钢结构课程设计

《钢结构基本原理》-简支钢板梁。

设计说明书。

学生姓名王强兵。

学号 3041211222

所属学院水利与建筑工程工程学院

专业土木工程。

班级 15-4

指导教师吴英老师

日期 2013.12

塔里木大学教务处制。

前言。此次设计的主要内容是为了使我们对钢材的利用更加的熟悉，使我们更加熟悉的了解钢材的诸多性能及诸多优点，并且让我们知道以钢材为主的工程结构具有的优势。钢材也越来越得到人们的青睐，并且广泛应用于桥梁及大型公共设施。

钢结构的桥梁的应用，使我们知道更好的发展我们的桥梁工程，由于钢材具有强度高，工程造价低，重量轻，施工施工快，环境污染小等诸多优点，在桥梁工程中的广泛应用，已是我国大力发展和应用钢结构的业内共识。

此次对钢结构桥梁的课程设计，也让我知道了做好钢结构工程的施工，及其对其各个方面的强度，刚度，稳定性的检验的重要性，并且也使我更好的了解了这个课程的重要性，望在以后的工作中能更加合理的利用及保证其安全可靠。

王强兵。2023年12月

目录一、设计目的 - 3 -

二、设计要求 - 3 -

三、设计题目 - 3 -

四、设计内容 - 3 -

五、已知条件 - 3 -

六、其它说明 - 4 -

七、设计过程 - 4 -

一）主梁设计 - 4 -

1.荷载和内力的计算及内力图的绘制 - 4 -

2.截面选择 - 6 -

3、截面验算 - 8 -

4、变截面的设计 - 9 -

5、翼缘焊缝设计 - 10 -

设计和布置其腹板加劲肋 - 11 -

1、加劲肋间距计算 - 11 -

2、计算区格腹板的局部稳定 - 11 -

3、临界应力计算 - 11 -

4、各区格计算 - 12 -

5、加劲肋的设计 - 13 -

6、支座支承加劲肋的设计 - 13 -

致谢 - 14 -

八．主要参考资料 - 15 -

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**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。

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：15米；钢号：16mn ；焊条号：e50 ；荷载选择两两组合如下：

恒荷载标准值：92kn、94kn、96kn、98kn、100kn、102kn

活载标准值：196kn、198kn、200kn、202kn、204kn、206kn

集中荷载个数：5个；集中荷载跨度c=2.5米。

六、其它说明。

1、恒、活荷载的分项系数分别为.4；

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4kn/m ，且主梁钢板采用手工焊接；

4、主梁允许最大挠度值[vt/l]=1/400

5、主梁的截面建筑容许最大高度为2500mm

七、设计过程。

一）主梁设计。

1.荷载和内力的计算及内力图的绘制。

恒荷载：标准值96kn,设计值 96kn*1.2=115.2kn

活荷载：标准值204kn,设计值204kn*1.4=285.6kn

主梁自重标准值=4kn/m,设计值为q=1.2*4kn/m=4.8kn/m

恒荷载和活荷载设计值之和f=400.8kn,标准值=300kn

主梁最大剪力设计值。

=1038kn

主梁最大弯矩设计值。

需要的截面抵抗距：设翼缘t>16～40mm,取f=295，

则。绘制内力图。

支座反力。b点剪力：

弯矩： c点剪力：

弯矩： 2.截面选择。

1）确定梁高。

建筑允许最大高度

按刚度要求确定梁的最小高度。

查表得e=206000，

故。梁的经济高度。

取梁的高度约为h=1450mm，腹板高度。

2）确定腹板厚度。

按抗剪要求腹板厚度为

按经验公式

取腹板厚度

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。梁截面尺寸如图所示。

3、截面验算。

梁的截面几何参数。

强度验算。验算抗弯强度。

验算抗剪强度。

局部承压强度验算。

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）。

验算折算应力。

则折算应力为。

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。

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。

变截面后强度验算。

截面的几何参数。

变截面强度验算。

a.验算抗弯强度。

b.验算抗剪强度。

c.验算折算应力（腹板端部）

则折算应力为。

变截面刚度验算。

可把集中荷载近似折算成，最大相对挠度为。

5、翼缘焊缝设计。

支座处。变截面处。

对于手工焊，采用。

设计和布置其腹板加劲肋。

且，故只需配置横向加劲肋。

1、加劲肋间距计算。

按构造要求横向加劲肋的间距应为。

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。

2、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。

3、临界应力计算。

的计算。由于主梁受压翼缘扭转受到约束。

则。的计算。故。则。

4、各区格计算。

腹板局部稳定计算。

ab区格：平均剪力v=（1038+1026）÷2=1032kn 平均弯矩m=（0+2580）÷2=1290kn·m

bc区格：平均剪力v=（625.2+613.2）÷2=619.2kn 平均弯矩m=（2580+4128）÷2=3354kn·m

cd区格：平均剪力v=（212.4+200.4）÷2=206.4kn 平均弯矩m=（4128+4644）÷2=4386kn·m

代入公式，其中，

经验算ab、bc、cd三个区格都满足要求。

5、加劲肋的设计。

横向加劲肋采用对称布置，外伸宽度为。

取。加劲肋的厚度为

取。6、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。

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，焊脚尺寸为。取。致谢。

在这次课程设计中，通过两周的忙碌和学习，本次《钢结构基本原理》设计已接近尾声，作为一个大三学生的课程设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢吴老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，让我按时完成了这次课程设计。

这次课程设计中不仅体验了我所学的知识，也培养了我如何去把我一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中遇到困难我学会了查阅有关资料，学会了自学。同时也和同学们**，互相帮助。

在课程设计过程中，我遇到了许许多多的困难。在此我要再次感谢我的指导老师吴老师给我悉心的帮助和对我耐心而细致的指导，我的课程设计较为复杂烦琐，但是吴老师仍然细心地纠正图中的错误。除了敬佩吴老师的专业水平以外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作，我才得以解决课程设计中遇到的种种问题。

同时感谢我周围的同窗朋友，他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了温暖和欢乐。他们在我设计中给了我许多宝贵的意见和建议。

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