钢结构基本原理课程设计：钢框架主梁设计

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1、钢结构基本原理课程设计钢结构基本原理课程设计钢框架主梁设计指导老师：周凌宇专业班级：土木0910学号：1208091211.21.钢结构基本原理课程设计姓名：万贻亮中南大学土木工程学院二〇一二年一月一、设计构件某多层图书馆二楼楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值5（0509）、6（0510），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－基础。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。框架梁按连续梁计算。.21.钢结构基本原理课程设计二、设计内容要求（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

2、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。.21.钢结构基本原理课程设计（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，KL-1钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。（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。三、设计参数混凝土自重：厚度：楼面活荷载的标准值：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：四、设计次梁截面CL-14.1设计荷载载:150mm单

3、向钢筋混凝土楼板活载:楼面活载标准值荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础a.荷载标准值楼面板传恒载：楼面传递活载：.21.钢结构基本原理课程设计荷载设计值a.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，计算简图如下图3：图34.2次梁截面选取假设次梁厚度小于16mm,有截面模量：根据截面模量选取次梁，选用工字梁查表得其截面特征：考虑梁的自重：最大弯矩：.21.钢结构基本原理课程设计最大剪力：4.3强度验算1．抗弯强度验算满足要求.2.抗剪强度验算满足要求.3.支座处局部压应力验算支反力为，假定支承长度为，由上次梁截面常数，，有集中荷载在腹板计算高度上分布长度为：局部压应

4、力：满足要求。4.支座处折算应力验算：可知折算应力满足要求。5.刚度验算.21.钢结构基本原理课程设计可知刚度验算满足要求。6．稳定性验算因为混凝土板覆盖在受弯构件的受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向变形，所以不用验算次梁的整体稳定性。7.局部稳定性由于选择的是工字型钢，不许验算局部稳定。五、设计框架主梁KL-15.1设计荷载忽略连续梁对框架主梁的荷载影响，只考虑次梁传递的荷载，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，将框架主梁简化为三跨连续梁。主梁计算简图如下图：321DCBA主梁截面尺寸待定，因此先不计主梁自重荷载。集中恒载标准值：集中活载标准值：集中恒载

5、设计值：集中活载设计值：（1）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荷载在形式进行分析：.21.钢结构基本原理课程设计①　次梁传递集中力恒载②　连续梁受满布活载③　1跨受满布活载④　2跨受满布活载⑤　1、2跨受满布活载⑥　1、3跨受满布荷载.21.钢结构基本原理课程设计5.2荷载组合下的内力图①+②：①+③.21.钢结构基本原理课程设计①+④.21.钢结构基本原理课程设计①+⑤①+⑥故由以上图可知：最不利弯矩为：.21.钢结构基本原理课程设计最不利剪力为：5.3确定主梁的截面尺寸：由于设计初钢梁自重未知（考虑安全因素），故取：主梁所需的截面抵抗矩：选用工字形截面，则：

6、（1）确定腹板尺寸：腹板高度：主梁最小高度（由最大扰度限值确定）主梁的经济高度：取腹板高度：由抗剪强度要求由局部稳定性与构造要求综上，取选用腹板—（2）确定翼缘尺寸：每个翼缘所需的截面面积翼缘板的宽度：综合上述取：.21.钢结构基本原理课程设计（3）主梁截面尺寸特征：惯性矩：截面模量：面积：（3）确定焊缝尺寸，，取：。钢结构在焊接时焊条采用E43系列，焊接方法为手工焊。3.主梁验算主梁自重标准值：（用Q235钢材）主梁自重设计值：.21.钢结构基本原理课程设计主梁（包括自重）所承担的最大的弯矩与最大剪力近似按下式计算：（1）整体稳定验算：将次梁作为主梁的侧向支撑，则故主梁的整体稳定不必验

7、算。（2）局部稳定性验算翼缘处：腹板处：故次梁不会发生局部失稳。(3)刚度验算.21.钢结构基本原理课程设计故满足刚度要求。（4）抗弯强度验算故抗弯强度满足要求。（5）抗剪强度验算：故主梁的抗剪强度满足要求。局部压应力故局部承压满足要求，且不需要设置支承加劲肋折算应力：翼缘与腹板相接处计算折算应力故折算应力满足要求。六、框架主梁短梁段与框架柱连接节点的设计：6.1设计资料受力类型：弯矩、剪力（轴力较小忽略不计）荷载数据：短梁和柱通过