钢结构基本原理课程设计钢框架设计说明书.doc.doc

中南大学土木建筑学院 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 72 kN mm ,楼面板为 150m m 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 ~ 。(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: 3 25 / kN m 厚度: 150mm 粉刷层: 1 7 / k N m 厚度: 15mm 中南大学土木建筑学院 2 找平层: 3 20 / kN m 厚度: 20mm 楼面活荷载的标准值: 2 6 / kN m 水磨石楼面: 2 / kN m 钢材( Q235 )强度设计值: 2 215 / d f N mm ?钢材( Q235 )抗剪强度设计值: 2 125 / v f N mm ?钢材( Q235 )的弹性模量: 5 2 10 / E N mm ? ?三、设计次梁截面 CL-1 1. 设计荷载(1) 恒载—标准层楼面(标准值) 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 23/75 .3/25 15 .0m KN m KN m??合计: 2 (2) 活载楼面活载标准值 2/7m KN (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: 2 中南大学土木建筑学院 3 a. 荷载标准值楼面板传恒载=m KN mm KN/7475 .22 .52 1 2????楼面传递活载=m KN mm KN/ 1 2???? b. 荷载设计值 m KN qqq/397 .71 ???活恒 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: KNm qlM 895 . 722 9 397 . 71 8 18 1 22 max?????71 .327 2 1 max??qlV 2. 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: KNm MM353 .737 895 .722 02 .102 .1 max????次梁所需的截面抵抗矩: 36 10 430 .3 215 353 . 737 mm f MW d x????计次梁选用工字形截面,则: (1 )确定腹板尺寸梁的经济高度: mm Wh xe67 .755 300 7 3???取:)(760 ehh mm h??腹板厚度: mm ht ew89 . ??取: mm t w12 ?次梁计算简图 4 中南大学土木建筑学院 4 若翼缘的厚度取: 2 0 m m t ?则 mm thh w720 2???(2 )确定翼缘尺寸: 每个翼缘所需的截面面积: 249 .3006 6 mm hth WA wxf???翼缘板的宽度: 232 .150 mm t Ab ff??暂取: 300 f b mm ?(3 )次梁截面尺寸特征(如图 5-1 ):49 3310 0164 .212 720 288 12 760 300 mm I x?????? 36 910 306 .52 760 10 0164 .22 mm h Ix Wx????? 32997600 370 20 300 2 360 12 360 mm S x??????? 4 3390103680 212 300 20 12 12 720 mm I y?????? 220640 12 720 20 300 2 mm A?????? mm A Ii yy07 .66 20640 90103680 ???22 .136 07 .66 9000 ??? y yi l?793 .0760 300 20 9000 13 .069 .0?????? b? 2y b b b 2 y