钢结构基本原理课程设计钢框架设计说明书.doc

钢结构基本原理课程设计钢框架设计说明书设计资料工程名称: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,~。(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。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)的弹性模量:设计次梁截面CL-(1)恒载—标准层楼面(标准值):150mm单向钢筋混凝土楼板合计:(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:荷载标准值楼面板传恒载=楼面传递活载=荷载设计值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:(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。:(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。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2×300×20+720×12,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设计框架主梁KL-,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⑤受力是主梁‚③④受力的一半。则以主梁‚③④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: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跨受满布活载2跨受满布活载