钢结构基础 课程设计.docx
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钢结构基础课程设计
1、设计资料
查任务书可得到以下信息:
某跨度为8m的焊接组合截面梁,设计年限为50年,其受力如图所示(作用在梁的上翼缘),某厂房工作平台简支焊接钢梁(主梁)设计,平台上无动力荷载,梁上铺有100mm厚的钢筋混凝土预制板(混凝土预制板与平台梁上翼缘板连接牢固)。
钢材采用Q235,工作平台活荷载为16kN/m。
2、主梁内力计算
2.1荷载组合
查《荷载规范》,钢筋混凝土预制板自重取25KN/m3,
活载组合系数为1.4,横载组合系数为1.2
(1)平台板和面层的横载标准值:
(2)平台板和面层的活载标准值:
(3)平台板和面层的荷载设计值:
2.2内力计算
跨中最大弯矩:
剪力计算:
3、主梁截面初选
梁所需要的净截面模量为:
3.1主梁腹板高度
梁的高度在净空方面无限制条件,工作平台主梁的容许挠度为据(公式来源l/400,参照《钢结构基础》表3-2可知其容许最小高度为:
再按经验公式可得梁的经济高度为:
参照以上数据,考虑到梁截面高度大一些更有利增加刚度,选取腹板高度为
3.2主梁腹板厚度:
腹板厚度按负担支点处最大剪力需要,可得:
可见依剪力要求所需腹板厚底很小。
按经验公式估算:
选用腹板厚度为
。
3.3主梁翼缘宽度
依近似公式计算所需翼缘板面积:
选翼缘宽度b=150mm。
3.4主梁翼缘厚度
所需翼缘厚度:
;
考虑到近似公式的近似性和钢梁的自重作用等因素,选用t=8mm。
翼缘外伸宽度为为:
,
梁翼缘板的局部稳定可以保证,且截面可以考虑部分塑性发展。
4、对初选截面进行强度验算
截面的实际几何性质计算:
单位长度梁的质量:
式中的1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造用钢材使自重增大的系数。
4.1正应力
梁的自重为:
自重产生的跨中最大弯矩为:
跨中最大总弯矩为:
正应力:
满足要求
4.2切应力
最大剪力按梁的支座反力计算,其值为:
切应力:
说明剪应力的影响很小,跨中最大处的截面剪应力无需再进行计算。
4.3跨中截面折算应力:
正应力:
切应力:
折算应力:
强度验算通过
5、对初选截面进行稳定验算
主梁整体稳定性验算
由《钢结构基础》表4-6得简支梁系数:
C1=1.35,C2=0.55,C3=0.4,
因截面为双轴对称,故
次梁作为主梁的侧向支撑,根据钢结构设计原理得:
查表4-7得:
因为,故,
稳定性满足要求。
6、对初选截面进行刚度验算
恒载及活载设计值
弹性模量E取200GPa
挠度:
刚度满足要求
7、绘主梁截面图
主梁截面图如下: