设计张华帅打印讲述.doc

钢结构课程设计说明书 一、设计资料 工程名称：图书馆二楼框架书库 工程资料：结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值7，楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用,框架梁按连续梁计算。框架平面布置图和柱截面图如图1和图2。 工程要求：（1）设计次梁截面CL-1。 （2）设计框架主梁截面KL-1。 （3）设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短梁段长度一般为0.9～1.2m。 （4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。 （5）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，短梁段与梁体制作详图(1#图纸一张)，KL-1钢材用量表，设计说明。 （6）计算说明书，包括构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。 二、设计参数 混凝土自重： 厚度：150mm 粉刷层： 厚度：15mm 找平层： 厚度：20mm 楼面活荷载的标准值： 水磨石楼面： 钢材（Q235）强度设计值： 钢材（Q235）抗剪强度设计值： 钢材（Q235）的弹性模量： 三、设计次梁截面CL-1 1.设计荷载 （1）恒载—标准层楼面（标准值） 水磨石面层楼面 粉刷层 找平层 结构层：150mm单向钢筋混凝土楼板 合计： 5.055KN/m2 （2）活载 楼面活载标准值 （3）竖向荷载下框架受荷总图 荷载由板到梁传递示意图如下图3所示： a. 荷载标准值 楼面板传恒载= 楼面传递活载= b. 荷载设计值 c. 最大弯矩与剪力设计值 次梁架于主梁之上，相当于简支结构，计算简图如下图4： 2.确定次梁的截面尺寸 由于设计初钢梁自重未知（考虑安全因素），故取： 次梁所需的截面抵抗矩： 次梁选用工字形截面，则： （1）确定腹板尺寸 梁的经济高度： 取： 腹板厚度: 取： 若翼缘的厚度取： 则 （2）确定翼缘尺寸： 每个翼缘所需的截面面积： 翼缘板的宽度： 暂取： （3）次梁截面尺寸特征（如图5-1）： 由于，则： （4）确定焊缝尺寸 故取，钢结构在焊接时焊条采用E43列，焊接方法为手工焊。 3.次梁验算 次梁自重标准值：（用Q235钢材） 次梁自重设计值： 次梁（包括自重）所承担的最大的弯矩与最大剪力： （1）整体稳定性验算 故次梁的整体稳定满足要求。 （2）局部稳定性验算 故次梁不会发生局部失稳。 (3) 刚度验算 故满足刚度要求。 （4）抗弯强度验算 故抗弯强度满足要求。 （5）抗剪强度验算： 故主梁的抗剪强度满足要求。 （6）翼缘焊缝验算 故翼缘焊缝折算应力符合。 综上所述：次梁为实腹式焊接工字型梁，截面 为2×300×20+720×12，如右图5-2。 翼缘与腹板采用焊缝连接，hf=8mm， 钢结构在焊接时焊条采用E43列， 焊接方法为手工焊。 四、设计框架主梁KL-1 1.设计荷载 如图，板荷载传递给次梁，次梁传递给主梁。主梁受自重恒载、次梁传递的集中恒载、次梁传递的集中活载。其中边缘主梁?⑤受力是主梁?③④受力的一半。则以主梁?③④进行研究设计。 主梁计算简图如下图6： 主梁截面尺寸待定，因此先不计主梁自重荷载。 集中