钢结构基础 课程设计
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目录
1、设计资料 (1)
2、主梁内力计算 (2)
3、主梁截面初选 (3)
4、对初选截面进行强度验算 (5)
5、对初选截面进行稳定验算 (7)
6、对初选截面进行刚度验算 (8)
7、绘主梁截面图 (9)
1、设计资料
查任务书可得到以下信息：
某跨度为8m的焊接组合截面梁，设计年限为50 年，其受力如图所示（作用在梁的上翼缘），某厂房工作平台简支焊接钢梁（主梁）设计，平台上无动力荷载，梁上铺有100mm 厚的钢筋混凝土预制板（混凝土预制板与平台梁上翼缘板连接牢固）。钢材采用Q235，工作平台活荷载为16kN/m。
2、主梁 内力计算
2.1 荷载组合
查《荷载规范》，钢筋混凝土预制板自重取25KN/m3, 活载组合系数为1.4，横载组合系数为1.2 （1） 平台板和面层的横载标准值：
kN G 6025641.0=⨯⨯⨯=
（2） 平台板和面层的活载标准值：
kN Q 96616=⨯=
（3） 平台板和面层的荷载设计值：
kN Q G F 2.103296
4.12602.124.122
.1=⨯+⨯=+=
2.2 内力计算
跨中最大弯矩：
max 11
103.28206.444M Fl kN m =
=⨯⨯=
剪力计算：
max 103.2
51.622F V kN =
==
3、主梁 截面初选
梁所需要的净截面模量为：
5
3
2
206.410914.286cm 1.0521510x x x M W f γ⨯===⨯⨯
3.1 主梁腹板高度
梁的高度在净空方面无限制条件，工作平台主梁的容许挠度为据（公式来源l/400,参照《钢结构基础》表3-2可知其容许最小高度为：
cm l h 3.5315800
15min ==≥
再按经验公式可得梁的经济高度为：
3073037.94e h cm
===
参照以上数据，考虑到梁截面高度大一些更有利增加刚度，选取腹板高度为
60w h cm
=
3.2 主梁腹板厚度：
腹板厚度按负担支点处最大剪力需要，可得：
3
max w 1.5 1.551.610 1.03600125w V V t mm
h f ⨯⨯≥==⨯
可见依剪力要求所需腹板厚底很小。 按经验公式估算：
w 0.7011t cm
===
选用腹板厚度为mm t w 8=。 3.3 主梁翼缘宽度
依近似公式计算所需翼缘板面积：
291402860.860
7.246606x w w w W t h bt cm h ⋅⨯=
-=-=
选翼缘宽度b=150mm 。
3.4 主梁翼缘厚度
所需翼缘厚度:
724
4.8mm 150t =
=；
考虑到近似公式的近似性和钢梁的自重作用等因素，选用t=8mm 。
22
115081200724A mm mm =⨯=>
翼缘外伸宽度为为：
()1
1508712
2
w b t b mm
--===，
1718.8758b t ==＜
梁翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可以考虑部分塑性发展。
4、对初选截面进行强度验算
截面的实际几何性质计算：
22815060087200A mm =⨯⨯+⨯=
2
2
333324
12121220.86012150881503043658112001212w w
w x t h t t I bt bt mm ⎡⎤
+⎛⎫=+⨯+⎢⎥
⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⨯⎡⎤=+⨯⨯⨯+⨯⨯=⎢⎥⎣⎦
3
max 365811200
1187699308x x I W mm y =
==
单位长度梁的质量：
k g 1.272007.8567.824/kg m
=⨯⨯=
式中的1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造用钢材使自重增大的系数。 4.1正应力
梁的自重为：
67.8249.8664.675/g N m =⨯=
自重产生的跨中最大弯矩为：
21
1.2664.67586380.88 6.3818g M N m kN m
=⨯⨯⨯=⋅=⋅
跨中最大总弯矩为：
6.381206.4212.78max M kN m
=+=⋅
正应力：
6
22
max 212.7810170.62/215/1.051187699x x M N mm f N mm W σγ⨯===<=⋅⨯
满足要求 4.2切应力
最大剪力按梁的支座反力计算，其值为：
3max 1
51.610 1.2664.68854790.442V N
=⨯+⨯⨯⨯=
切应力：
3
22
54.791011.41/125/6008v N mm f N mm τ⨯==<=⨯
说明剪应力的影响很小，跨中最大处的截面剪应力无需再进行计算。 4.3跨中截面折算应力：
正应力：
62
212.7810300174.50/365811200x My N mm I σ⨯⨯===
切应力：
32
51.6108150304 6.43/3658112008w VS N mm It τ⨯⨯⨯⨯===⨯
折算应力：
22174.86/ 1.1236.5/N mm f N mm =<=
强度验算通过