課程設(shè)計(jì)——鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

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1、中南大學(xué)土木工程學(xué)院土木工程專業(yè)（本科）《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：鋼框架主次梁設(shè)計(jì)姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：建筑工程系-27-目錄一設(shè)計(jì)條件-2-二設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求-2-三設(shè)計(jì)次梁截面CL-1-3-3.1次梁截面內(nèi)力計(jì)算（不含次梁的自重）-3-3.2次梁截面選取-5-3.3次梁截面的驗(yàn)算-7-1)截面的幾何特性-7-四、設(shè)計(jì)框架主梁截面KL-1-10-4.1框架主梁截面內(nèi)力計(jì)算-10-4.2主梁截面選取-13-4.3主梁截面的驗(yàn)算-16-五、設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點(diǎn)-19-5.1連接處內(nèi)力計(jì)算-19-5.2設(shè)計(jì)焊縫尺寸-

2、20-六設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與梁體工地拼接節(jié)點(diǎn)-22-6.1連接處內(nèi)力計(jì)算-22-6.2高強(qiáng)螺栓的選擇以及孔距的確定-23-6.3截面特性-23-6.4翼緣的拼接設(shè)計(jì)-24-6.5腹板拼接計(jì)算-24-6.6驗(yàn)算鋼板凈截面強(qiáng)度-25-七設(shè)計(jì)體會(huì)-26-八設(shè)計(jì)規(guī)范及參考書籍-26-1、規(guī)范-26-2、參考書籍-27--27-一設(shè)計(jì)條件某多層鋼框架結(jié)構(gòu)三樓樓面結(jié)構(gòu)布置如圖1所示，結(jié)構(gòu)采用橫向框架承重，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5，樓面板為150mm厚單向?qū)嵭匿摻罨炷涟?，樓層裝修從下至上具體如下：輕鋼龍骨吊頂(0.2<標(biāo)準(zhǔn)值>)→框架鋼梁→150mm

3、厚實(shí)心鋼筋混凝土板(25<標(biāo)準(zhǔn)值>)→水磨石面層(包括20mm厚水泥砂漿找平，0.65<標(biāo)準(zhǔn)值>)。荷載傳力途徑為：樓面板－次梁－主梁－柱－基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中僅考慮豎向荷載作用，框架主梁按連續(xù)梁計(jì)算，次梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。以下設(shè)計(jì)中鋼材選用Q235。二設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（1）進(jìn)行次梁CL-1截面設(shè)計(jì)。（2）進(jìn)行框架主梁KL-1截面設(shè)計(jì)，并繪制施工圖。（3）進(jìn)行框架主梁短梁段與梁體工地拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，短梁段長(zhǎng)度一般為0.9～1.2m，要求采用高強(qiáng)螺栓連接，并繪制施工圖。（4）進(jìn)行框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，要求采用焊縫連接，并繪制施工圖。-2

4、7-要求：提交設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份，框架主梁KL-1施工圖（一號(hào)圖）一張。計(jì)算說(shuō)明書包括：構(gòu)件截面尺寸估算、荷載計(jì)算、內(nèi)力組合、主次梁截面設(shè)計(jì)（包括截面板件連接焊縫設(shè)計(jì)）、主次梁強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定驗(yàn)算。計(jì)算書按中南大學(xué)課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一格式編制，要求書寫認(rèn)真、字跡工整，并按以下順序裝訂成冊(cè)：封面、設(shè)計(jì)任務(wù)書、目錄（應(yīng)標(biāo)明頁(yè)碼）、設(shè)計(jì)計(jì)算正文文本、設(shè)計(jì)體會(huì)、參考文獻(xiàn)（按規(guī)范格式書寫）、封底。施工圖繪制包括：繪制框架主梁短梁段與梁體制作詳圖、框架主梁短梁段與柱連接節(jié)點(diǎn)詳圖、短梁段與主梁梁體連接節(jié)點(diǎn)詳圖，KL-1鋼材用量表，設(shè)計(jì)說(shuō)明(

5、1#圖紙一張)。施工圖圖面布置合理，比例適當(dāng)，圖面整潔，線條清楚，文字采用宋體或仿宋體，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到施工圖要求。三設(shè)計(jì)次梁截面CL-13.1次梁截面內(nèi)力計(jì)算（不含次梁的自重）由于次梁可以看作是兩端鉸接的，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，只將次梁兩側(cè)的樓面荷載以及樓面板自重加入計(jì)算，荷載的標(biāo)準(zhǔn)值入下：樓面活載：；根據(jù)樓面板的構(gòu)造可知，樓面混凝土自重：；荷載設(shè)計(jì)值：（樓面活載大于）則其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖3所示：-27-圖3次梁荷載分布圖由此可知其彎矩最大值出現(xiàn)在跨中，其彎矩剪力圖4如下所示:圖4次梁彎矩剪力圖最大彎矩設(shè)計(jì)值（跨中截面處）-27-3.2次

6、梁截面選取根據(jù)抗彎強(qiáng)度要求，考慮截面部分塑性發(fā)展系數(shù)，此時(shí)腹板高度1.鋼梁的最小高度（按最大撓度限值確定）≈[]L=×400×8400=56.6cm上式中取Q235鋼的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值得=215N/,E=206×N/和[]=。2.經(jīng)濟(jì)高度經(jīng)驗(yàn)公式=7×－30cm今需要的截面模量為=7×－30cm==56.37cm取腹板高度==600mm，加翼緣厚度可使梁高度滿足上述要求。2)腹板厚度1、抗剪要求===3.23mm式中取Q235鋼的=125N/。-27-2、局部穩(wěn)定和構(gòu)造要求（式中以mm計(jì)）=×=×=7.0mm=7＋0.003=7＋0.

7、003×600=8.8mm綜上取=10mm，選用腹板—600×10。3)翼緣板截面尺寸（×）根據(jù)抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性要求×≥－抗彎強(qiáng)度要求（見(jiàn)前）整體穩(wěn)定性要求（試取整體穩(wěn)定性系數(shù)=0.70）===2817.7＞1878.48×≥×60×1=36.97（a）在確定和時(shí)，應(yīng)考慮翼緣板的局部穩(wěn)定性和構(gòu)造要求，近似取≤13＝13=13≥=（b）由式（）及（）得=cm,取=320mm≥==12.3mm，即取=14mm供給×=32×1.4=44.8（需要×=36.97是在假設(shè)-27-=0.70時(shí)提出來(lái)的，因具體值還不確定，故供給的×值不一定大

8、于或等于36.97。所選×是否恰當(dāng)，要在進(jìn)行驗(yàn)算后才知道，故這里采用的都是初選的尺寸）。初選截面如下圖5所示：圖5次梁初選截面3.3次梁截面的驗(yàn)算1)截面的幾何特性截面積=2×32×1.4＋60×1=149.6慣性矩截面模量-27-=