土木类专业钢结构课程设计例题工作平台梁格体系设计设计Word格式文档下载.docx
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钢材:
Q235
焊条:
E43,手工电焊,普通方法检查;
3.规范
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
二、设计内容
1.结构布置
要求拟出合理的结构布置方案,并扼要说明选型的理由与根据,按比例绘出结构布置简图。
(1)梁格的型式
(2)主梁型式
(3)次梁型式及数目
(4)梁格的连接形式
2.次梁设计
(1)
次梁的荷载和内力计算
(2)
次梁截面选择
(3)
次梁截面验算(包括强度、稳定,局部承压及刚度验算)
3.主梁设计
(1)主梁的设计荷载和内力
(2)主梁截面设计及验算
(3)主梁截面改变及验算
(4)主梁翼缘焊缝设计
(5)腹板加劲肋设计
三、《钢结构》课程设计计算
(一)结构布置
(二)次梁设计:
设计数据:
1、次梁的荷载及内力
均布荷载设计值:
最大弯矩:
2、初选截面
选用Ⅰ50b,
3、强度验算:
(1)正应力验算:
次梁自重弯矩:
(2)剪应力验算:
支座剪力:
(3)次梁承受均布荷载作用,其上翼缘没有局部集中荷载作用,可不验算局部压应力,但考虑次梁叠接在主梁上,应验算支座处腹板局部压应力。
支座反力:
设支承长度:
支承面至腹板边缘的垂直距离:
局部承压强度:
4、整体稳定性验算:
由于次梁受压翼缘与刚性面板焊接(钢筋混凝土铺板焊于上翼缘),能保证其整体稳定性,按规范要求,可不验算整体稳定性。
5、局部稳定性:
由于次梁采用型钢梁,可不验算其局部稳定性。
6、刚度验算:
刚度验算按正常使用极限状态进行验算,采用荷载的标准组合:
(三)主梁设计
(1)、主梁荷载及内力:
由次梁传来的集中荷载:
假设主梁自重为,加劲肋等的附加重量构造系数为1.1,荷载分项系数为1.2,则自重荷载的设计值为。
跨中最大弯矩:
支座最大剪力:
(2)、截面设计及验算:
1、截面选择:
考虑主梁跨度较大,翼缘板厚度在16~40mm范围内选用,,
需要的净截面抵抗矩为:
由公式(5.2.4)计算梁的经济高度为:
因此取梁腹板高
由公式(5.2.6)计算腹板抗剪所需的厚度:
由公式(5.2.7)得:
取腹板厚为:
,腹板采用-1750×
14的钢板。
需要的净截面惯性矩:
腹板惯性矩为:
所需翼缘板的面积:
取b=500mm,t=22mm,梁高。
在之间。
2、梁截面特性计算:
3、截面验算:
(1)受弯强度验算:
梁自重:
(2)剪应力、刚度不需验算,因选择梁高及腹板厚度时已得到满足。
(3)整体稳定性验算:
因次梁与刚性铺板连接,主梁的侧向支承点间距等于次梁的间距,即,则有,故不需验算梁的整体稳定性。
(4)主梁截面改变及验算:
1、截面改变:
为节约钢材,在距支座处开始改变翼缘的宽度,所需翼缘的宽度由截面改变处的抗弯强度确定,截面改变点的弯矩和剪力为:
需要:
则,取改变后的翼缘宽度为20cm.
2、截面改变处折算应力验算:
(4)主梁翼缘焊缝设计
则需要的焊缝厚度为:
按构造要求:
,选取翼缘焊缝的焊脚尺寸。
(5)腹板加劲肋设计:
根据腹板的局部稳定性要求,因,按规范要求,应设置横向加劲肋,而不需设置纵向加劲肋。
首先,按构造要求,在每根次梁下面和支座处设置加劲肋,即取加劲肋的间
a=2.5m,将半跨范围内划分为三个区段,分别验算每个区段的局部稳定性。
1、加劲肋的设计:
在腹板两侧成对配置加劲肋,加劲肋截面外伸宽度:
取,加劲肋的厚度:
,取
2、区段Ⅰ
区段左边截面内力
M=0,
区段右边截面内力
,
区段截面平均内力
腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力:
临界应力计算:
(1)的计算:
(2)的计算:
腹板局部稳定验算:
3、区段Ⅱ
区段左边截面内力:
区段右边截面内力:
区段截面平均内力:
腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力:
临界应力计算:
(1)的计算:
(2)的计算:
腹板局部稳定验算:
区段Ⅱ的局部稳定满足要求。
3、区段Ш是局部稳定验算略。
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