鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、.目錄目錄11 設(shè)計(jì)資料22 次梁內(nèi)力計(jì)算23 主梁內(nèi)力計(jì)算：54 主梁腹板加勁肋設(shè)計(jì)85 平臺(tái)柱的設(shè)計(jì)11教育資料.某車間鋼結(jié)構(gòu)工作平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書1 設(shè)計(jì)資料某廠房鋼結(jié)構(gòu)工作平臺(tái)設(shè)計(jì)，鋼材采用 Q235。工作平臺(tái)永久荷載 5.2KN /m2,活荷載 為 14KN/m2 。結(jié)構(gòu)布置圖如下：2 次梁內(nèi)力計(jì)算次梁承受的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： q =(5.2+14) 2.5=48 KN/mk求荷載組合值，即取由可變荷載效應(yīng)控制的組合值進(jìn)行計(jì)算，且平臺(tái)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值教育資料.大于4 KN/m2，因此取g =1.3, g=1.2。QG故次梁承受的線荷載設(shè)計(jì)值為： q =1.2 ´ 5.25 ´

2、; 2.5+1.3 ´ 14´ 2.5=61.25KN/m11最大彎矩設(shè)計(jì)值為： M=ql 2 =´ 55.75´ 52=174.22 KN × mmax88ql55.75 ´ 5支座處的最大剪力設(shè)計(jì)值為：Vmax= 139.375KN22設(shè)計(jì)要求采用焊接鋼梁，則凈截面模量為：MW =maxxg f174.22 ´106=1´ 215=810325.6mm3xA. 跨中截面選擇查附表 1 選用 I36a，單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為 59.9kg/m 梁的自重為59.9 ´ 9.8 = 587.02 N mI = 1

3、5760cm4 , wxxt= 10mm= 1090cm3 , Ixs = 30.7cm,wB. 截面驗(yàn)算梁自重產(chǎn)生的彎矩為：1M=´ 587.02 ´1.2 ´ 52 = 2201.33N × mg8則總彎矩：M= 174220 + 2201.33 = 176421.33N × mx1） 抗彎強(qiáng)度Mmax176421.33´106= 201.62N / mm2 < f = 215N / mm（2滿足）g×Wxx1´ 875 ´103 mm32） 抗剪強(qiáng)度q = 55.75 ´103 +

4、587.02 ´1.2 = 56.454KN / m教育資料.次梁的最大剪力設(shè)計(jì)值為：V 截面的最大剪應(yīng)力為：max1= ql()2 = 2 ´ 56.454 ´ 5 = 141135Nt = VmaxS141135= 45.97N / mm2 < f= 125N / mm 2（滿足）I t307 ´10Vx w3） 整體穩(wěn)定次梁可作為主梁的側(cè)向支撐，而由于次梁上放置樓板，防止其側(cè)向位移。故不需計(jì)算整體穩(wěn)定性。4)剛度:分別計(jì)算全部荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度工作平臺(tái)次梁的撓度容許值為v =T全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值：l250， v =Ql300q= 43

5、.75 + 0.587 = 44.337 KN / mkT=×v5qTkT× l 3 = 5 ×44.337 ´ 50003= 1 <v T =1 (滿足)l384E × Ix384 206 ´103 ´15760 ´104451l250教育資料.3 主梁內(nèi)力計(jì)算：A. 跨中截面選擇假定平臺(tái)主梁與平臺(tái)柱鉸接連接，次梁傳下來的荷載值： 標(biāo)準(zhǔn)值：F = q l = 44.337 ´ 5 = 221.7KNkk設(shè)計(jì)值：F = ql = 566.454 ´ 5 = 282.3KN主梁的支座反力（不

6、含自重）：R = 1.5F = 1.5´ 283.3 = 423.45KN最大剪力設(shè)計(jì)值（不含自重）：V= R - F282.3= 423.45 -= 182.3KN 最大彎矩設(shè)計(jì)值（不含自重）：max22M= 282.3´3.75- 282.3´1.25 = 705.75 KN.mmax需要的凈截面模量為：W = M x705.75 ´106= 3282558mm3 = 3282.558cm3xg f1´ 215x1） 梁高梁的最小高度：根據(jù)表 5.3 主梁容許撓度v / l = 1/ 400 ，按 Q235 鋼查表 5.10 得：Tl120

7、0h=min1515 = 80cm梁的經(jīng)濟(jì)高度：h = 73 Wex- 30 = 7 ´ 3 3282.558 - 30 = 74cmw考慮到梁截面高度大一些，更有利于增加剛度，所以初選高度為h = 80cm2） 腹板厚度：教育資料.腹板厚度按負(fù)擔(dān)支點(diǎn)出最大剪力需要（考慮到主次梁連接構(gòu)造方法未定，取梁的支座反力）t= 1.5v = 1.5 ´ 423.45 ´103= 6.35mmwh fw v800 ´125ht=w =w1180 = 8.13mm取 t11w= 8mm3） 翼緣尺寸bt = Wxh- tw × hw6= 3282558800

8、- 8 ´ 800 6= 3036.5mm 2w試選翼緣板寬度為 260mm，則所需板厚為t = 3036.5 = 11.68mm選用t = 14mm260截面尺寸如右圖所示梁翼緣外伸長(zhǎng)度b1= (260 - 8) 2 = 126mm翼緣外伸寬度與其厚度之比：126 = 9 < 13 235 / f14y= 13梁翼緣的板的局部穩(wěn)定性可以保證，且截面可以考慮部分塑性發(fā)展。教育資料.B. 截面驗(yàn)算截面面積： A = 2 ´ 26 ´1.4 + 80 ´ 0.8 = 136.8cm20.8 ´ 80380 + 1.4I =+ 2 ´

9、1.4 ´ 26 ´ ()2 = 154725.8cm 4x122154725.8W = 3737.34cm3x41.4梁的自重：g = 136.8 ´100 ´ 7850 ´10 -6 ´1.2 ´ 9.8 = 1262.9N / mk（式中 1.2 為考慮加勁肋等的重力而采用的構(gòu)造系數(shù)，78.50KN/m3為鋼的重度）自重產(chǎn)生的彎矩：1M=´1262.9 ´1.2 ´122 = 10655.6N × m = 10.66KN × mg8式中 1.2 為分項(xiàng)系數(shù)跨中最大總彎矩

10、為：M= 705.75 + 10.66 = 716.41KN × mx梁的內(nèi)力圖如右圖： 1）抗彎強(qiáng)度M x=716.41´106= 191.69N / mm 2 < f = 215N / mm 2（滿足）g×Wxx1´ 3737.34 ´1032）抗剪強(qiáng)度Vmax= 282300 + 1262.9 ´1.2 ´ 3.75 = 287983Ntmax= VmaxS1· 287983= 45N / mm2 < f800 ´ 8v= 125N / mm2 (假定剪力由腹板均勻承擔(dān)）（滿足）說明剪力

11、的影響很小，跨中最大彎矩處的剪力無須驗(yàn)算次梁作用處應(yīng)放置支承加勁肋，所以不需要驗(yàn)算腹板的局部壓應(yīng)力3）整體穩(wěn)定性教育資料.次梁可作為主梁的側(cè)向支撐，因此l1= 300cm,l1/ b = 250 / 26 = 9.6 小于需計(jì)算整體穩(wěn)定性的最大 l1 / b = 16 ，故不需驗(yàn)算端部截面梁段的整體穩(wěn)定性。4）剛度：分別計(jì)算全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用產(chǎn)生的撓度。v = l / 400v = l / 500TQ全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩：1M= 221.7 ´ 3.75 - 221.7 ´1.25 -´1.2629´ 7.52 = 545.37KN

12、× mkT8活荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩：M= (13 ´ 2.5 ´ 2.5) ´ (3.75 - 1.25) = 406KN × mkQv T =M× lkT=546 ´106 ´ 7.5 ´103= 1 <v 1T =(滿足)l10E × Ix10 ´ 2.06 ´106 ´154725.8 ´103778l4001 vQ =1 ×406=< vQ = 1(滿足)l477 545.37641l5004 主梁腹板加勁肋設(shè)計(jì)A. 加勁肋布

13、置已知梁截面尺寸：腹板 800mm´ 8mm,翼緣 260mm ´ 14mm 梁的翼緣的寬厚比(260 - 8) 2235 fy1b = 9 < 13= 13t14235fy235235hw = 800 = 100 < 150= 150= 150t8w教育資料.> 80235235= 80= 80f y235故僅需配置橫向加勁肋。取加勁肋等間距布置a = 150cm < 2hw= 160cm且不大于2.5h = 2.5 ´ 80 = 200mm.0即將腹板分成 5 個(gè)區(qū)格。位于次梁下的橫向加勁肋可兼作支撐加勁肋。如圖所示：B. 各區(qū)格腹板的

14、局部穩(wěn)定計(jì)算1） 各區(qū)格的平均彎矩（按各區(qū)格中央的彎）1M= 287 .988 ´ 0.75 -´ 1.51548 ´ 0.75 2 = 215 .56 KN × mI21M= 287 .988 ´ 2.25 -´1.51548 ´ 2.252 = 644 .14 KN × mI I21M= 287.988 ´ 3.75 -´11.51548 ´ 3.752 - 282.3 ´1.25 = 716.42KN × mIII22） 各區(qū)格平均彎矩產(chǎn)生的腹板計(jì)算高度邊緣的

15、彎曲壓應(yīng)力0o= M I h215.56 ´106 ´ 814= 56.70N / mm2I2Ix2 ´154725.8 ´104教育資料.o= M II h0644.14 ´106 ´ 814= 169.43N / mm2II2IxM h2 ´154725.8 ´104716.42 ´106 ´ 814o=IIIIII 02Ix= 188.44N / mm22 ´154725.8 ´1043） 各區(qū)格的臨界彎曲壓應(yīng)力因梁的上翼緣連有次梁，可約束受壓翼緣扭轉(zhuǎn)，故用于受彎計(jì)算的

16、腹板通用高厚比按下式計(jì)算：、hl = c/ t800 / 8fy235235235w ×=´= 0.565 < 0.85b177177故 s= f = 215 N mm 2cr4） 各區(qū)格的平均剪力（按各區(qū)格中央剪力）V = 287.983 - 1.51548 ´ 0.75 = 286.85KNIV = 287.983 - 1.51548 ´ 2.25 = 280.57 KNI IV= 287.983 - 11.51548 ´ 3.75 - 163.99 = 0I I I5） 各區(qū)格平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力t = VI286.85 &

17、#180;103= 44.82N / mm 2Ih tw w800 ´ 8t= VI II Ih t280.57 ´103=800 ´ 8= 43.84N / mm 2Vw wt=I I I = 0I I Ih tw w6） 各區(qū)格的臨界剪應(yīng)力用于抗剪計(jì)算的腹板通用高厚比： a = 1500 = 1.5 > 1.0故h100041× 5.34 + 4(wwhw/ a 2)l =h / ts800 / 8235235fy23541´ 5.34 + 4 ´ (800 / 2000)2· =´教育資料.= 0.99

18、70.8 < l < 1.2st= 1 - 0.59(lcrs- 0.8)fv= 110.44 N / mm 27） 各區(qū)格的局部穩(wěn)定計(jì)算æ s ö2æ t ö2æ 56.70 ö2æ 44.82 ö2()區(qū)格I：çI ÷+ ç I ÷= ç÷ + ç÷ = 0.234 < 1滿足èøèøotcrcrè 215øè110.44 øæ

19、; sö2æ tö2æ169.43 ö2æ 43.84 ö2()區(qū)格II：çI I ÷ + ç I I ÷= ç÷ + ç÷ = 0.779 < 1滿足èøèøotcrcrè 215 øè110.44 øæsö2ætö2æ188.44 ö2()區(qū)格III：çIII ÷ + ç III ÷= ç÷ + 0 = 0.7