钢结构课程设计简支钢板梁桥.docx

钢结构设计原理课程设计计算说明书班级姓名学号指导教师《钢结构设计原理》课程设计一、设计目的1 、巩固、提高、充实和运用所学的《钢结构》课程有关理论知识；2 、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力；3 、为将来毕业设计打下基础二、设计要求必须符合钢结构设计规范GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容三、设计题目按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对称工型截面四、设计内容包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图五、已知条件跨度：14米钢号：Q345焊条号：E50恒荷载标准值：88kN活载标准值：196kN 集中荷载个数：6个 集中荷载跨度C=2米六、其它说明1、包、活荷载的分项系数分别为、；2、表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载 F是恒、活荷载通过次梁传到主梁上;3、主梁自重估计值均为q 4kN/m,且主梁钢板采用手工焊接;4、主梁允许最大挠度值 Vt/1 1/400 ；5、主梁的截面建筑容许最大高度为 2500mm七、设计过程㈠主梁设计福裁标准值设计值怕福载88kN88kNX =活荷载196kN202kNX =合计Fk= 284kNF=380kN1、荷载和内力的计算及内力图的绘制主梁自重标准值qGK 4kN/m,设计值为q 1.2 4kN /m 4.8kN/m。

则主梁最大剪力（支座处）为Vmax6 4.8 14—380 kN 1173.6kN2 2最大弯矩（跨中）为max2一q— — 7F5F3F2 8 221330 14 4.8 1422 83807 380 5 380 3 380 kN m 4442.4kN m 2采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度tf16mm ,故抗弯强度设计值f295N/mm2计算需要的截面模量为 Wx -4442.4 10 mm3 14342 103mm3xf 1.05 2952、试选截面⑴确定腹板高度ho①建筑允许最大高度hmax2500mm②按刚度条件，梁的最小高度为fl295hmin6640014000mm1286mm1.28510Vt/11.28510③经济梁高，按经验公式hce73WX3001401mm取梁的腹板高度为h01400mm⑵确定腹板厚度tw①按抗剪要求腹板厚度为tw1.2Vmax1.211736—mm5.6mmh0fv1400180②按经验公式twh0/11140/11cm1.1cm取腹板厚度tw12mm⑶确定翼缘尺寸每个翼缘所需截面积为3八WXtwh0143421012140022Afmm7444mmho614006翼缘宽度为bh/5〜h/31400/5〜1400/3mm280〜467mmMb320mm翼缘厚度为tAf/b7444/320mm23.3mm取t26mm3、截面验算⑴梁的截面几何参数hh02t1400226mm1452mmh1h02t/21400226/2mm1426mm13313344Ix—bhbtwh0—32145.230.8140cm1120419cm1212Wx2Ix2112041933cm15433cmh145.2tw12mmAtwh02bt1.21402322.6cm2344.4cm2⑵强度验算①验算抗弯强度Mx4442.4106xWnx1.0515433102223N/mm2274.1N/mm2f295N/mm23②验算抗剪强度3VmaxS1173.610332026713700123502NN/mmIxtw11204191041277.4N/mm2fv170N/mm2③主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度（即④验算折算应力（腹板端部）_ . . 2 . 2N /mm 277N / mmmaxh0/24442.41061400/2Ix1120419104VS11 UW则折算应力为190 103 320 26 7131120419 104 12N/mm228.4N / mmZS . 12 3 12 2 772 3 8.42N/mm2277.4N /mm21.1f 324.5N/mm2⑶刚度验算全部永久荷载与可变荷载的标准值在梁跨中产生的最大弯矩为1R16284284415kN1024kNMk2930 15 4 1522 821—2847.5284628462846kNm2389.5kNm2vT5Mkl52389.5106140001vT1____5__4l1.348EIx1.3482.061051120419104623l4004、变截面的设计⑴变截面位置和端部截面尺寸梁的截面在半跨内通常做一次改变，可以节约钢材，一般在距支座l/7处改变截面比较经济。

此处的弯矩M2270.4kNm,剪力V1130.4kN变截面所需的翼缘宽度7.330 106 mm3M2270.41063——mm3 2bt Wh却儿/6/几xf1.052957.33010614521214003/6/14262mm23143mm21 x tw令厚度t26mm不变，采用b200mm仍满足各项要求⑵变截面后强度验算①变截面的几何参数Ix—bh3btwh3121334942001452200121400mm8.0310mm122Ix28.03109373Wxmm1.10610mmh1452§bth1/2200261426/2mm33.71106mm3S S1 邑 tw 灯 3.71 106 2 4②变截面强度验算a. 验算抗弯强度M 2270.4 106-WT 1.05 1.106 107100 c 1400 3 6 312 mm 6.65 10 mm2 42 . _ 2 - . 2N / mm 195.5N / mm f 295N / mmb. 验算抗剪强度VS1 x tw1130.4 1 03 6.65 1 06'~~ ~9 "8.03 10 122N /mm . 278.0N /mm- _ 2fv 170N /mmc. 验算折算应力（腹板端部）Mh0/2VS1Ix2270.41061400/229N/mm197.91N8.0310/2/mm1130.41033.711068.0310912N/mm2243.52N/mm2则折算应力为ZS22131Jl97912343522N/mm2211.8N/mm21.1f3245N/mm2③变截面刚度验算跨中有6个间距（C2m）相等的集中荷载Fk284kN，近似折算成均布荷载F.284qk—4——5147kN/mm,变截面包置在距支座1/7处，即1/7。

C2最大相对挠度为3"工虬13.2上13431384EIxIx51241400035413.23842.0610511204191041120419104Z~TTT98.0310943；1vT1415l4005、翼缘焊缝设计⑴支座处hfVmaxSi1.4Ixffw1173.61033.711061.48.03109200mm1.39mm⑵变截面处,VSi1130.410332026713…hf4mm2.14mm1.4Ixffw1.41120419104200对于手工焊hfmin1.5Mmax1.5v267.65mm,采用hf10mm㈡设计和布置其腹板加劲肋h0/tw1400/12116.780V235/fy66,并且h0/tw170v235/fy140,应配置横向加劲肋按构造要求横向加劲肋的间距应为a0.5h00.51400mm700mm,a2%21400mm2800mm故在两个次梁与主梁连接处之间应增设一个横向加劲肋，加劲肋之间的间距取为a2000mm,加劲肋成对布置于腹板两侧，如图所示，1、计算区格腹板的局部稳定仅布置横向加劲肋，由于 c 0,故按公式crcr21进行计算2、临界应力计算ho/tw fy177 235⑴cr的计算：由于主梁受压翼缘扭转受到约束侬工3450.7990.85177235WJcrf295N/mm2cis⑵cr的计算：a/ho2000/14001.41.0,故1400/12J3451.280.8415.3441400/20002■235则cr10.59s0.8九10.591.280.8170N/mm2121.856N/mm2cisv4、加劲肋的设计横向加劲肋采用对称布置，其尺寸为外伸宽度为h01400bs-4040mm86.7mm3030取bs90mm0厚度为bs90ts———mm6mm1515取ts6mm05、支座支承加劲肋的设计①支座加劲肋的宽度为支座处翼缘的宽度bce ce200mm,则支座支承加劲肋采用200mm16mm②支座支承加加劲肋计算，如图所示取hf 8mm____22A1.62014.851.2cm49.82cm131344Ix1.62014.851.2cm1068.81cm1212i1068.81• cm ,49.82h04.63cm14004.63 1030.2查表得0.935,（b类）一 一 一 31237.2 103_ 20.935 49.82 102N / mm 2265.6N/mm2_ 2f 295N /mm2支座加劲肋端部刨平顶紧，其端部承压应力，得ce31237.2 1016 200N / mm2386.6N/mm2fce 400N / mm2 ce③支座支承加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊脚尺寸为hfR0.7 lw ffw1237.2 1030.7 2 1400 200mm3.16mmhf1.5tmax1.526mm7.6mm。