钢梁结构.doc

重庆水利电力职业技术学院《钢结构》课程设计，指导教师：郭建军 （一）、设计资料 某工业厂房中有一平台钢结构，其次梁上铺100mm 厚的钢筋混凝土预制板 和 30mm 素混凝土面层（混凝土预制板与次梁上翼缘连接牢固），次梁下面是 主梁。钢材采用 Q235。工作平台活荷载为6kN / m2 。次梁和主梁均采用组合 截面。次梁的最大建筑高度为 300mm,主梁的最大建筑高度为 800mm。梁格布置 如下图。（附加问题：如果提供的用于主梁和次梁的材料长度都只有 5m左右, 所以主梁需要拼接，请设计焊接或螺栓连接。学生选做） 梁格布置图 提示：查《荷载规范》，钢筋混凝土自重按 25kN / m3 ，素混凝土按 3 24kN / m ，则平台板和面层的重力标准为： 1(1( 0.1( 25 ( 1(1( 0.03( 24 ( 3.22kN / m 2 次梁承受的线荷载标准值为： qk ( 3.22(2 ( 6( 2 ( 6.44(12 ( 18 44 . kN / m 荷载组合按式（3.2.3-1），即取由可变荷载控制的组合进行计算。且平台 活荷载标准值大于4kN / m2 ，因此取( 1.3, G ( 1.2 Q ( ( 。故次梁承受的线荷载 设计值为： q ( 1.2( 6.44 ( 1.3(12 ( 23.33kN / m 根据以上设计资料，自行完成设计过程，主要包括次梁的截面选择、截面 校核、翼缘焊缝计算；主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计 算、腹板加劲肋配置、主梁的拼接计算和支座处支承加劲肋设计等内容。并画 出施工图。 主要参考资料： ①《钢结构》，刘声扬主编，中国建筑工业出版社； ②《建筑钢结构设计》，马人乐主编，同济大学出版社； ③《钢结构设计规范》GB50017-2003； ④《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。 1重庆水利电力职业技术学院《钢结构》课程设计，指导教师：郭建军 （二）、设计过程 1、次梁设计 1.1次梁荷载分析 根据提示次梁是受均布线荷载，其荷载集度的标准值是18.44kN / m ，设计 值是 23.33kN / m 。其图示和内力图如下(不含梁的自重)： 2重庆水利电力职业技术学院《钢结构》课程设计，指导教师：郭建军 根据题意可知，次梁采用焊接组合工字形截面，估计翼缘厚度为 t f ( 16 ，所以抗弯强度设计值取为 f ( 215N / mm2 。 mm 计算需要的截面模量： M 73(10 6 W ( 323367mm xreq ( max ( 3 ( ( f 1.05( 215 x 3 323.367cm 1.2次梁截面选择 （1）次梁腹板高度 l l ①查《钢结构设计规范》得次梁的允许挠度值都是 vT ( ， vQ ( 所 250 300 1 以次梁的相对挠度允许值是( ( vT / l ( ，按刚度条件，次梁的最小高度： 250 f l 215 5000 hmin ( ( 209 1 ( ( ( . mm ( ( 1285000 v / l 1285000 1 / 250 T ②梁的经济高度，按经验公式： h ( 0. ( ( 0. ( 4 4 e 2 2 323367 320 W mm x he 7 x 300 7 323367 300 180 5 ( ( 3 W ( ( ( ( ( . mm 3 ③次梁的最大建筑高度 hmax ( 300mm ， 所以取次梁的腹板高度为： h( ( 250mm （2）次梁腹板的厚度 V t ( max ( ①根据满足抗剪强度要求，（根据公式 v max 1.2 f 得） h t 0 w V 58.33(10 3 ( max ( ( ( 1.2 mm . mm tw 1.2 2 24 h f 250(125 0 v ②按经验公式： t h / ( / (cm . cm . mm w ( 0 11 ( 25 11 ( 0 45 ( 4 5 取腹板厚度： tw ( 10mm （3）确定翼缘的尺寸 每个翼缘需要的截面面积为： W t h ( ( 250( 323367 10 A ( x w 0 ( ( ( ( ( . ( 2 2 1 mm 876 8mm h 6 250 6 ( ( 0 3重庆水利电力职业技术学院《钢结构》课程设计，指导教师：郭建军 翼缘宽度为（近似代入 h( ）： b ( ～ h/3 ( 250/5～ 250/3mm ( 50 h/5 ～ 83.3mm 根据经验，考虑到 梁的整体稳定，宽度不宜小于 180mm,所以取 b ( 180mm 翼缘厚度为： t ( A / b ( 876.8 / 180mm ( 4.87mm ，翼缘厚度不应小于 8mm， 1 所以就取 t ( 8mm 。 综上所述，次梁