中南大学级钢结构课程设计计算书

次梁剪力图：
单根次梁上最大弯矩为:
两端剪力最大值为:
选用截面模量最小值：
根据截面模量选用热轧H型钢 ,查附表可知：
次梁验算
由于选择的是热轧H型钢，不用验算局部稳定。又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，故不用验算次梁的整体稳定性。综上分析可知，次梁验算需要对强度和刚度进行验算。
中南大学
钢结构课程设计
题目：某钢平台结构布置及设计
指导老师：龚永智老师
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班级：土木1112班
学号：**********
2014年2月25日
一、设计任务…………………………………………………3
二、设计计算…………………………………………………. . 4
A、楼面板部分……………………………………………4
二、设计计算
根据荷载传力途径：楼面板－次梁－主梁－柱，依次计算各部分受力情况。
A、楼面板部分
楼面板为120mm厚单向实心钢筋混凝土板。
楼面活载标准值：
楼面板永久荷载标准值：
楼面板自重已经包括在永久荷载里面，所以不计算。
楼面板荷载设计值：
楼面板荷载标准值：
B、次梁部分
次梁在主梁上方，按简支梁计算。
次梁弯矩图：
（7）李星荣等.钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2005
（8）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协.钢结构设计与计算（第二版），机械工业出版社，2006
3、设计构件：
某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图（按照班级编号我是28号，参照附表一可知：柱网尺寸6×9，活荷载8，永久荷载5，钢材Q345,焊条E50型）。结构采用横向框架承重，楼面板为120mm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，次梁按简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600×300×12×18，楼层层高取3.9m。
翼缘宽度 ，取
在确定 和 时，应考虑翼缘板的局部稳定性要求，近似取
≤15 ＝15 =12.38 即
根据抗剪强度和整体稳定性要求
× ≥ －
即 取
(4).截面特征
根据上面计算，主梁截面尺寸如图。计算截面特征：
（5）确定焊缝尺寸
查规范知Q345钢角焊缝抗剪强度为
取 。钢结构在焊接时焊条采用E50系列，焊接方法为手工焊。
（三）.次梁与主梁工地拼接节点（高强螺栓连接）
三、设计总结…………………………………………………. 24
一、设计任务
1、设计题目：
某钢平台结构（布置及）设计。
2、参考规范及书目：
（1）中华人民共和国建设部.建筑结构制图标准（GB/T50105－2001）
（2）中华人民共和国建设部.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）
主梁验算
主梁自重标准值：
主梁自重设计值：
主梁含自重后的最大弯矩和剪力近似为：
强度验算
1）抗弯强度验算
1抗弯强度检验（翼缘边缘的弯曲应力）：
2抗剪强度检验（腹板处的剪应力）： ③折算应力（腹板和翼缘交界处）：
④刚度检验
C、主梁部分
由简化力学模型得知，忽略连续梁对框架梁的荷载影响，只考虑次梁传递的荷载。而次梁的荷载又分为永久荷载和活荷载两部分，需要考虑荷载的最不利布置情况。选取中间一拼框架梁做分析计算，由于将次梁简化为两端铰接，各个部分所传递的荷载都相同。中间一拼框架梁同时承受两个次梁传递的荷载。
活荷载分项系数1.4；
永久荷载分项系数1.2。
4、设计内容要求：
（1）验算焊接H型钢框架柱的承载能力，如不满足请自行调整。
（2）设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。
（3）设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。
（ห้องสมุดไป่ตู้）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0.9～1.2m。
主梁力学简化模型图：
主梁截面尺寸待定，先不计主梁自重荷载。
集中恒载标准值：
集中活载标准值：
集中恒载设计值：
集中活载设计值：
荷载分析：
此结构具有对称性，仅对以下六种具有代表性的荷载在形式进行分析：
①次梁传递集中力恒载
②连续梁受满布活载
③1跨受满布活载
④2跨受满布活载
⑤1、2跨受满布活载
⑥1、3跨受满布荷载
尺寸设计
（1）.腹板高度
1）.钢梁的最小高度（按最大挠度限值确定）
2）.经济高度经验公式
综上计算，取腹板高度 = =620mm
(2).腹板厚度
1）.抗剪要求
=
2）.局部稳定和构造因素
= =
综上取 =10mm，选用腹板620×10。
(3).翼缘板截面尺寸（ × ）
一般翼缘宽度取10mm的倍数，厚度取2mm的倍数
不同荷载组合下的内力图
①+
弯矩图：
剪力图：
1+③
弯矩图：
剪力图：
1+④
弯矩图：
剪力图：
1+⑤
弯矩图：
剪力图：
1+⑥
弯矩图：
剪力图：
通过上图比较可知：
最不利弯矩为①+⑥组合中：
最不利剪力为①+⑤组合中：
考虑计算时未计自重，出于安全考虑取
主梁选用截面模量最小值：
假设主梁钢板厚度 ， Q345钢的抗弯强度设计值得 =310N/ ,E=206× N/ 和 =250。梁最大容许挠度为L/250.
B、次梁部分…………………………………………….. 4
C、主梁部分…………………………………………….. 6
D、柱子部分…………………………………………….. 16
E、连接部分…………………………………………….. 17
（一）.框架主梁短梁段与框架柱节点（焊缝连接）
（二）.框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点（高强螺栓连接）
（5）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。
（6）设计次梁与主梁工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。
（7）绘制主梁与柱连接节点详图，次梁与主梁工地拼接节点，短梁段及主梁体连接节点详图，梁体截面详图，KL-1钢材用量表，设计说明等。
（8）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，节点连接计算。
（3）中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（2006版）
（4）中华人民共和国建设部.钢结构设计规范（GB50017－2003）
（5）中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）
（6）沈祖炎等.钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006