海波的钢筋结构课程设计--中南大学.docVIP

可编辑版 Word完美格式 中南大学土木工程学院土木工程专业（本科） 《钢结构基本原理》课程设计任务书 姓 名：肖海波 班 级：土木1003 学 号：1208100424 设计构件 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值4.0（单号）、8.0（双号），楼面板为120mm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，次梁按简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600×300×12×18 设计内容要求 （1）设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。 （2）设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。 （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0.9～1.2m （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）设计次梁与主梁工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。 （6）绘制主梁与柱连接节点详图，次梁与主梁工地拼接节点，短梁段及主梁体连接节点详图，梁体截面详图(2#图纸一张)，KL-1钢材用量表，设计说明等。 （7）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，节点连接计算。 设计次梁截面CL-1 次梁截面内力计算 由于次梁可以看作诗两端铰接的，为了简化计算，只将次梁两侧的楼面荷载以及楼面板自重加入计算，即简化到一根次梁上的荷载为： 楼面恒载标准值：25×0.12×4=12KN/m； 楼面活载标准值：8×4=32 KN/m； 楼面恒载设计值：12×1.2=14.4 KN/m； 楼面活载设计值：32×1.4=44.8 KN/m； qk=12+32=44 KN/m; q=14.4+44.8=59.2KN/m。 其计算简图如下图所示： 活载 9000 图1.次梁荷载分布图 由此可知弯矩最大值出现在跨中，其弯矩剪力图如图2如下所示： 即 Mmax=18×59.2 vmax=12×59.2×9=266.4 M=599.4 KN?m V=266.4KN 图3 次梁弯矩剪力图 次梁截面选取 截面次梁厚度小于16mm，且自重未知，考虑安全因素（选用Q235钢） M=1.02M=611.388 KN?m 截面模量：Wx= 根据截面模量选取次梁的，需用Q235工字梁 工63b Ix=98171cm3， Wx=3116.6cm3， Sx=1846.6 cm3， IxSx=53.16cm， A=167.19cm2， h=630cm， b=178mm， tw=15.0mm， t=22mm， r=15.0mm， r1=7.5 q ＇=59.2+ρ×g×1.2=59.2+131.35×9.8×1.2×10-3=60.74KN/m Mxˊ=18 q ＇l2=18×60.74×92= 最大剪力 Vˊ=12×q ＇×l=12×9×60.74= 强度验算 抗弯强度验算 σ=MxˊγxWx=615×1061.05× 满足要求 2. 抗剪强度验算 τ=VˊSxIxtw=273.33×103× 满足要求 支座处局部压应力验算 支反力为273.33，假定支承长度a=17cm，查型钢表有r=15，t=22，故有： 所以集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度为：lz=a+5hy=170+5×(15+22)=3 局部压应力：σc=Vˊtwlz=273.33×10315×355 支座处折算应力验算： σ2+σc2-σ 折算应力满足要求。 刚度验算 wl=5qkl3384EIx=2.12 刚度满足要求。 稳定性验算 因为铺板（钢筋混凝土板）覆盖在受弯构件的受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向变形，所以不需验算次梁的整体稳定性。 局部稳定验算 由于选择工字型型钢，故不需要局部稳定验算。 设计框架主梁KL-1 主梁截面内力计算 由简化力学模型可得，忽略连续梁对框架梁的荷载影响，只考虑次梁传递的荷载。而次梁的荷载又分为恒载和活载两部分，故要考虑荷载的最不利布置情况。 由于框架主梁可以看作是刚接框架的，为了简化计算，主梁的自重在以后验算时再予以考虑。受力情况如下： 主梁截面估算 由次梁传到主梁的集中力如下： 恒载标准值：Gk=(12+1.29) ×9=119.61 活载标准值：Qk=32×9=288