...PAGE/NUMPAGES土木类专业《钢结构》课程设计例
题
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工作平台梁格体系设计 一、设计资料 1.结构型式 一工作平台尺寸为15m×12m,次梁跨度为6米,次梁间距2.5米,预制钢筋混凝土铺板焊于次梁上翼缘.平台永久荷载<不包括次梁自重>为8.5KN/m2,荷载分项系数为1.2,活荷载为20KN/m2,荷载分项系数为l.4.主梁跨度为15米。〔若考虑次梁叠接在主梁上,其支承长度, 。 2.材料 钢材:Q235 焊条:E43,手工电焊,普通
方法
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检查; 3.
规范
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《钢结构设计规范》
二、设计内容 1.结构布置 要求拟出合理的结构布置
方案
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,并扼要说明选型的理由与根据,按比例绘出结构布置简图。 <1>梁格的型式 <2>主梁型式 <3>次梁型式及数目 <4>梁格的连接形式 2.次梁设计 <1> 次梁的荷载和内力计算 <2> 次梁截面选择 <3> 次梁截面验算<包括强度、稳定,局部承压及刚度验算> 3.主梁设计 <1>主梁的设计荷载和内力 <2>主梁截面设计及验算 <3>主梁截面改变及验算 <4>主梁翼缘焊缝设计 <5>腹板加劲肋设计三、《钢结构》课程设计计算〔一结构布置〔二次梁设计:设计数据:1、次梁的荷载及内力均布荷载设计值:最大弯矩:2、初选截面选用Ⅰ50b,3、强度验算:〔1正应力验算:次梁自重弯矩:,〔2剪应力验算:支座剪力:〔3次梁承受均布荷载作用,其上翼缘没有局部集中荷载作用,可不验算局部压应力,但考虑次梁叠接在主梁上,应验算支座处腹板局部压应力。支座反力:,设支承长度:支承面至腹板边缘的垂直距离:局部承压强度:4、整体稳定性验算:由于次梁受压翼缘与刚性面板焊接〔钢筋混凝土铺板焊于上翼缘,能保证其整体稳定性,按规范要求,可不验算整体稳定性。5、局部稳定性:由于次梁采用型钢梁,可不验算其局部稳定性。6、刚度验算:刚度验算按正常使用极限状态进行验算,采用荷载的
标准
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组合:〔三主梁设计〔1、主梁荷载及内力:由次梁传来的集中荷载:假设主梁自重为,加劲肋等的附加重量构造系数为1.1,荷载分项系数为1.2,则自重荷载的设计值为。跨中最大弯矩:支座最大剪力:〔2、截面设计及验算:1、截面选择:考虑主梁跨度较大,翼缘板厚度在16~40mm范围内选用,,需要的净截面抵抗矩为:由公式〔5.2.4计算梁的经济高度为:因此取梁腹板高由公式〔5.2.6计算腹板抗剪所需的厚度:由公式〔5.2.7得:取腹板厚为:,腹板采用-1750×14的钢板。需要的净截面惯性矩:腹板惯性矩为:所需翼缘板的面积:取b=500mm,t=22mm,梁高。在之间。 2、梁截面特性计算: 3、截面验算: 〔1受弯强度验算: 梁自重:〔2剪应力、刚度不需验算,因选择梁高及腹板厚度时已得到满足。 〔3整体稳定性验算:因次梁与刚性铺板连接,主梁的侧向支承点间距等于次梁的间距,即,则有,故不需验算梁的整体稳定性。 〔4主梁截面改变及验算:1、截面改变:为节约钢材,在距支座处开始改变翼缘的宽度,所需翼缘的宽度由截面改变处的抗弯强度确定,截面改变点的弯矩和剪力为: 需要:则,取改变后的翼缘宽度为20cm.2、截面改变处折算应力验算:〔4主梁翼缘焊缝设计支座最大剪力: 则需要的焊缝厚度为: 按构造要求:,选取翼缘焊缝的焊脚尺寸。〔5腹板加劲肋设计: 根据腹板的局部稳定性要求,因,按规范要求,应设置横向加劲肋,而不需设置纵向加劲肋。首先,按构造要求,在每根次梁下面和支座处设置加劲肋,即取加劲肋的间a=2.5m,将半跨范围内划分为三个区段,分别验算每个区段的局部稳定性。 1、加劲肋的设计: 在腹板两侧成对配置加劲肋,加劲肋截面外伸宽度: 取,加劲肋的厚度:,取 2、区段Ⅰ 区段左边截面内力 M=0, 区段右边截面内力 , 区段截面平均内力 腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力: 临界应力计算: 〔1的计算: 〔2的计算: 腹板局部稳定验算:3、区段Ⅱ 区段左边截面内力: , 区段右边截面内力: 区段截面平均内力: 腹板计算高度边缘处由平均弯矩和剪力所引起的应力: 临界应力计算: 〔1的计算: 〔2的计算: 腹板局部稳定验算: 区段Ⅱ的局部稳定满足要求。 3、区段Ш是局部稳定验算略。