钢结构课程设计
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一、荷载计算永久荷载(设计值):预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油(上铺绿豆砂)防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重(0.12+0.011×16)×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载:施工荷载和雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大,对荷载影响小,未予考虑。
风荷载对屋面为吸力,重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合:5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度,取5等分,即每单跨3.2m,根据结构布置,存在两种形式的节点荷载,即6m×3.2m和6m×1.6m,分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件,计算出各节点的杆件内力,得出最大拉力杆件值为596.10;最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板厚度取14mm ;其余节点板与垫板厚度取12mm 。
钢结构课程设计附录一、教学目标本课程旨在让学生掌握钢结构的基本理论、设计方法和施工技术,培养学生的实践能力和创新精神。
具体目标如下:1.知识目标:了解钢结构的材料性质、受力特点、设计原理和施工技术,熟悉相关规范和标准。
2.技能目标:能够运用所学知识进行钢结构的分析和设计,具备一定的工程实践能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对钢结构的兴趣和热情,提高学生的工程责任感和职业道德。
二、教学内容1.钢结构的材料性质:主要包括钢材的力学性能、工艺性能和耐久性能。
2.钢结构的受力分析:主要包括受力特点、内力计算和稳定性分析。
3.钢结构的设计原理:主要包括结构体系、连接节点和构件设计。
4.钢结构的施工技术:主要包括施工准备、焊接技术和质量控制。
5.相关规范和标准:主要包括国家现行钢结构相关规范和标准。
三、教学方法1.讲授法:通过讲解钢结构的基本理论和设计方法,使学生掌握基本概念和原理。
2.讨论法:通过分组讨论和课堂讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生了解钢结构的实际应用和施工技术。
4.实验法:通过实验室测试和现场实习,培养学生的实践能力和动手能力。
四、教学资源1.教材:选用权威、实用的钢结构教材,如《钢结构设计原理》、《钢结构施工技术》等。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,如《钢结构设计规范》、《钢结构施工规范》等。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、动画和视频,直观展示钢结构的设计和施工过程。
4.实验设备:配备齐全的实验室设备,如拉伸试验机、焊接设备等,为学生提供实践操作机会。
5.现场实习:学生参观钢结构工程现场,了解实际施工情况和工程应用。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程采用多种评估方式,包括平时表现、作业、考试等。
具体评估方法如下:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和思考能力。
2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和应用能力。
大三钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握钢结构设计的基本原理和计算方法,理解钢结构在工程中的应用。
2. 学生能够运用相关规范和标准,对钢结构进行合理的选材和尺寸设计。
3. 学生能够分析并解决钢结构中常见的稳定性、强度和刚度问题。
技能目标:1. 学生能够运用专业软件进行钢结构的设计和计算,提高实际操作能力。
2. 学生能够独立完成中小型钢结构的设计方案,并进行合理的优化。
3. 学生能够通过课程项目,培养团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到钢结构在建筑领域的重要地位,增强对工程质量和安全的责任感。
2. 学生能够关注钢结构设计领域的发展动态,培养持续学习的兴趣和热情。
3. 学生能够树立正确的工程伦理观念,遵循职业道德,为我国建筑事业做出贡献。
课程性质:本课程为专业核心课程,旨在培养学生具备钢结构设计的基本理论知识和实践能力。
学生特点:大三学生已具备一定的专业知识基础,具有较强的自主学习能力和实践操作能力。
教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,强调培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程目标的分解,使学生在学习过程中达到预定的学习成果,为后续的毕业设计和职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 钢结构设计基本原理:包括钢结构材料性能、连接方式、受力特点等,对应教材第一章内容。
2. 钢结构计算方法:讲解钢结构内力、应力、变形计算,涉及教材第二章内容。
3. 钢结构稳定性分析:介绍稳定性理论、稳定性计算方法,对应教材第三章内容。
4. 钢结构设计规范与标准:学习国内外钢结构设计规范、标准,应用于实际设计,涉及教材第四章内容。
5. 钢结构施工图设计:教授施工图绘制方法、技巧,包括节点设计、详图等,对应教材第五章内容。
6. 钢结构设计软件应用:培训学生运用专业软件进行钢结构设计与计算,如SAP2000、3D3S等,结合教材第六章内容。
7. 课程项目实践:组织学生进行钢结构设计项目实践,培养实际操作能力和团队协作精神,综合运用教材前六章知识。
q345钢结构课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握Q345钢结构的的基本知识,包括其性质、用途和设计方法。
在知识目标方面,学生应了解Q345钢的化学成分、机械性能以及焊接、切割等加工工艺。
技能目标方面,学生应能运用Q345钢结构的知识进行简单的结构设计和计算。
情感态度价值观目标方面,通过本课程的学习,学生应培养对钢结构的兴趣,增强工程安全意识,提高创新能力和团队合作精神。
二、教学内容教学内容主要包括Q345钢的性质、用途、加工工艺以及设计方法。
具体包括以下几个方面:1. Q345钢的化学成分、机械性能及其与国家标准的对应关系;2.Q345钢在工程中的应用领域,如建筑、桥梁等;3. Q345钢的加工工艺,包括焊接、切割、弯曲等;4. Q345钢结构的设计方法,包括强度计算、稳定性计算等。
三、教学方法为了提高教学效果,将采用多种教学方法相结合的方式进行授课。
包括:1. 讲授法:用于讲解Q345钢的基本概念、性质和设计方法;2. 案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生更好地理解和掌握Q345钢的应用;3. 实验法:学生进行钢结构的实验,加深对钢性质和加工工艺的理解;4. 讨论法:鼓励学生在课堂上提问、发表见解,提高学生的主动性和参与度。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材方面,选用《Q345钢结构设计与应用》作为主教材,辅助以《钢结构工艺手册》等参考书。
多媒体资料包括PPT课件、视频动画等,用于直观展示Q345钢的性质和加工工艺。
实验设备方面,准备钢材样品、焊接设备、切割工具等,以便进行实地操作和观察。
五、教学评估教学评估将采用多元化的评价方式,包括平时表现、作业、考试等,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问与讨论、团队合作等,占总评的30%。
作业包括练习题、小设计等,主要评估学生对Q345钢结构知识的理解和应用能力,占总评的40%。
钢结构课程设计设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握钢结构的基本概念、特点和应用范围,能够分析钢结构的受力情况和设计方法,培养学生的工程实践能力和创新意识。
具体分解为以下三个方面的目标:1.知识目标:(1)了解钢结构的定义、分类和特点;(2)掌握钢结构的受力分析方法;(3)熟悉钢结构的设计原则和计算方法。
2.技能目标:(1)能够运用钢结构的基本原理解决实际工程问题;(2)具备钢结构设计和施工的基本能力;(3)学会使用相关软件进行钢结构设计和分析。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对钢结构的兴趣和热情,提高学习的积极性;(2)培养学生工程责任感和创新意识,提高综合素质;(3)培养学生团队协作和沟通交流的能力,增强团队意识。
二、教学内容根据教学目标,本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.钢结构的定义、分类和特点:介绍钢结构的定义,分析钢结构的特点和优势,探讨钢结构的分类及应用范围。
2.钢结构的受力分析:讲解钢结构的受力特点,分析受力状态下钢结构的应力、变形和稳定性问题。
3.钢结构的设计原则和计算方法:阐述钢结构设计的基本原则,介绍常用的钢结构计算方法,并通过实例进行分析。
4.钢结构的设计软件应用:介绍目前市场上常用的钢结构设计软件,讲解软件的基本操作方法和应用技巧。
5.钢结构工程案例分析:分析典型的钢结构工程案例,让学生了解钢结构在实际工程中的应用和优势。
三、教学方法为了实现教学目标,本节课将采用以下几种教学方法:1.讲授法:通过讲解钢结构的基本概念、原理和计算方法,使学生掌握钢结构的相关知识。
2.案例分析法:分析典型的钢结构工程案例,让学生了解钢结构在实际工程中的应用和优势。
3.实验法:学生参观钢结构的实验设施,让学生亲身体验钢结构的制作和安装过程。
4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的思考能力和创新意识。
5.软件操作演示法:讲解钢结构设计软件的基本操作方法和应用技巧,提高学生的实际操作能力。
《钢结构课程设计》报告一、引言钢结构是土木工程中非常重要的一门学科,其广泛应用于各类建筑和基础设施中。
本次课程设计旨在让学生全面了解和掌握钢结构的设计原理和方法,提高解决实际问题的能力。
二、设计任务本次课程设计要求设计一个简单的单层钢结构厂房,主要内容包括主体结构的布置、构件截面的选择、节点设计、基础设计等。
在设计过程中,需要考虑厂房的承载能力、稳定性、施工方便性等因素。
三、设计过程1. 主体结构布置:根据厂房的跨度、高度和使用要求,确定采用门式刚架结构形式。
按照《钢结构设计规范》进行布置,包括梁、柱、支撑等构件。
2. 构件截面选择:根据厂房的承载要求和使用环境,选择合适的H型钢或圆钢管作为主要承重构件。
通过计算,确定各构件的截面尺寸和长度。
3. 节点设计:节点设计是钢结构设计的关键环节,需要考虑连接的强度、刚度和稳定性。
根据规范要求,采用焊接或螺栓连接方式,确保节点的安全可靠。
4. 基础设计:根据厂房的重量和地质条件,设计合适的基础结构。
基础形式可以是独立基础、条形基础或筏板基础等。
通过计算和分析,确定基础的尺寸和材料。
四、设计结果本次课程设计完成了以下主要内容:1. 主体结构布置图:包括平面图和立面图,标注了各构件的位置和尺寸。
2. 构件截面选择表:列出了各主要承重构件的截面尺寸和长度。
3. 节点设计图:展示了节点连接方式和构造细节,包括焊接和螺栓连接的示意图。
4. 基础设计图:包括基础平面图和剖面图,标注了基础的尺寸和材料。
五、结论本次《钢结构课程设计》使学生们对钢结构的设计有了更深入的理解和实践经验。
通过本次课程设计,学生们学会了如何根据实际需求进行结构布置、选择合适的构件截面、设计和分析节点连接以及基础结构等。
这些技能对于他们未来的学习和工作具有重要的意义。
同时,通过本次课程设计,学生们也提高了团队协作和沟通能力,为今后在工程领域的发展奠定了坚实的基础。
电大钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握钢结构的基本概念、分类及特点;2. 使学生了解钢结构的连接方式、构件及体系;3. 引导学生掌握钢结构的设计原则和计算方法;4. 帮助学生了解钢结构施工过程中的关键技术。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决钢结构工程问题的能力;2. 提高学生进行钢结构设计和计算的能力;3. 培养学生查阅相关资料、规范,并进行钢结构施工图绘制的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钢结构工程产生兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重工程实践与理论相结合;3. 增强学生的团队合作意识,培养沟通与协作能力;4. 培养学生关注绿色建筑、节能减排的社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在使学生在掌握钢结构基本知识的基础上,提高解决实际工程问题的能力。
课程目标具体、可衡量,为后续的教学设计和评估提供了明确的方向。
通过本课程的学习,学生将能够具备一定的钢结构设计和施工能力,为从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念与分类:介绍钢结构的基本定义、分类及特点,使学生了解不同类型钢结构的应用场景;- 教材章节:第一章 钢结构概述- 内容列举:钢结构定义、分类、特点2. 钢结构连接方式:讲解钢结构中常见的连接方式及其构造,分析不同连接方式的优缺点;- 教材章节:第二章 钢结构连接- 内容列举:焊接、螺栓连接、铆接、销连接等3. 钢结构构件及体系:介绍常见的钢结构构件及其作用,阐述不同体系的设计原理;- 教材章节:第三章 钢结构构件与体系- 内容列举:梁、柱、桁架、框架等构件;框架结构、网架结构、膜结构等体系4. 钢结构设计原则与计算方法:阐述钢结构设计的基本原则,教授相关计算方法;- 教材章节:第四章 钢结构设计原理- 内容列举:设计原则、计算方法、稳定性、强度、刚度等5. 钢结构施工技术:分析钢结构施工过程中的关键技术,包括施工准备、施工工艺及质量控制;- 教材章节:第五章 钢结构施工- 内容列举:施工准备、焊接工艺、螺栓连接工艺、涂装工艺等6. 钢结构工程案例:分析典型钢结构工程案例,使学生了解实际工程中的应用及注意事项;- 教材章节:第六章 钢结构工程案例- 内容列举:案例解析、工程经验、问题及解决方法本教学内容根据课程目标制定,确保了科学性和系统性。
戴国欣钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握钢结构的基本概念,包括钢材料的力学性能、钢材的分类及应用。
2. 使学生了解钢结构的连接方式,如焊接、螺栓连接等,并理解其连接原理。
3. 帮助学生掌握钢结构设计的基本原则,包括荷载作用、稳定性分析和截面选择。
技能目标:1. 培养学生运用力学原理分析简单钢结构受力情况的能力。
2. 提高学生运用相关规范和标准进行钢结构设计和计算的能力。
3. 培养学生通过实际案例分析和解决钢结构工程问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钢结构工程产生兴趣,激发他们探索建筑领域的热情。
2. 培养学生具有团队合作精神,学会在团队中沟通、协作,共同完成钢结构设计任务。
3. 增强学生的环保意识,使他们认识到钢结构在绿色建筑中的重要作用。
本课程针对高年级学生,课程性质为专业核心课,旨在使学生掌握钢结构设计的基本知识和技能。
结合学生特点,课程目标具体、明确,有利于学生和教师在教学过程中进行有效评估。
通过本课程的学习,学生将能够独立完成简单钢结构的分析和设计,为将来的职业生涯奠定坚实基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念:介绍钢材料的力学性能、钢材的分类及用途,让学生理解钢结构的特点和优势。
教学内容关联教材章节:第一章 钢结构概述。
2. 钢结构的连接方式:讲解焊接、螺栓连接等常见连接方式的原理、特点和适用范围。
教学内容关联教材章节:第二章 钢结构的连接。
3. 钢结构设计原则:阐述荷载作用、稳定性分析、截面选择等设计原则,指导学生进行合理的钢结构设计。
教学内容关联教材章节:第三章 钢结构设计原理。
4. 钢结构分析与计算:教授运用力学原理分析简单钢结构受力情况,结合规范和标准进行计算。
教学内容关联教材章节:第四章 钢结构分析与计算。
5. 钢结构设计实例:分析典型钢结构工程案例,使学生学会运用所学知识解决实际问题。
教学内容关联教材章节:第五章 钢结构设计实例。
6. 钢结构工程实践:组织学生进行小组合作,完成一个简单钢结构的设计任务,提高学生的实际操作能力。
单层厂房钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握单层厂房钢结构的基本概念、分类和特点。
2. 学生能够描述单层厂房钢结构中常见的连接方式、构件及其功能。
3. 学生能够解释单层厂房钢结构在设计中的力学原理和稳定性要求。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决单层厂房钢结构设计中的实际问题。
2. 学生能够运用绘图软件或手工绘图,准确表达单层厂房钢结构的设计方案。
3. 学生能够通过团队协作,完成一个简单的单层厂房钢结构设计项目。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对工程设计和建筑结构的兴趣,激发创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养,关注工程结构与环境的关系。
3. 培养学生团队协作精神,提高沟通与交流能力。
课程性质:本课程为工程专业课程,以实践性、应用性为主,强调理论知识与工程实践相结合。
学生特点:学生已具备一定的力学基础和建筑结构知识,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,强调学生主动参与、合作探究,提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 单层厂房钢结构基本概念:包括钢结构的特点、优缺点及其在单层厂房中的应用。
- 教材章节:第二章第一节2. 单层厂房钢结构分类及构件:介绍不同类型的单层厂房钢结构及其主要构成构件。
- 教材章节:第二章第二节3. 钢结构连接方式:讲解单层厂房钢结构中常用的连接方式,如焊接、螺栓连接等。
- 教材章节:第二章第三节4. 力学原理及稳定性要求:分析单层厂房钢结构在设计中应遵循的力学原理和稳定性要求。
- 教材章节:第三章5. 单层厂房钢结构设计流程:介绍从需求分析到方案设计、施工图绘制等全过程。
- 教材章节:第四章6. 设计实例分析:通过实际案例,分析单层厂房钢结构设计中的关键问题和解决方案。
- 教材章节:第五章7. 设计实践:指导学生运用所学知识,完成一个简单的单层厂房钢结构设计项目。
15米跨钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解15米跨钢结构的基本概念,掌握其结构特点、功能及应用场景。
2. 学生能够掌握15米跨钢结构的设计原则,包括力学原理、材料选择、安全系数等。
3. 学生能够了解15米跨钢结构的施工工艺及验收标准,明确工程质量要求。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,独立完成15米跨钢结构的设计方案,包括图纸绘制、材料计算等。
2. 学生能够运用计算机辅助设计软件(如CAD等)进行15米跨钢结构的设计,提高设计效率。
3. 学生能够根据设计方案,进行15米跨钢结构的施工及验收,具备一定的工程实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习15米跨钢结构课程,培养对建筑行业的热爱和责任感,提高职业素养。
2. 学生能够具备团队协作精神,主动参与课堂讨论和实践活动,共同解决问题。
3. 学生能够关注建筑行业的发展动态,积极了解新技术、新工艺,提高自身综合素质。
课程性质:本课程为专业实践课程,旨在培养学生的结构设计能力和工程实践能力。
学生特点:学生已具备一定的建筑基础知识,具有一定的空间想象能力和动手能力。
教学要求:结合课本内容,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成15米跨钢结构的设计与施工,为未来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 结构设计基本原理:讲解结构设计的基本概念、原则和方法,结合课本第二章内容,引导学生掌握结构设计的基本思路。
2. 15米跨钢结构设计:详细讲解15米跨钢结构的设计过程,包括结构选型、材料选择、力学计算等,对应课本第三章内容。
3. 施工工艺与验收标准:介绍15米跨钢结构的施工工艺,如焊接、螺栓连接等,以及验收标准,依据课本第四章内容。
4. 计算机辅助设计:教授学生运用CAD等软件进行15米跨钢结构设计,提高设计效率,结合课本第五章内容。
5. 案例分析与实践操作:分析典型15米跨钢结构案例,组织学生进行实践操作,包括设计方案制定、图纸绘制、材料计算等。
钢结构基本原理课程设计钢框架主梁设计指导老师:***专业班级:土木0910学号:****************中南大学土木工程学院二〇一二年一月一、设计构件某多层图书馆二楼楼面结构布置图如图,结构采用横向框架承重,楼面活荷载标准值52kN mm (0509)、62kN mm (0510),楼面板为150mm 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。
二、设计内容要求(1)设计次梁截面CL-1。
(2)设计框架主梁截面KL-1。
(3)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 。
(4)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。
(5)绘制主梁与柱连接节点详图,短梁段及梁体连接节点详图,短梁段与梁体制作详图,KL-1钢材用量表,设计说明(1#图纸一张)。
(6)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。
三、设计参数混凝土自重:325/kN m厚度: 150mm 楼面活荷载的标准值:26/kN m钢材(Q235)强度设计值: 2215/d f N mm = 钢材(Q235)抗剪强度设计值: 2125/v f N mm = 钢材(Q235)的弹性模量:522.0610/E N mm =⨯四、设计次梁截面CL-14.1设计荷载载: 150mm 单向钢筋混凝土楼板 23/75.3/2515.0m KN m KN m =⨯活载: 楼面活载标准值 26/KN m荷载传力途径为:楼面板-次梁-主梁-柱-基础a. 荷载标准值楼面板传恒载: 3.75kN/m 2×4.5m =16.875kN/m楼面传递活载: 6kN/m 2×4.5m =27.00kN/m荷载设计值 q =1.2q 恒+1.4q 活=58.05KN/m b. 最大弯矩与剪力设计值次梁架于主梁之上,相当于简支结构,计算简图如下图3:图3M max =18ql 2=18×58.05×92=587.76KN/m 2 V max=12ql =12×58.05×9=261.23KN4.2 次梁截面选取假设次梁厚度小于16mm ,有截面模量:W x =M max γx f d =587.761.05×215=2603588.04mm 3 根据截面模量选取次梁,选用 Q 235 工字梁 I 65查表得其截面特征:I x =101412cm 4W x =3120.4cm 3S x =1809.4cm 3I xS x=56.05cm A =152.80cm 2 ℎ=650mm b =200mm t =19.2mm r =22.0mm t w =12.0mm r 1=9.0mm ρ=119.94kg/m 3 考虑梁的自重:q 1=58.05+1.2ρg =58.05+1.2×106.27×9.8×10−3=59.30kN/m 最大弯矩:M max =18q 1l 2=18×59.30×92=600.41kN/m 2 最大剪力:V max =12q 1l =12×59.30×9=266.85kN4.3强度验算 1.抗弯强度验算σ=M x γx W x=600.41×1061.05×3120.4×103=183.25N/mm 2<f d =215N/mm 2 满足要求. 2. 抗剪强度验算τ=VS x t w I x =266.85×10312.0×56.05×10=39.67N/mm 2<f d =215N/mm 2满足要求.3. 支座处局部压应力验算支反力为266.85kN ,假定支承长度为17a cm ,由上次梁截面常数, t =19.2mm r =22.0mm ,有 ℎy =r +t =19.2+22.0=41.2mm集中荷载在腹板计算高度上分布长度为:l z=a+5ℎy=170+5×41.2=376mm 局部压应力:σc=Vt z l z =266.85×10312.0×376=59.14N/mm2<f d=215N/mm2满足要求。
4.支座处折算应力验算:√σ2+σc2−σσc+3τ2=√183.252+59.142−183.25×59.14+3×39.672=175.96N/mm2<f d=215N/mm2可知折算应力满足要求。
5. 刚度验算w l =5q k l3384EI x=5×59.30×90003384×2.06×105×101412×104=2.69×10−3<[wl]=1250=4×10−3可知刚度验算满足要求。
6.稳定性验算因为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,所以不用验算次梁的整体稳定性。
7.局部稳定性由于选择的是工字型钢,不许验算局部稳定。
五、设计框架主梁KL-15.1设计荷载忽略连续梁对框架主梁的荷载影响,只考虑次梁传递的荷载,主梁受自重恒载、次梁传递的集中恒载、次梁传递的集中活载,将框架主梁简化为三跨连续梁。
主梁计算简图如下图:主梁截面尺寸待定,因此先不计主梁自重荷载。
集中恒载标准值: G k =(15.00+1.0414)×9=144.37kN 集中活载标准值: G k =24.00×9=216kN集中恒载设计值: G =(15.00+1.0414)×9×1.2=173.25kN 集中活载设计值: Q =24.00×9×1.4=302.4kN(1)荷载分析:由于此结构具有对称性,故仅对以下六种具有代表性的荷载在形式进行分析:① 次梁传递集中力恒载②连续梁受满布活载③1跨受满布活载DCBA123④2跨受满布活载⑤1、2跨受满布活载⑥1、3跨受满布荷载5.2 荷载组合下的内力图①+②:①+③①+④①+⑤①+⑥故由以上图可知:最不利弯矩为:M max=756.63kN/m2最不利剪力为:V max=−316.73kN5.3 确定主梁的截面尺寸:由于设计初钢梁自重未知(考虑安全因素),故取:M=1.02M max=771.76主梁所需的截面抵抗矩:W x=Mγx f d=771.76×1061.05×215=3.42×106mm3选用工字形截面,则:(1)确定腹板尺寸:腹板高度:主梁最小高度(由最大扰度限值确定)δ=l400=9000400=22.5mmℎmin≥5fl31.2E[lδ]=5×215×9000231.2×2.06×105×20=677.39mm主梁的经济高度:ℎe=7×√W x3−300=754.65mm 取腹板高度:ℎw=800mm由抗剪强度要求 t w ≥1.2V max ℎw f v=1.2×316.73×103800×125=3.80mm由局部稳定性与构造要求 t w =√ℎw 3.5=√8003.5=8.08mmt w =7+0.003ℎw =7+0.003×800=9.4mm综上,取t w =10mm 选用腹板 —800×10(2)确定翼缘尺寸:每个翼缘所需的截面面积A f =W xℎw −t w ℎw 6=3.42×106800−10×8006=2941.67mm 2翼缘板的宽度: b f =A f t=2941.6715=196.11mmb f =(15,13)ℎ=(15,13)×800=(160,266.67)mm综合上述取: b f =290mm t f =14mm(3)主梁截面尺寸特征:惯性矩: I x =b f ℎ312−(b f−t w )ℎ0312=290×(800+14×2)312−280×800312=1.771×109mm 4截面模量:W x =Ixℎ/2=1.771×109828/2=4279877mm 3面积:错误!未定义书签。
A =2×270×14+800×10=15560mm 2(3)确定焊缝尺寸KN V V mm N f wf554.438,/160'max 2===ℎf ≥11.4f f w VS 1I x =438.554×103×2790001.4×160×1.771×109=0.31mm取: mm h f 10=。
钢结构在焊接时焊条采用E43系列,焊接方法为手工焊。
3. 主梁验算主梁自重标准值:(用Q235钢材)q 自=(2×270×14+800×10)×10−6×7.95×9.8=1.212kN/m 主梁自重设计值: q =1.2q 自=1.45kN/m主梁(包括自重)所承担的最大的弯矩与最大剪力近似按下式计算:M max1=M max +18ql 2=756.63+8.809=765.44kN/m 2V max1=V max1+q1l2=316.73+7.83=324.56kN(1)整体稳定验算:将次梁作为主梁的侧向支撑,则l1 b =4500290=15.52≤16√235f y=16故主梁的整体稳定不必验算。
(2)局部稳定性验算翼缘处:bt =14014=10≤15√235f y=15腹板处:ℎwt w =80010=80≤114√235f y=11故次梁不会发生局部失稳。
(3) 刚度验算υ=1.146×Gl3100EI x+1.615×QL3100EI x=1.146×144.37×103×90003100×2.06×105×2.532×109+1.615×216×103×90003100×2.06×105×2.532×109=7.188mm<l400=9000400=22.5mm故满足刚度要求。
(4)抗弯强度验算σ=M max1γx W x=765.44×1061.05×4279877=170.33N/mm2<f d=215N/mm2故抗弯强度满足要求。