钢结构基本原理课程设计.docVIP

钢结构根本原理课程设计

钢框架设计说明书

设计资料

工程名称：某多层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3，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－根底。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。

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：

设计次梁截面CL-1

1.设计荷载

〔1〕恒载—标准层楼面〔标准值〕

1.305KN/m2水磨石面层楼面

1.305KN/m2

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以下图3所示：

荷载标准值

楼面板传恒载=

楼面传递活载=

荷载设计值

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，计算简图如以下图4：

次梁计算简图4

次梁计算简图4

2.确定次梁的截面尺寸

次梁〔跨度l=6m的两端简支梁〕

荷载及内力〔暂不计次梁自重〕

荷载标准值

荷载设计值

最大弯矩标准值

最大弯矩设计值

最大剪力设计值

试选界面

设次梁自重引起的弯矩为0.02Mx〔估计值〕。次梁上铺钢筋混凝土平台板并与之相焊接，故对次梁不必计算整体稳定性。截面将由抗弯强度确定，需要的截面模量为

均布荷载下简支梁的挠度条件为

需要的惯性矩为

次梁截面常采用热轧普通工字钢，按需要的wx和ix查表，得最轻的热轧普通工字钢为I56a，供应截面特性为：

t=21mm

自重g=106.316*9.18=1.043kN/m

截面验算〔计入次梁自重〕

弯矩设计值

剪力设计值

抗弯强度

抗剪强度

说明在型钢梁的设计中，抗剪强度可不计算、

因供应的Ix=65600，挠度条件必然满足，不再验算。

上述计算中因所选普通工字钢梁翼缘厚度t16mm,故取f=205，故对。因腹板厚tw16mm,故取fv=125

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。

设计框架主梁KL-1

1.设计荷载

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。那么以主梁?③④进行研究设计。

主梁计算简图如以下图6：

8.0008.0008.000121DCBA主梁计算简图6

8.000

8.000

8.000

1

2

1

D

C

B

A

主梁计算简图6

主梁截面尺寸待定，因此先不计主梁自重荷载。

集中恒载：

集中活载：

荷载分析：

由于此结构具有对称性，故仅对以下六种具有代表性的何在形式进行分析：

次梁传递集中力恒载

8.0008.0008.000

8.000

8.000

8.000

连续梁受满布活载

8.0008.0008.000

8.000

8.000

8.000

1跨受满布活载

8.0008.0008.000

8.000

8.000

8.000

2跨受满布活载

8.0008.0008.000

8.000

8.000

8.000

1、2跨受满布活载

8.0008.0008.000

8.000

8.000

8.000

8.0008.0008.0001、3跨受满布荷载

8.000

8.000

8.000

〔2〕内