钢结构基本原理课程设计.doc

2013级土木工程专业 《钢结构》课程设计任务书 钢结构课程是土木工程专业重要的实践性教学环节，是对学生知识和能力的总结。通过钢结构课程设计，使学生进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行基本的钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 设计题目： 钢结构平台梁板柱的设计 设计资料： (a) (b) (a) 梁格布置 (b) 次梁布置简图 钢结构平台的梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载（包括铺板重力）为5kN/m2，荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.5kN/m2，荷载分项系数为1.4；活荷载F=552.9kN,钢材采用Q235，E43型焊条，焊条电弧焊。试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子（包括柱脚）进行设计。 要求： 1.每位同学自己独立完成，不能有任何雷同的课程设计计算书，否则都记为不及格； 2.课程设计计算书可以手写也可以打印，打印使用A4纸张； 3.完成并提交期限时间为第15周周五（12月9日）。 提示：可以参考教材P131例题4-2，P135例题4-4，P149习题4-10，P186习题5-2。《课程设计说明书》格式正文标题小三号黑体、小三号、第标题四号黑体、靠左第标题小四号黑体、靠左正文小四号宋体、英文用12。 ③页码小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始用纸单面打印，面上2.5cm，下2cm，左2.5cm，右2cm（左装订），倍行距。 (a) (b) (a) 梁格布置 (b) 次梁布置简图 钢结构平台的梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载（包括铺板重力）为5kN/m2，荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.5kN/m2，荷载分项系数为1.4；活荷载F=552.9kN,钢材采用Q235，E43型焊条，焊条电弧焊。试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子（包括柱脚）进行设计。 1. 由于预制钢筋混凝土板与次梁上翼缘焊接，可保证整体稳定性，故只需考虑刚度和强度。 1）.最大弯矩设计值 2）.型钢需要的净截面抵抗矩 选用I40b,自重 ， r=14.4cm, t=16.5mm, b=144.0mm 加上自重后的最大弯矩设计值（跨中）和最大剪力设计值（支座）如下： 3）.截面验算： （1）.强度 抗弯强度： 抗剪强度： 局部承压强度： 假设支承长度 （2）.刚度验算： 按荷载标准值计算： 所以满足要求。 2.主梁的设计 1）.截面选择 次梁传来集中荷载设计值 最大弯矩设计值（不包括主梁自重）为： 最大剪力设计值： 梁的最小高度：根据容许挠度 梁的经济高度为： 取腹板高度 腹板厚度（按） 取，需翼缘面积 取上下翼缘宽为500mm,厚度为20mm,则 可按部分截面发展朔性进行抗弯强度计算 2)截面验算： 梁自重（取刚重力密度为76.86）: 最大剪力设计值（支座处） 最大弯矩设计值（跨中） 抗弯强度： 抗剪强度： 局部承压强度：拟设置支承加劲肋，不必验算。 3).整体稳定性验算 次梁可视为主梁受压的翼缘侧向支撑，所以l1/b=2500/500=516,所以不必整体稳定性的验算。 3.柱子的设计 设两端铰支柱长9m，承受轴压力设计值N=900kN（包括自重），分支要求选用热轧普通槽钢，单缀条体系，初定缀条选用1L45×4，面积A1=3.49，最小回转半径iy=0.89cm，缀条倾斜角45°，焊条选用E43型，手工焊，Q235钢。 按绕实轴稳定性选择分肢尺寸。 已知：lox=loy=l=10m，N=900kN，假设λy=105，查表得φ=0.523。 由此得 选用2【 查表得φ=0.61。 按虚轴与实轴等稳定性确定分肢间距b0。 要求分肢间距： b=b0+2y0=19.86+2×2.07=24.0cm，取240mm。 柱截面验算。 1）整体稳定： 比较λx=88.1和λy=91.74，知λmax=λy=91.74 2)分肢稳定： 3）强度：截面无削弱，可不计算。 4）刚度：λmax=λy=91.74[λ]=150 (4)结论：截面设计满足要求。