钢结构基本原理课程设计钢框架设计说明书.doc

钢构造基本原理课程设计
钢框架设计阐明书
设计资料
工程名称：某多层图书馆二楼框架书库
工程资料：构造采用横向框架承重，楼面活荷载原则值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－基本。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用,框架梁按持续梁计算。框架平面布置图和柱截面图如图1和图2。
工程规定：（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，规定采用焊缝连接，～。
（4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，规定采用高强螺栓连接。
（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，设计阐明。
（6）计算阐明书，涉及构件截面尺寸估算、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
楼面活荷载原则值：
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）弹性模量：
设计次梁截面CL-1

（1）恒载—原则层楼面（原则值）

水磨石面层楼面
粉刷层
找平层
构造层：150mm单向钢筋混凝土楼板
共计：
（2）活载
楼面活载原则值
（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：
荷载原则值
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，相称于简支构造，计算简图如下图4：
次梁计算简图4

由于设计初钢梁自重未知（考虑安全因素），故取：

次梁所需截面抵抗矩：

次梁选用工字形截面，则：
（1）拟定腹板尺寸
梁经济高度：
取：
腹板厚度：
取：
若翼缘厚度取：
则
（2）拟定翼缘尺寸：
每个翼缘所需截面面积：
翼缘板宽度：
暂取：
（3）次梁截面尺寸特性（如图5-1）：




截面特性图5-1





由于，则：

（4）拟定焊缝尺寸





故取，钢构造在焊接时焊条采用E43列，焊接办法为手工焊。

次梁自重原则值：（用Q235钢材）


次梁自重设计值：
次梁（涉及自重）所承担最大弯矩与最大剪力：


（1）整体稳定性验算

故次梁整体稳定满足规定。
（2）局部稳定性验算


故次梁不会发生局部失稳。
(3) 刚度验算
故满足刚度规定。
抗弯强度验算
故抗弯强度满足规定。
（5）抗剪强度验算：
故主梁抗剪强度满足规定。
（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，
钢构造在焊接时焊条采用E43列，