文档介绍：本科生课程设计报告书
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专业
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学生姓名
学号
指导教师
《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。
L
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:14米钢号:Q345 焊条号:E50 恒荷载标准值:88kN
活载标准值:196kN 集中荷载个数:6个集中荷载跨度C=2米
六、其它说明
1、恒、、;
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,且主梁钢板采用手工焊接;
4、主梁允许最大挠度值;
5、主梁的截面建筑容许最大高度为。
七、设计过程
㈠主梁设计
1、荷载和内力的计算及内力图的绘制
荷载
标准值
设计值
恒荷载
88kN
88kN×=
活荷载
196kN
196kN×=
合计
Fk=284kN
F=380kN
主梁自重标准值,设计值为。
则主梁最大剪力(支座处)为
最大弯矩(跨中)为
采用焊接工字形组合截面梁,估计翼缘板厚度,故抗弯强度设计值。
计算需要的截面模量为
2、试选截面
⑴确定腹板高度
①建筑允许最大高度
②按刚度条件,梁的最小高度为
③经济梁高,按经验公式
取梁的腹板高度为
⑵确定腹板厚度
①按抗剪要求腹板厚度为
②按经验公式
取腹板厚度
⑶确定翼缘尺寸
每个翼缘所需截面积为
翼缘宽度为
~~~ 取
翼缘厚度为
取
3、截面验算
⑴梁的截面几何参数
⑵强度验算
①验算抗弯强度
②验算抗剪强度
③主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋,故不验算局部承压强度(即)。
④验算折算应力(腹板端部)
则折算应力为
⑶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
4、变截面的设计
⑴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,可以节约钢材,一般在距支座处改变截面比较经济。
此处的弯矩,剪力
变截面所需的翼缘宽度
令厚度不变,采用仍满足各项要求。
⑵变截面后强度验算
①变截面的几何参数
②变截面强度验算
(腹板端部)
则折算应力为
③变截面刚度验算
跨中有6个间距()相等的集中荷载,近似折算成均布荷载,变截面位置在距支座处,即。
最大相对挠度为
5、翼缘焊缝设计
⑴支座处
⑵变截面处
对于手工焊,采用。
㈡设计和布置其腹板加劲肋
,并且,应配置横向加劲肋。按构造要求横向加劲肋的间距应为,
。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,加劲肋成对布置于腹板两侧,如图所示,
1、计算区格腹板的局部稳定
仅布置横向加劲肋,由于,故按公式进行计算。
2、临界应力计算
⑴的计算:由于主梁受压翼缘扭转受到约束
则
⑵的计算:,故
则
3、各区格计算
腹板局部稳定计算
区格
内力
应力
计算结果
区
格
Ⅰ
平均剪力
平均弯矩
满足
区
格
Ⅱ
平均剪力
平均弯矩
满足
区
格
Ⅲ
平均剪力
平均弯矩
满足
区格IV
平均剪力
V=(384+0)/2KN=142KN
平均弯矩
M=(+)=
公式
(,,)
4、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
取。
厚度为
取。
5、支座支承加劲肋的设计
①支座加劲肋的宽度为支座处翼缘的宽度,则支座支承加劲肋采用
②支座支承加加劲肋计算,如图所示
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查表得,(b类)
支座加劲肋端部刨平顶紧,其端部承压应力,得
③支座支承加劲肋与腹板用直角角焊缝连接,焊