钢结构基本原理课程设计讲述.doc

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钢结构基本原理课程设计讲述

中南大学土木建筑学院土木工程专业(本科) 《钢结构基本原理》课程设计任务书 题 目:钢框架主梁设计 姓 名: 班 级: 学 号: 建筑工程系 目录 一设计资料 - 2 - 二设计参数 - 3- 三 设计次梁截面CL-1 - 3 - 3.1 次梁截面内力计算(不含次梁的自重) - 3 - 3.2 确定次梁的截面尺寸 - 5 - 3.3 次梁截面的验算 - 7 - 四、 设计框架主梁截面KL-1 - 9- 4.1 框架主梁截面内力计算 - 9 - 4.2 确定主梁的截面尺寸 - 19 - 4.3 主梁截面的验算 - 22 - 五、 设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点 - 24 - 5.1 设计资料 - 24 - 5.2 连接计算 - 24 - 六设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点 - 26 - 6.1 计算螺栓连接处的荷载 - 26 - 6.2 设计螺栓连接 - 27 - 6.3 螺栓的净截面强度验算 - 31 - 七设计规范及参考书籍 - 33 - 1、规范 - 33 - 2、参考书籍 - 33 - 一、设计资料 一、设计构件 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图,结构采用横向框架承重,楼面活荷载标准值4(单号)、8(双号),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,次梁按简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢,截面尺寸为H500×300×14×20 二、设计内容要求 (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,梁体截面详图(1#图纸一张,手工绘制),KL-1钢材用量表,设计说明等。 (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。 提示: (1)取其中一榀框架进行计算,如轴线3,计算中要考虑活荷载的不利布置。(2)框架梁与柱为固结,次梁与框架梁之间为铰接。 三、进度安排 周一:构件尺寸估算和楼盖荷载计算; 周二:楼盖内力计算及内力组合; 周三:主梁截面设计及连接设计计算; 周四:施工图绘制; 周五:计算文本整理。 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: 钢材(Q345)强度设计值: 钢材(Q345)抗剪强度设计值: 钢材(Q345)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 梁的最小高度(按最大挠度限值[]=400确定) 梁的经济高度: 取腹板高度 加上翼缘厚度可使梁高度满足上述要求 腹板厚度: 取: (2)确定翼缘尺寸: 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) ===4.126×106mm3 ×≥ (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 ≤26=26=26 (b)

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