钢结构课程设计--钢框架主梁设计

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1、 钢结构基本原理课程设计钢结构基本原理课程设计计算计算书书 题题 目：目：钢框架主梁设计 1 一、设计任务一、设计任务 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 5KN/m2，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。 图 2 框 架 柱 截 面 图 图 1 结 构 平 面 布 置 图 3054030 500 CL-1CL-1CL-1CL-1 CL-1CL-1CL-1CL-1 CL-1CL-1CL-1CL-1 LL-1LL-1LL-1LL-1 LL-1LL-1L

2、L-1LL-1 LL-1LL-1LL-1LL-1 LL-1LL-1LL-1LL-1 KL-1KL-1KL-1 KL-1KL-1KL-1 KL-1KL-1KL-1 KL-1KL-1KL-1 KL-1KL-1KL-1 54321 A B C D 9000900090009000 900090009000 450045004500450045004500 （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 0.91.2m。 （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

3、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。 2 二、二、次梁的设计次梁的设计 2.1 楼板荷载的估计 混凝土自重：25KN/m 3 厚 150mm 23 /75.3/2515.0mKNmKNm 地砖面层：10mm 厚地砖 3mm 厚水泥胶结合层 20mm 厚水泥砂浆找平层 底粉刷层：15mm 厚白灰砂浆 17KN/m 3 23 /255.0/17015.0mKNmKNm 合计：楼板恒载标准值 3.75

4、+0.65+0.255=4.655KN/m 2 楼面活载标准值 5KN/m 2 2.2 次梁荷载的设计（自重暂不考虑） 楼面板传恒载 mKNmmKNq/95.2025.4/655.4 2 1 2 恒 楼面传递活载 mKNmmKNq/5.2225.4/5 2 1 2 活 由可变荷载效应控制的组合 mKNqqq/64.565.224.195.202.14.12.1 活恒 由永久荷载效应控制的组合 mKNqqq/33.505.227.04.195.2035.17.04.135.1 活恒 所以荷载设计值 q=56.64KN/m 2.3 次梁所受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

5、算简图如下图： 总厚度：33mm 单位重量：0.65kN/m 2 次梁计算简图 3 mKNqlM48.573964.56 8 1 8 1 22 max KNqlV88.254964.56 2 1 2 1 max 2.4 初选次梁的截面尺寸 2.4.1 梁高的确定 由于设计荷载时未考虑钢梁自重，考虑安全因素，可取： mKNMM95.58448.57302.102.1 max 则次梁所需的截面抵抗矩： 36 6 1059.2 21505.1 1095.584 mm f M W ds x 梁的最小高度（按最大挠度限值确定） ： mm l E fl h3.376250 102062.31 900021

6、55 2.31 5 3 min （上式中取 Q235 钢 的抗弯强度设计值f=215N/mm 2,E=206103N/mm3和 v L =250。 ） 梁经济高度经验公式 mmWh xs 3.6613001059.273007 36 3 所以取腹板高度mmhw650 加翼缘厚度可使梁高度满足上述要求。 2.4.2 腹板尺寸的确定 腹板高度取mmhw650 则腹板厚度： 抗剪强度要求：mm fh V t Vw w 8.3 125650 1088.2542.12.1 3 max 式中取 Q235 钢的 v f=125N/ 2 mm。 局部稳定和构造因素：mm h t w w 3.7 5.3 650 5.3 4 取 w t=10mm，则腹板可选用65010。 2.4.3 翼缘板尺寸的确定 根据翼缘所需要的截面惯性矩确定翼缘板尺