课程设计——钢结构课程设计.docx

中南大学土木工程学院土木工程专业(本科)
《钢结构基本原理》课程设计任务书
题目:钢框架主次梁设计
姓名:
班级:
学号:
建筑工程系
目录
一设计条件 - 2 -
二设计内容和要求 - 2 -
三设计次梁截面CL-1 - 3 -
次梁截面内力计算(不含次梁的自重) - 3 -
次梁截面选取 - 5 -
次梁截面的验算 - 7 -
1)截面的几何特性 - 7 -
四、设计框架主梁截面KL-1 - 10 -
框架主梁截面内力计算 - 10 -
主梁截面选取 - 13 -
主梁截面的验算 - 16 -
五、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点 - 19 -
连接处内力计算 - 19 -
设计焊缝尺寸 - 20 -
六设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点 - 22 -
连接处内力计算 - 22 -
高强螺栓的选择以及孔距的确定 - 23 -
截面特性 - 23 -
翼缘的拼接设计 - 24 -
腹板拼接计算 - 24 -
验算钢板净截面强度 - 25 -
七设计体会 - 26 -
八设计规范及参考书籍 - 26 -
1、规范 - 26 -
2、参考书籍 - 27 -
一设计条件
某多层钢框架结构三楼楼面结构布置如图1所示,结构采用横向框架承重,楼面活荷载标准值5,楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板,楼层装修从下至上具体如下:轻钢龙骨吊顶(<标准值>)→框架钢梁→150mm厚实心钢筋混凝土板(25<标准值>) →水磨石面层(包括20mm厚水泥砂浆找平,<标准值>)。荷载传力途径为:楼面板-次梁-主梁-柱-基础。设计中仅考虑竖向荷载作用,框架主梁按连续梁计算,次梁按简支梁计算。
以下设计中钢材选用Q235。
二设计内容和要求
(1)进行次梁CL-1截面设计。
(2)进行框架主梁KL-1截面设计,并绘制施工图。
(3)进行框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点设计,~,要求采用高强螺栓连接,并绘制施工图。
(4)进行框架主梁短梁段与框架柱连接节点设计,要求采用焊缝连接,并绘制施工图。
要求:提交设计计算说明书一份,框架主梁KL-1施工图(一号图)一张。
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(包括截面板件连接焊缝设计)、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。
计算书按中南大学课程设计统一格式编制,要求书写认真、字迹工整,并按以下顺序装订成册:封面、设计任务书、目录(应标明页码)、设计计算正文文本、设计体会、参考文献(按规范格式书写)、封底。
施工图绘制包括:
绘制框架主梁短梁段与梁体制作详图、框架主梁短梁段与柱连接节点详图、短梁段与主梁梁体连接节点详图,KL-1钢材用量表,设计说明(1#图纸一张)。
施工图图面布置合理,比例适当,图面整洁,线条清楚,文字采用宋体或仿宋体,符合制图标准,达到施工图要求。
三设计次梁截面CL-1
次梁截面内力计算(不含次梁的自重)
由于次梁可以看作是两端铰接的,为了简化计算,只将次梁两侧的楼面荷载以及楼面板自重加入计算,荷载的标准值入下:
楼面活载:;
根据楼面板的构造可知,
楼面混凝土自重:;
荷载设计值:(楼面活载大于)
则其计算简图如下图3所示:
图3 次梁荷载分布图
由此可知其弯矩最大值出现在跨中,其弯矩剪力图4如下所示:
图4 次梁弯矩剪力图
最大弯矩设计值(跨中截面处)

次梁截面选取
根据抗弯强度要求,考虑截面部分塑性发展系数,此时
腹板高度
(按最大挠度限值确定)
≈[]L=×400×8400=
上式中取Q235钢的抗弯强度设计值得=215N/,E=206×N/和[]=。

=7×-30cm
今需要的截面模量为

=7×-30cm ==
取腹板高度==600mm,加翼缘厚度可使梁高度满足上述要求。
2)腹板厚度
1、抗剪要求
===
式中取Q235钢的=125N/。
2、局部稳定和构造要求(式中以mm计)
=×=×=
=7+=7+×600=
综上取=10mm,选用腹板—600×10。
3)翼缘板截面尺寸(×)
根据抗剪强度和整体稳定性要求
×≥-
抗弯强度要求(见前)
整体稳定性要求(试取整体稳定性系数=)
===>
×≥×60×1=36.