钢结构课程设计例题

土木类专业{钢结构》课程设计例题

工作平台梁格体系设计 一，设计资料 1．结构型式

一工作平台尺寸为m m 1215⨯，次梁跨度为6米，次梁间距2.5米，预制钢筋混凝土铺板焊于次梁上翼缘．平台永久荷载(不包括次梁自重)为8.5KN ／m 2，荷载分项系数为1.2，活荷载为20KN ／m 2，荷载分项系数为l.4．主梁跨度为15米。（若考虑次梁叠接在主梁上，其支承长度cm a 15=，[]400

l

v =）。 2．材料 钢材：Q235

焊条：E43，手工电焊，普通方法检查； 3．规范

《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 二、设计内容 1．结构布置

要求拟出合理的结构布置方案，并扼要说明选型的理由与根据，按比例绘出结构布置简图． (1)梁格的型式 (2)主梁型式 (3)次梁型式及数目 （4）梁格的连接形式 2．次梁设计

(1) 次梁的荷载和内力计算；

(2) 次梁截面选择

(3) 次梁截面验算(包括强度、稳定，局部承压及刚度验算) 3．主梁设计

(1)主梁的设计荷载和内力； (2)主梁截面设计及验算 (3)主梁截面改变及验算 (4)主梁翼缘焊缝设计， (5)腹板加劲肋设计

土木专业《钢结构》课程设计计算书

一、结构布置

二、次梁设计：

设计数据：2/215mm N f = 1、次梁的荷载及内力

均布荷载设计值：m KN g /5.955.2)204.15.82.1(=⨯⨯+⨯=

最大弯矩：M KN gl M x .75.42965.958

1

8122=⨯⨯== 2、初选截面

336

101904215

05.11075.429cm f M W x x x ⨯=⨯⨯==γ

选用Ⅰ50ｂ，mm r cm A cm I cm W x x 14,25.139,48556,2.19422

43====

mm t mm b mm t m N m kg g w 20,160,14,/1.1093/31.1091=====

3、强度验算： （1）正应力验算： 次梁自重弯矩：M KN M .9.560931.12.18

1

21=⨯⨯⨯=

235/235133.320

2114

14160<=⨯--，05.1=x γ

2

23

61/215/4.21310

2.194205.110)9.575.429(mm N f mm N W M M x x x =<=⨯⨯⨯+=+=γσ （2）剪应力验算：

支座剪力：KN V 44.2906)0931.12.15.95(5.0=⨯⨯+=

2

24

33/125/4914

1048556106.11461044.290mm N f mm N It VS v w =<=⨯⨯⨯⨯⨯==τ （3）次梁承受均布荷载作用，其上翼缘没有局部集中荷载作用，可不验算局部压

应力，但考虑次梁叠接在主梁上，应验算支座处腹板局部压应力。

支座反力： KN R 44.290= 0.1=ψ

设支承长度：cm a 15=，

支承面至腹板边缘的垂直距离：mm t r h r 342014=+=+= cm h a l y z 324.35155=⨯+=+= 局部承压强度：

226

/215/8.64320

14106.2320.1mm N f mm N l t F

z w =<=⨯⨯⨯==ψσ

4、整体稳定性验算：

由于次梁受压翼缘与刚性面板焊接（钢筋混凝土铺板焊于上翼缘），能保证其整体稳定性，按规范要求，可不验算整体稳定性。

5、局部稳定性：

由于次梁采用型钢梁，可不验算其局部稳定性。 6、刚度验算：

刚度验算按正常使用极限状态进行验算，采用荷载的标准组合： mm N m KN q k /34.72/34.720931.15.2)205.8(==+⨯+=

mm l mm EI l q v x k 15400

2.1210352781006.26000945.57384538454

544=<=⨯⨯⨯⨯⨯== 三、主梁设计

（一）、主梁荷载及内力：

由次梁传来的集中荷载：KN V P 2.46544.29022=⨯==

假设主梁自重为m KN /3，加劲肋等的附加重量构造系数为1.1，荷载分项系数为1.2，则自重荷载的设计值为m KN /96.331.12.1=⨯⨯。 跨中最大弯矩：

()M KN M x .875.53441596.38

1

5.252.4655.72.465252=⨯⨯++-⨯⨯= 支座最大剪力：

KN V 7.11921596.32

1

2.46525=⨯⨯+⨯=

（二）、截面设计及验算：

1、截面选择：

考虑主梁跨度较大，翼缘板厚度在16～40mm 范围内选用，2

/205mm N f =， 需要的净截面抵抗矩为：

3

624831205

05.110875.5344cm f M W x x nx =⨯⨯==γ

由公式（5.2.4）计算梁的经济高度为：

cm W h x e 1743024831730733=-⨯=-=

因此取梁腹板高 cm h 1750=

由公式（5.2.6）计算腹板抗剪所需的厚度：

mm f h V t v w w 8.6120

1750107.11922.12.13

max =⨯⨯⨯=≥

由公式（5.2.7）得： mm h t w 125

.31750

5

.30==

=