文档介绍：本科土木工程专业
钢结构课程设计

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钢结构基本原理课程设计
某多层图书馆二楼书库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6(双号),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,次梁按简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢,截面尺寸为H600×300×12×18.
提示:
(1)取其中一榀框架进行计算,如轴线3,计算中要考虑活荷载的不利布置。(2)框架梁与柱为固结,次梁与框架梁之间为铰接。
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,~。
(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)设计次梁与主梁工地拼接节点,要求采用高强螺栓连接。
(6)绘制主梁与柱连接节点详图,次梁与主梁工地拼接节点,短梁段及主梁体连接节点详图,梁体截面详图(1#图纸一张,手工绘制),KL-1钢材用量表,设计说明等。
(7)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,节点连接计算。
说明:次梁按照铰接结点计算,主梁按照连续梁计算。其计算简化示意图如下:
在简化计算的情况下,次梁在除边缘以外的中间各处受力相当,且比边缘大。所以只选取纵(B)与(C)之间的次梁计算即可。次梁计算单元如下图:
一、截面尺寸估算

本设计题目中的梁假定是以均布荷载作用下的简支梁,所以

当梁强度得到充分利用时,
或
如果采用Q345钢材,
得到:

(1)次梁CL-1:,跨度=9m
取中翼缘H型钢HM450X300X11X18。
截面特性参数:
A=; =56100cm4; =8110cm4;
=;=;=2550cm3;=541cm3;
=2804cm3;=810cm3;
g=124kg/m;
腹板高厚比
翼缘宽厚比
(2)框架梁KL-1:,跨度l=8m,
取中翼缘H型钢HM600×300×12×20.
截面特性参数:
A=; =118000cm4; =9020cm4;
=; =; =4020cm3; =601cm3;
=7243cm3; =900cm3;
g=151kg/m;
腹板高厚比
翼缘宽厚比
二、次梁荷载计算与验算
荷载标准值

抗弯强度验算
抗剪强度验算

刚度验算
整体稳定验算:
次梁的受压翼缘板的自由长度, 受压翼缘宽度,
所以需要验算梁的整体稳定性。
局部稳定验算
采用的是热轧H型钢,所以局部稳定满足要求。
腹板高厚比
翼缘宽厚比
通过上述验算得知,次梁CL-1规格HM450x300x11x18,设计计算满足强度、刚度、整体稳定、局部稳定的各项要求。
三、框架主梁KL-1内力组合计算及验算
-1的荷载和内力:
主梁受力为自重和次梁产生的集中力(其中主梁的自重、次梁自重以及楼面产生的集中力为恒载,楼面活载通过次梁产生的集中力为活载)。
均布荷载标准值
均布荷载设计值
恒载标准值
活载标准值:
恒载设计值
活载设计值:

KL-1计算简图
第一种组合:集中活荷载作用于第2、第4单元,可以得到这两个单元的最大弯矩;
第二种组合:集中活荷载作用于第2、第3单元,可以得到第6单元的最大轴力;
第三种组合:集中活荷载作用于第3、第4单元,可以得到第7单元的最大轴力;
第四种组合:集中荷载作用于第3单元,可以得到第三单元的最大弯矩。
(由于结构对称,所以第二和第三种组合可看成一种情况)
活载作用于第2第4单元内力计算
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杆端 1 杆端 2
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
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