钢结构基本原理课程设计钢框架设计说明书.doc
23页1、钢结构基本原理课程设计钢框架设计说明书一、 设计资料工程名称:某多层图书馆二楼框架书库工程资料:结构采用横向框架承重,楼面活荷载标准值7,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。框架平面布置图和柱截面图如图1和图2。工程要求:(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连接节点,要求采用焊缝连接,短梁段长度一般为0.91.2m。 (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。 (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(1#图纸一张),KL-1钢材用量表,设计说明。 (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。二、 设计参数混凝土自重: 厚度:150mm粉刷层: 厚度:15mm找平层: 厚度:20mm楼面活荷载的标准值: 水磨石楼面: 钢材(Q235)强度设计值: 钢材(Q235)抗剪强度设计值: 钢材(Q235)的
2、弹性模量: 三、 设计次梁截面CL-11.设计荷载(1)恒载标准层楼面(标准值)1.305KN/m2 水磨石面层楼面 粉刷层 找平层 结构层:150mm单向钢筋混凝土楼板 合计: 5.055KN/m2(2)活载 楼面活载标准值 (3)竖向荷载下框架受荷总图 荷载由板到梁传递示意图如下图3所示:a. 荷载标准值 楼面板传恒载= 楼面传递活载=b. 荷载设计值 c. 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4:次梁计算简图42.确定次梁的截面尺寸 由于设计初钢梁自重未知(考虑安全因素),故取: 次梁所需的截面抵抗矩: 次梁选用工字形截面,则: (1)确定腹板尺寸梁的经济高度: 取: 腹板厚度: 取: 若翼缘的厚度取: 则 (2)确定翼缘尺寸: 每个翼缘所需的截面面积: 翼缘板的宽度: 暂取: (3)次梁截面尺寸特征(如图5-1): 截面特征图5-1 由于,则: (4)确定焊缝尺寸 故取,钢结构在焊接时焊条采用E43列,焊接方法为手工焊。3.次梁验算 次梁自重标准值:(用Q235钢材) 次梁自重设计值: 次梁(包括自重)所承担的最大的弯矩与最大剪力: (1)整体
3、稳定性验算 故次梁的整体稳定满足要求。(2)局部稳定性验算 故次梁不会发生局部失稳。 (3) 刚度验算 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。(6)翼缘焊缝验算 故翼缘焊缝折算应力符合。综上所述:次梁为实腹式焊接工字型梁,截面 为230020+72012,如右图5-2。 翼缘与腹板采用焊缝连接,hf=8mm, 钢结构在焊接时焊条采用E43列, 焊接方法为手工焊。图5-2四、 设计框架主梁KL-11.设计荷载如图,板荷载传递给次梁,次梁传递给主梁。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。其中边缘主梁受力是主梁受力的一半。则以主梁进行研究设计。主梁计算简图如下图6:121DCBA主梁计算简图6主梁截面尺寸待定,因此先不计主梁自重荷载。集中恒载:集中活载:(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何在形式进行分析: 次梁传递集中力恒载 连续梁受满布活载 1跨受满布活载 2跨受满布活载 1、2跨受满布活载 1、3跨受满布荷载 (2)内力计算 次梁集中力恒载 连续梁受满布活载 1跨受满布活
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