《钢结构设计原理》课程设计.docx

1、钢结构设计原理课程设计钢结构设计原理课程设计一、 设计目的1、巩固、提高、充实和运用所学的钢结构课程有关理论知识；2、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力；3、为将来毕业设计打下基础。二、 设计要求必须符合钢结构设计规范 GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容三、 设计题目按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对 称工型截面。四、设计内容包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座 处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图。五、已知条件跨度：15米 钢号：16Mn 焊条号：E50 恒荷载标准值：98k

2、N活载标准值：202kN 集中荷载个数：5个 集中荷载跨度C=2.5米六、其它说明1、 恒、活荷载的分项系数分别为1.2、1.4 ；2、 表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载 F是恒、活荷载通过次梁传到主梁上;3、主梁自重估计值均为q 4kN/m，且主梁钢板采用手工焊接;4、主梁允许最大挠度值 叶/1 1/400 ；5、主梁的截面建筑容许最大高度为 2500mm七、设计过程主梁设计1、荷载和内力的计算及内力图的绘制何载标准值设计值恒荷载98kN98kNX 1.2 = 117.6kN活何载202kN202kNX 1.4 = 282.8kN合计Fk= 300kNF= 400.4kN主梁

3、自重标准值qGK 4kN/m，设计值为q 1.2 4kN /m 4.8kN/m。则主梁最大剪力（支座处）为5ql54.8 15VmaxF400.4kN 1037 kN2222最大弯矩（跨中）为Rlql2FMmax7.5 F5 F 2.5282采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度tf 16mm，故抗弯强度设计值2f 295N/mm。6计算需要的截面模量为 Wx匹 4639-5 10mm314978 103mm3xf 1.05 2954(0.4 400.4 400. 4 400.4 400.4200. 26*250mni15000niiii237.21237.22、试选截面1037确定腹板高度

4、ho2按刚度条件，梁的最小高度为3经济梁高，按经验公式hCe73W 300 1426mm取梁的腹板高度为 1400mm确定腹板厚度tw按抗剪要求腹板厚度为tw 1氓1.2 型口1400 170mm 5.2mm按经验公式 tw, h0/11 ，140/11cm 1.1cm取腹板厚度 tw 12mm确疋翼缘尺寸每个翼缘所需截面积为Af12 1400 2mm627899mm翼缘宽度为b h/5 h/3 1400/5 1400/3mm 280 467mm 取 b 320mm翼缘厚度为t Af/b 7899/320mm 24.7mm 取 t 26mmb 320mmtw 12mm3、截面验算梁的截面几何参

5、数h ho 2 t 1400 2 26 mm 1452mmh, h0 2 t/2 1400 2 26/2 mm 1426mmlxbh123b tw h。31 332 145.2123 4 430.8 140 cm 1120419cmWx2Ix2 1120419 3315433cmhcm145.2Atwh02bt 1.2 1402 32 2.6 cm2344.4cm2强度验算验算抗弯强度则折算应力为刚度验算全部永久荷载与可变荷载的标准值在梁跨中产生的最大弯矩为5 300 300 4 15 kN 930kN1Mk930 15_224 152 1300 7.5 300 5 3008 22.5 kN

6、m3487.5kN mVt5M kl5 3487.5 106 150001.3 48Elx5 41.3 48 2.06 10 1120419 105514004、变截面的设计变截面位置和端部截面尺寸梁的截面在半跨内通常做一次改变, 比较经济。此处的弯矩 M 2577.5kN m，变截面所需的翼缘宽度可以节约钢材，一般在距支座l/6处改变截面剪力V 1025kNM 2577.5 106 3mm 1.05 295btWh twh03/6/h12 8.321 1061452 12 14003/6 /14262mm2 3243mm2令厚度t 26mm不变，采用b 200mm仍满足各项要求变截面后强度验

7、算1变截面的几何参数213,3xb hb twh12120014524 9200 12 1400 mm 8.03 10 mm123变截面强度验算xWx3变截面刚度验算最大相对挠度为设计和布置其腹板加劲肋加劲肋。按构造要求横向加劲肋的间距应为 a 0.5h0 0.5 1400mm 700mm，a 2h。2 1400mm 2800mm。故在两个次梁与主梁连接处之间应增设一个横向加劲肋， 加劲肋之间的间距取为a 2000mm，加劲肋成对布置于腹板两侧，如图所示，2、临界应力计算cr的计算：由于主梁受压翼缘扭转受到约束%/twfy1400/12b177.235177 .则 cr f 295N/mm23

8、、各区格计算腹板局部稳定计算区 格内力应力计算结果平均剪力V/认区 格V 1037 1025 /2kN 1031kN1031 103/ 1400 12 N/mm2 61.4N / mm2满I平均弯矩M/W1足M 0 25775 / 2kN m 128875kN m128875 106/16005985MN/mnf 80.5N/mnf平均剪力V / htw区V 624.6612.6 /2kN618.6kN618.6103/ 1400 12 N/mm236.8N/mm2满格n平均弯矩M/W1l s 足M 257754124/2kN m335075kN m335075106/160059851N/m

9、mT2093N/mnf平均剪力V / htw区 格V 212.2平均弯矩200.2 /2kN206.2kN206.2M/W103/ 1400 12 N/mm212.3N/mm2满 足M 4124 46395/2kN m438175kN m438175106/160059851N/mnf2738N/mnf公式22 1(c 0,cr 295 , cr 121.856)crcr4、加劲肋的设计横向加劲肋采用对称布置，其尺寸为外伸宽度为hn1400 宀 “bs4040 mm 86.7mm3030取 bs 90mm。厚度为bs90tsmm 6mm1515取 ts 6mm。5、支座支承加劲肋的设计1支座加

10、劲肋的宽度为支座处翼缘的宽度bce 200mm，则支座支承加劲肋采用200mm 16mm2支座支承加加劲肋计算，如图所示lx16A8J51.6 2012iAho1068.81cm 4.63cm.49.82查表得14.8520314002 21.2 cm 49.82cm 14.85 1.23cm41068.81cm41230.24.63 100.935, （b 类）31237.2 10320.935 49.82 10N / mm22265.6N/mm22295N /mm支座加劲肋端部刨平顶紧，其端部承压应力，得ce31237.2 1016 200N / mm2386.6N/mm2fee 400N / mm2支座支承加劲肋与腹板用直角角焊缝连接，焊脚尺寸为hfR0.7 lw ffw1237.2 1030.7 2 1400 200mm3.16mmJ I hf1.5 .tmax1.5 、26mm 7.6mm取 hf 8mm