海波的钢结构课程设计中南大学讲解Word格式.docx

1、4=12KN/m；楼面活载标准值：84=32 KN/m；楼面恒载设计值：1.2=14.4 KN/m；楼面活载设计值：321.4=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= KNm vmax= KN M= KNm V=KN 图3 次梁弯矩剪力图2.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 KNm截面模量：mm3根据截面模量选取次梁的，需用Q

2、235工字梁 工63bIx=98171cm3， ， Sx=1846.6 cm3， ， A=167.19cm2， h=630cm， b=178mm， tw=15.0mm， t=22mm， r=15.0mm， r1=7.5mm， =131.35kg/mq =59.2+g1.2=59.2+131.359.81.210-3=60.74KN/mMx= q l2=60.7492=615KN.m最大剪力V=q l=960.74=273.33KN3.强度验算1.抗弯强度验算=187.9N/=215 N/满足要求2. 抗剪强度验算=34.265 N/=125 N/3. 支座处局部压应力验算支反力为273.33，

3、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：=a+5=170+5（15+22）=355mm局部压应力：=51.33 N/4.支座处折算应力验算：=178.38 N/折算应力满足要求。5.刚度验算=2.12 =刚度满足要求。6.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。7.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。 二 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

4、。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：=（12+1.29） 9=119.61KN活载标准值：=329=288KN恒载设计值：G=1.2=1.2119.61=143.532KN活载设计值：Q=1.4=1.4288=403.2KN主梁在各种情况活荷载作用下的弯矩图与剪力图如下：12 3 4 5 主梁在恒载作用下的弯矩图与剪力图如下： 弯矩图（KN/m） 剪力图（KN）恒载与情况1组合荷载的弯矩图与剪力图恒载与情况2组合荷载

5、的弯矩图与剪力图弯矩图（KN/m）剪力图（KN）恒载与情况3组合荷载的弯矩图与剪力图恒载与情况4组合荷载的弯矩图与剪力图恒载与情况5组合荷载的弯矩图与剪力图由以上的五种情况知：梁在恒载与情况3组合荷载作用下弯矩最大，=886.38KN.m梁在恒载与情况4组合荷载作用下弯矩最大，=365.46KN1.主梁截面选取1.1腹板高度钢梁的最小高度（按最大挠度限值确定） =20mm=535.225mm上式中取Q235刚的抗弯强度设计值得f=215 N/ E=2.06 N/经济高度经验公式=730=730=80.43cm取腹板高度 =800mm2.2腹板厚度 抗剪强度要求=4.39mm式中取Q235钢=1

6、25 N/ 局部稳定与构造要求：=8.08mm=70.003=70.003800=9.4mm综上取=10mm，选用腹板80010翼缘板截面尺寸（bt） =3574.67 =h 11.9mm 取=250mm，12.58mm 取=15mm 初选截面如下图所示2.主梁截面的验算1.）截面特性面积矩 =25015407.5=1528125 =1528125=2328125面积 A2250158001015500惯性矩 1672229167截面模量 40294682.）梁的内力修正计算自重：q7850155001.192KN/m把自重等效成集中荷载设计值：1.19289.536KNG9.5361.211

7、.443KN则主梁的恒载标准值：119.619.536129.146KN主梁的恒载设计值：143.53211.443154.975KN加上主梁自重后最大弯矩：902.41KN m 最大剪力：372.89KN3.）主梁截面验算抗弯强度验算=213.3N/抗剪强度验算=51.91 N/局部压应力验算=188.53 N/翼缘与腹板的相接处折算应力验算： =205.59N/ =34.08 N/=206.24 N/整体稳定验算因为次梁为主梁的侧向支撑，故主梁的受压翼缘的自由长度l=4000mm，l与梁的受压翼缘宽度b之比：=16=16，故不用验算主梁的整体稳定性。局部稳定性验算：翼缘处：=813=13腹

8、板处：=80114=114故局部稳定。刚度验算最大挠度：=1.146=1.146=7.196mm时tmin-（1 2）=13 14mm最小焊脚尺寸：规范规定，1.5=1.5=6.36mm取=10mm焊接在受弯时翼缘与腹板交接处将产生剪力，这个剪力T应由连接板翼缘与腹板的角焊缝承受，公式为：T=1.4=1.52mm故满足要求2）焊缝截面特征水平焊缝面积：=0.7102230+（23010） =6300mm 竖向焊缝面积： =0.7 （80015） =10990mm总面积：=10990+6300=17290mm焊缝惯性矩：400153.522304003.5222080015=1612531171

9、 水平焊缝绕自身轴惯性矩很小，计算时忽略=38211643）验算最危险应力首先假设腹板焊缝承受全部剪力，而全部焊缝共同承担弯矩。在剪力V作用下 =33.93N/在弯矩M作用下，产生a点应力=196.393N/b点应力=183.331N/四设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点1.连接处内力计算由于工地拼接时，预先将长为0.9m的主梁与柱子焊接，由主梁在各种不利荷载组合下内力图可知，在距柱子0.9m处的最大内力为：M=453.91KNm V=372.89KN则梁的毛截面惯性矩 =1672229167腹板毛截面惯性矩 =翼缘毛截面惯性矩 =-=1672229167-=1245562500翼缘所承担的

10、弯矩 M=338.1 KNm 腹板所承担的弯矩 M=115.81 KNm2.高强螺栓的选择以及孔径的确定选用10.9级的摩擦型高强螺栓M20，起孔径为21.5mm，在连接处的构件接触面的处理方法为喷砂时，其抗滑移系数=0.45 预应力P=155KN 3.高强螺栓拼接板的选择及其强度验算一个高强螺栓摩擦型连接的抗剪承载力设计值为：=0.9P=0.90.45155=125.55KN翼缘盖板螺栓上受到的内力为通过螺栓群中心线的轴力=422.625KN 故n=3.366 取一个高强螺栓摩擦型连接的抗拉承载力设计值为：=0.8P=0.8155=124KN螺栓端距:24 有40mm80mm螺孔中距:38 有60mm160mm 翼缘外侧拼接板厚度 =t3=0.5153=10.5mm选用钢板：1450翼缘内侧连接板宽度b=120mm厚度：=4=4=11.8mm =4=4=10.4mm 故取=12mm245012012上述计算表明螺栓强度满足，可不必进行验算翼缘拼接采用八个M22螺栓腹板两侧连接板厚度：t=1=1=9mm310600600在腹板拼接板每侧设置两列螺栓，每侧用12个10.9级M20摩擦型高强螺栓。连接处的分析简图如下图所示：=V