辽工大《钢结构设计原理》课程设计实例剖析.doc

《钢结构设计原理》课程设计 一、设计目的 1、巩固、提高、充实和运用所学的《钢结构》课程有关理论知识； 2、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力； 3、为将来毕业设计打下基础。 二、设计要求 必须符合钢结构设计规范GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容。 三、设计题目 按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对称工型截面。 四、设计内容 包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图。 五、已知条件 跨度：15米 钢号：16Mn 焊条号：E50 恒荷载标准值：98kN 活载标准值：202kN 集中荷载个数：5个 集中荷载跨度C=2.5米 六、其它说明 1、恒、活荷载的分项系数分别为1.2、1.4； 2、表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载F是恒、活荷载通过次梁传到主梁上； 3、主梁自重估计值均为，且主梁钢板采用手工焊接； 4、主梁允许最大挠度值； 5、主梁的截面建筑容许最大高度为。 七、设计过程 ㈠主梁设计 1、荷载和内力的计算及内力图的绘制 荷载 标准值 设计值 恒荷载 98kN 98kN×1.2＝117.6kN 活荷载 202kN 202kN×1.4＝282.8kN 合计 Fk＝300kN F＝400.4kN 主梁自重标准值，设计值为。 则主梁最大剪力（支座处）为 最大弯矩（跨中）为 采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度，故抗弯强度设计值。 计算需要的截面模量为 2、试选截面 ⑴确定腹板高度 ①建筑允许最大高度 ②按刚度条件，梁的最小高度为 ③经济梁高，按经验公式 取梁的腹板高度为 ⑵确定腹板厚度 ①按抗剪要求腹板厚度为 ②按经验公式 取腹板厚度 ⑶确定翼缘尺寸 每个翼缘所需截面积为 翼缘宽度为 ～～～ 取 翼缘厚度为 取 3、截面验算 ⑴梁的截面几何参数 ⑵强度验算 ①验算抗弯强度 ②验算抗剪强度 ③主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度（即）。 ④验算折算应力（腹板端部） 则折算应力为 ⑶刚度验算 全部永久荷载与可变荷载的标准值在梁跨中产生的最大弯矩为 4、变截面的设计 ⑴变截面位置和端部截面尺寸 梁的截面在半跨内通常做一次改变，可以节约钢材，一般在距支座处改变截面比较经济。 此处的弯矩 ，剪力 变截面所需的翼缘宽度 令厚度不变，采用仍满足各项要求。 ⑵变截面后强度验算 截面的几何参数 ②变截面强度验算 a.验算抗弯强度 b.验算抗剪强度 c.验算折算应力（腹板端部） 则折算应力为 ③变截面刚度验算 跨中有5个间距（）相等的集中荷载,近似折算成均布荷载，变截面位置在距支座处，即。 最大相对挠度为 5、翼缘焊缝设计 ⑴支座处 ⑵变截面处 对于手工焊 ，采用 。 ㈡设计和布置其腹板加劲肋 ，并且，应配置横向加劲肋。按构造要求横向加劲肋的间距应为， 。故在两个次梁与主梁连接处之间应增设一个横向加劲肋，加劲肋之间的间距取为，加劲肋成对布置于腹板两侧，如图所示， 1、计算区格腹板的局部稳定 仅布置横向加劲肋，由于，故按公式进行计算。 2、临界应力