课程设计——钢结构课程设计

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1、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-27-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-1-3-3.1次梁截面内力计算（不含次梁的自重）-3-3.2次梁截面选取-5-3.3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-1-10-4.1框架主梁截面内力计算-10-4.2主梁截面选取-13-4.3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-19-5.1连接处内力计算-19-5.2设计焊缝尺寸-

2、20-六设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点-22-6.1连接处内力计算-22-6.2高强螺栓的选择以及孔距的确定-23-6.3截面特性-23-6.4翼缘的拼接设计-24-6.5腹板拼接计算-24-6.6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--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(0.2<标准值>)→框架钢梁→150mm

3、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，0.65<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，短梁段长度一般为0.9～1.2m，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。-2

4、7-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(

5、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-13.1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：-27-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）-27-3.2次

6、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1.钢梁的最小高度（按最大挠度限值确定）≈[]L=×400×8400=56.6cm上式中取Q235钢的抗弯强度设计值得=215N/,E=206×N/和[]=。2.经济高度经验公式=7×－30cm今需要的截面模量为=7×－30cm==56.37cm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===3.23mm式中取Q235钢的=125N/。-27-2、局部稳定和构造要求（式中以mm计）=×=×=7.0mm=7＋0.003=7＋0.

7、003×600=8.8mm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=0.70）===2817.7＞1878.48×≥×60×1=36.97（a）在确定和时，应考虑翼缘板的局部稳定性和构造要求，近似取≤13＝13=13≥=（b）由式（）及（）得=cm,取=320mm≥==12.3mm，即取=14mm供给×=32×1.4=44.8（需要×=36.97是在假设-27-=0.70时提出来的，因具体值还不确定，故供给的×值不一定大

8、于或等于36.97。所选×是否恰当，要在进行验算后才知道，故这里采用的都是初选的尺寸）。初选截面如下图5所示：图5次梁初选截面3.3次梁截面的验算1)截面的几何特性截面积=2×32×1.4＋60×1=149.6惯性矩截面模量-27-=