钢结构课程设计 打印.docx

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1、钢结构课程设计姓名：XXXXX学号：XXXXXXX年级：XXXX目录一、设计资料及次梁设计1二、主梁计算3三、加劲肋设计7四、受剪螺栓的连接9五、结构平面布置图10六、主梁施工图11七、次梁施工图及节点详图12钢结构课程设计一、设计资料梁上铺 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）。钢材采用 Q235。工作平台活荷载为 6KNm2。二、平面布置三、焊接组合次梁的设计查荷载规范，钢筋混凝土自重按 25KNm3，素混凝土按 24KNm3，则平台板和面层的重力标准为0.125+0.0324=3.22KNm2次梁承受的线荷载标准值为qk=3.22

2、2+62=6.44+12=18.44 KNm荷载组合按（3.18）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4KNm2，因此取Q=1.3，G=1.2。故次梁承受的线荷载设计值为q=1.26.44+1.312=23.33 KNm最大弯矩设计值Mmax=18ql2=1823.33 52=72.9KNm最大剪力设计值?th=12ql=1223.335=58.33KN需要的净截面模量Wnxreq=Mmaxxf=.6mm3=322.9cm3梁的最小高度hminl25.1=.1=199.2mm梁的经济高度he=2Wx0.4=319.6mmhe=73Wx300=180mm取hw=200mm腹板

3、高度tw1.2Vmaxhofv=1.2125=2.8tw=ho3.5=4.0mm取tw=6mm（hotw=33.31416.6mm2外伸的宽厚比（87/8=10.913 235/fy=13）可按部分发展成塑性进行抗弯强度计算。跨中截面验算截面面积A=2 18 0.8+0.6 20=40.8cm2梁自重gk=40.8 104 76.98=0.31KNm加上梁自重后Vmax=58.33+12 1.2 0.31 5=59.26 KN最大弯矩设计值Mx=72.9+18 1.2 0.31 25=74.1KNm截面的几何特性Ix=112 0.6 203+2 18 0.8 10.42=3515cm4Wx=I

4、xh/2=3515h/2=325.5cm3强度验算抗弯强度MmaxxWnx=74.11061.05325.5103=219Nmm2215 Nmm2（满足）预制板与平台梁上翼缘连接牢固，无需进行整体稳定验算抗剪强度（支座处）S=18 0.8 10.4+10 0.6 5=179.69cm3=VmaxSItw=59.26103179.761046=50.5Nmm2fv=125 Nmm2刚度验算分别计算全部荷载和活荷载标准值作用下的挠度。工作平台梁次梁的挠度容许值【VT】=1250【VQ】=1300qKT=18.44+0.31=18.75KNmVTl=5384qKTEl3Ix=.75103351510

5、4=12371250（满足）VQl=12371218.75=1371【VQ】l=1300（满足）翼缘与腹板的连接焊缝hfVS11.4Ifwt=59.26103149.81031.43515104160=1.1mm（S1=18 0.8 10.4=149.8）hfmin=1.5tmax=4.2mmhf=5mmhfmax=1.2tmin=1.26=7.2mm主梁的计算跨中截面选择次梁传来集中荷载设计值和主梁内力RK=12 18.75 5=46.9KN设计值F=12 5 23.33+1.2 0.31=59.26KN主梁支反力R=1.5F=88.89KN（不包括梁重）最大剪力设计值Vmax=F=59.2

6、6KN最大弯矩设计值Mmax=59.26359.261.5=118.52 KNm需要净截面模量Wnxreq=Mmaxxf=118.521061.05215=.5mm3=525cm3最小高度 主梁容许挠度【VTl】=1/400】hminl15.7=.7=388mm梁的经济高度he=2Wx0.4=388mmhe=73Wx300=264.7mm取hw=400mm腹板高度tw1.2Vmaxhofv=1.259.26125=1.4mmtw=ho3.5=5.7mm取tw=6mm（hotw=66.7912.6mm2外伸的宽厚比（87/8=10.913 235/fy=13）可按截面部分发展成塑性计算跨中截面验

7、算截面面积A=2 18 0.8+0.6 40=50.8cm2梁自重gk=1.152.8 104 76.98=0.45KNm加上梁自重后支座反力 R=88.89+12 1.2 0.45 6=90.5 KNVmax=58.26+12 1.2 0.45 6=60.88 KN最大弯矩设计值Mmax=118.52+18 1.2 0.045 36=120.95KNm截面的几何特性Ix=112 0.6 403+2 18 0.8 20.42=15185.4cm4Wx=Ixh/2=15185.4h/2=730cm3抗弯强度Mmaxxwx=120951041.05730103=157.8Nmm2215 Nmm2（

8、满足）主梁整体稳定性验算主梁可作为主梁的侧向支撑，因此l1=2000,l1b=11.1 16.小于规定的Q235 钢跨中受压翼缘有侧向支撑点梁的最大l1b=16，故不需计算整体稳定。可以看到，强度有剩余，为了经济节约，可以考虑变截面。抗剪强度、刚度等的验算待截面改变后进行变截面计算经济位置：a=l6=1mM1=60.88 1+12 1.2 0.45 12=60.61 KNmM1xwx=60.611031.05215=mm3=268.5cm3A1=b1t=Wxhw16twhw=271.2mm2不改变 tb1=A1t=33.9mm取b1=120mm截面的几何特性Ix=112 0.6 403+2 1

9、2 0.8 20.42=11190.3cm4Wx=Ixh/2=11190.3h/2=540cm3按整体稳定性计算可承受的弯矩（预估b=0.95）：Mx=bw1f=0.95540103215=110.3 KNm计算截面理论值60.88X12 1.2 0.45 X2=110.3解得X=1.8m此处由跨中截面向两端 1:2.5 改变截面（4）改变截面后验算抗弯强度验算Mmax=60.881.812 1.2 0.45 1.82=108.7 KNmMmaxxW1=108.71061.05540103=191.7Nmm2f=215 Nmm2(满足)折算应力1=191.7=184.3Nmm2V=60.881

10、.2 0.45 1.8=59.9KNS1=0.8 12 20.4=195.8cm3=V1S1Itw=59.9103195.8.31046=17.5 Nmm212+32=184.32+3 17.52=186.86 Nmm2f=1.1 235=236.5 Nmm2抗剪强度验算S1+Sw=195.8+20 0.6 10=315.8cm3=VSItw=60.88103315.8.31046=28.6 Nmm2fV=125 Nmm2整体稳定(取支座至第一根次梁间 2m 梁段)l1b1=20012=16.7，大于规定的不需要计算整体稳定性的最大l1b1=16，故需验算端部改变截面的整体稳定性。该梁段属于端

11、部有弯矩但跨中无荷载作用情况b=1.751.05（M2M1）+0.3（M2M1）2其中为M1第一根次梁处弯矩，M2=0(支座处弯矩)，故b=1.75Iy=2 112 0.8 123=230.4cm4A=12 0.8 2+0.6 40=43.2cm2?y=IyA=2.3cmy=?y=20002.3=87b=0（双轴对称截面）b=b4320Ahy2Wx【1+（yt14.4h）2+b】235fy=1.75 432043.241.6872540【1+（870.84.441.6）2】=3.56=1.070.2823.56=0.991取改变截面处弯矩进行计算M1bWx=108.71061.05540103

12、=203.1 Nmm2f=215 Nmm2(满足)刚度验算分别计算全部荷载和活荷载标准值作用下的挠度。工作平台梁次梁的挠度容许值【VT】=1400【VQ】=1500全部荷载产生的弯矩标准值MKT=46.9 346.9 1.0+18 045 36=95.8KNm活荷载产生的弯矩MKQ=12 5=60KNmVTl=MKT10ElIx 1+325IxI1Ix=95.8106206103l15185.4104 1+32515185.410411190.3.4104=1528【VT】l=1400（满足）VQl=15286095.8=1842【VQ】l=1300（满足）翼缘与腹板的连接焊缝hfVS11.4

13、Ifwt=60.8810319.581031.411190.3104160=0.48mmhfmin=1.5tmax=1.5 8=4.2mmhf=5mmhfmax=1.2tmin=1.26=7.2mm三、加劲肋的设计hOtW=4006=66.73 120tW3=3 400 63=259.2cm3支撑加劲肋的验算1）腹板的整体稳定性按支撑加劲肋两侧腹板（一侧至端部，另一侧 15tW）235fy=15 6=90mm 组成十字形截面轴心压杆，如图阴影部分所示）A=2 5.5 0.6+9+9+0.6 0.6=17.76cm2IZ=112 0.6 （11.6）3=78cm3?Z=IZA=2.1cmZ=40

14、02.1=19查附表 1.2.，=0.973，按 b 类计算RA=（1.560.88+120.456）1030.97317.76102=53.6Nmm2f=215 Nmm2(满足)2）端部承压fce=RAce=92.671032（5520）6=220 Nmm2hfmin=1.5 8=4.2mm1.2tmin=1.26=7.2mm=N40.75hflW=92.6710340.75 40023025=20.1 Nmm2ftW=160Nmm2(满足)四、受剪螺栓的连接主次梁采用螺栓连接，选用 C 级 M22 螺栓。?Vb=?Vd24fVb=13.142224 140=53.2KN?Cb=d（t?fCb）=226305=40.3KN考虑到连接并非理想铰接，会有一定的弯矩作用，故需计算时将次梁反力增加20%30%，V=60.881.2=73.1 KN故取Nminb=40.3KN，连接螺栓需要的数目n=VNminb=60.8840.3=1.8去 n=2 个