钢结构课程设计

发布 2022-10-01 19:07:28 阅读 2149

《钢结构》课程设计计算。

一)结构布置(见设计图)

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ⅰ45a,

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:

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牢固(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。

支座反力:

支座最大剪力:

跨中最大弯矩:

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:

梁的经济高度为:

因此取梁腹板高

腹板抗剪所需的厚度:

得:取腹板厚为:,腹板采用-170014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=400,t=25mm ,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: 支座反力:

支座最大剪力:

跨中最大弯矩:

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。

3)、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10cm

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,即取加劲肋的间距为a=2000mm,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。

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:

因为,所以材料处于弹塑性阶段。

腹板局部稳定验算:

区段ⅰ的局部稳定满足要求。

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。

4、区段ш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ш的局部稳定满足要求。

5、区段ⅳ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ⅳ的局部稳定满足要求。

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