钢结构课程设计

发布 2022-10-01 19:59:28 阅读 8585

某钢结构厂房工作平台设计。

计算书。姓名:

学号:专业年级:土木工程。

指导老师: 教授。

目录。一、设计说明1

二、计算书正文1

ⅰ、次梁设计1

(一)、跨中截面选1

(二)、梁的刚度强度验算3

(三)、翼缘与腹板连接角焊缝计算5

、主梁设计6

(一)、跨中截面选6

(二)、梁的刚度强度验算8

(三)、翼缘与腹板连接角焊缝计算15

(四)、主次梁螺栓连接计算16

、施工详图17

一、 设计说明。

1、本设计为厂房工作平台焊接钢梁(主梁、次梁)。本厂房工艺上没有特殊要求,结构满足经济适用即可。

2、 结构平面布置如下图间距4.0m 跨度8.0m

3、设计荷载。

梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm厚素混凝土面层(混凝土预制板与平台次梁上翼缘连接牢固)。

永久性荷载:混凝土预制板与混凝土面层以及钢梁自重。

可变荷载:6kn/

荷载分享系数:永久荷载 1.2 可变荷载1.3

二、 计算书正文。

ⅰ、次梁设计

一)、跨中截面选择。

查《荷载规范》 钢筋混凝土自重按25kn/,素混凝土按24kn/

则平台板与面层的重力标准值为:

活荷载设计标准值为,则次梁承受的线荷载标准值为:

其中。荷载分享系数由可变荷载效应控制的组合进行计算,且平台活动荷载标准值大于4kn/,因此取。

故次梁的线荷载设计值为:

最大弯矩设计值(不包括梁的自重):

最大剪力设计值:

需要的净截面模量为(因系静力荷载,故可考虑截面塑性发展系数):

1)、梁高。

梁的最小高度:根据规定数据**知,梁的容许挠度按钢查询相关规定数据得。

梁的经济高度:按公式式一

按公式式二

取腹板高度

2)、腹板厚度。

根据公式 取

3)、翼缘尺寸。

单个翼缘 取翼缘宽度180mm,厚度12mm

翼缘外伸部分宽厚比为,因此可以按截面部分发展塑性进行抗弯强度计算。

二)、梁的强度刚度验算。

截面面积:梁自重:

式中1.1为采用加劲肋等的重力而采用的构造系数,为钢重度)

次梁跨中截面。

加上自重后次梁内力图如图:

最大剪力设计值为:

最大弯矩设计值为:

截面积和特性:

1)、抗弯强度验算:

满足)2)、抗剪强度验算(次梁与主梁连接处): 满足)

3)、整体稳定性验算:

因为混凝土预制板与平台次梁上翼缘连接牢固,故不需验算,整体稳定性可得到保证。

4)、局部稳定性验算:

因次梁承受静力荷载, 且不受局部压应力,故可部配置加筋肋,可以保证其局部稳定性。

5)、刚度验算:

根据查表得工作平台次梁的挠度容许值 :

全部荷载标准值:

活荷载标准值:

(满足)满足)

三)、翼缘与腹板的连接焊缝验算(采用角焊缝)

根据相关公式得:

取 注:尽管次梁-2承受荷载为次梁-1的一半,但为了统一尺寸、施工方便,采用与次梁-1相。

同的设计。、主梁设计。

根据次梁的设计方案,主梁承受荷载示意图:

一)、跨中截面选择:

次梁传来集中荷载。

标准值: 设计值:

主梁支座反力设计值(不包括主梁自重):

最大剪力设计值(不包括主梁自重):

最大弯矩设计值(不包括主梁自重):

需要的净截面模量为:

1).梁高。

梁的最小高度:根据规定数据**知,梁的容许挠度按钢查询相关规定数据得:

梁的经济高度:

取腹板高度。

2).腹板厚度。

根据公式 取

3).翼缘尺寸。

单个翼缘 取翼缘宽度240mm,厚度16mm

翼缘外伸部分宽厚比为,因此可以按截面部分发展塑性进行抗弯强度计算。

二)、梁的强度刚度以及稳定性验算。

截面面积:梁自重:

式中1.1为采用加劲肋等的重力而采用的构造系数,为钢重度)

主梁跨中截面。

加上自重后主梁内力图如图:

支座反力设计值:

最大剪力设计值为:

最大弯矩设计值为:

截面积和特性:

1)、抗弯强度验算:

满足)2)、抗剪强度验算(主梁与柱连接处): 满足)

3)、整体稳定性验算:

次梁可以作为主梁的侧向支撑,因此超过规定的最大数值故需要对整体稳定性系数进行计算。

当时需计算(满足)

满足)综上:主梁整体稳定性可以得到保证。

4)、局部稳定性验算。

已知主梁截面尺寸:腹板

翼缘。并且无截面改变

故仅需配置横向双面加筋肋。

:加筋肋的布置。

主梁跨度为12m,次梁间距为4m,为了施工方便将次梁连接在主梁横向加筋肋上。因此采用加筋肋间距:

将腹板分成12个区格,位于主次梁连接处的加筋肋可当作主次梁之间的连接板。

:各区格腹板的局部稳定计算。

1) 各区格的平均弯矩按其**弯矩计算。

2)各个区格的零界弯曲压应力。

因为次梁与主梁通过加筋肋连接,故可约束主梁翼缘的扭转,可用受弯计算的腹板通用高厚比按公式。

因此取: 3)各区格平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的弯曲压力。

因此所有区格弯曲压应力均没有超过零界弯曲压应力,满足强度要求。

4)各区格的平均剪力按区格**剪力计算

5)各区格的零界剪应力。

用于抗剪计算的通用高厚比:

按如下公式计算。

故取6)各区格平均剪力产生的腹板平均剪应力。

因此所有区格腹板平均剪应力均没有超过零界剪应力,满足强度要求。

7) 各区格的局部稳定性。

根据公式本梁没有受到局部压应力因此没有第三项。

满足)满足)(满足)(满足)(满足)(满足)

横向加筋肋截面尺寸选取。

本梁加筋肋还可以兼作次梁集中荷载的支承加筋肋,但此荷载不大,故按刚度条件选择截面根据公式:

取90mm 取8mm

选用 横向加筋肋按构造决定: 取=5mm

5)、刚度验算:

根据查表得工作平台次梁的挠度容许值

集中荷载标准值:

集中活荷载标准值:

满足) 满足)

三)、翼缘与腹板的连接焊缝验算(采用角焊缝)

根据相关公式得:

取 四)、主次梁螺栓连接计算。

1)主次梁采用普通螺栓连接采用螺栓单个螺栓的抗剪和承压承载力设计值

根据公式:

故取连接一侧螺栓需要的数目,考虑到连接并非理想铰接,会有一些弯矩作用,因此将设计反力增加来计算螺栓。根据公式。

个取6个。2)加筋肋连接板焊缝计算。

满足)、施工详图。

一)、施工说明

为了精确施工,被设计配有五张施工图纸。包括结构平面图、主次梁施工图、节点详图、材料表,详尽的说明了施工时的构件尺寸、轴线位置、孔洞大小及位置、螺栓型号及直径等。

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