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中南大学钢结构课程设计计算书土木工程1112班周晓

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中南大学

钢结构课程设计

题目：某钢平台结构布置及设计

指导老师：龚永智老师

姓名：周晓

班级：土木1112班

学号：1208111724

2025年2月25日

一、设计任务…………………3

二、设计计算…………………..4

A、楼面板部分……………4

B、次梁部分……………..4

C、主梁部分……………..6

D、柱子部分……………..16

E、连接部分……………..17

（一）.框架主梁短梁段与框架柱节点（焊缝连接）

（二）.框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点（高强螺栓连接）

（三）.次梁与主梁工地拼接节点（高强螺栓连接）

三、设计总结………………….24

一、设计任务

1、设计题目：

某钢平台结构（布置及）设计。

2、参考规范及书目：

（1）中华人民共和国建设部.建筑结构制图标准（GB/T50105－2025）

（2）中华人民共和国建设部.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2025）

（3）中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范（GB5009－2025）（2026版）

（4）中华人民共和国建设部.钢结构设计规范（GB50017－2025）

（5）中华人民共和国建设部..钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2026）

（6）沈祖炎等.钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2025

（7）李星荣等.钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2025

（8）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协.钢结构设计与计算（第二版），机械工业出版社，2025

3、设计构件：

某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图（按照班级编号我是28号，参照附表一可知：柱网尺寸6×9，活荷载8，永久荷载5，钢材Q345,焊条E50型）。结构采用横向框架承重，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，楼层层高取3.9m。

活荷载分项系数1.4；

永久荷载分项系数1.2。

4、设计内容要求：

（1）验算焊接H型钢框架柱的承载能力，如不满足请自行调整。

（2）设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。

（3）设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。

（4）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。

（5）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。

（6）设计次梁与主梁工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。

（7）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，KL-1钢材用量表，设计说明等。

（8）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。

二、设计计算

根据荷载传力途径：楼面板－次梁－主梁－柱，依次计算各部分受力情况。

楼面板部分

楼面板为120mm厚单向实心钢筋混凝土板。

楼面活载标准值：

楼面板永久荷载标准值：

楼面板自重已经包括在永久荷载里面，所以不计算。

楼面板荷载设计值：

楼面板荷载标准值：

次梁部分

次梁在主梁上方，按简支梁计算。

次梁弯矩图：

次梁剪力图：

单根次梁上最大弯矩为:

两端剪力最大值为:

选用截面模量最小值：

根据截面模量选用热轧H型钢,查附表可知：

次梁验算

由于选择的是热轧H型钢，不用验算局部稳定。又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，故不用验算次梁的整体稳定性。综上分析可知，次梁验算需要对强度和刚度进行验算。

抗弯强度检验（翼缘边缘的弯曲应力）：

抗剪强度检验（腹板处的剪应力）： ③折算应力（腹板和翼缘交界处）：

④刚度检验

主梁部分

由简化力学模型得知，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