單層平面鋼框架結構分析與設計項目報告

單層平鋼框架結分析與計小組成員課程名稱指導教師

鋼結構基原理日

期：

摘要：本究項目是單層框架結構行分與設小討論形式行分工作，分別計出跨鋼結軸受力件、彎構件、彎構、鉸接連和鋼接接。本組設計案為一次靜定構，初步選定面，得抗彎剛，利用構力學的識畫彎矩剪和軸圖最后進各構件的度剛度和定性驗算。前言：鋼構近年來我國應用得到快發(fā)這結構以其強高自重抗震能好、施速度、工業(yè)化度高可重使用率高有利環(huán)保等一列優(yōu)點在建筑結中得廣泛應用另外結構質均勻，合力假定。與他結構比鋼結的理設計結果與驗差很也是鋼結的特之一是由于結構與在筑結中應用廣的鋼混凝結構相比充任相受力能的件，截面廓尺小、構件長和件較薄弱。因，鋼構分析理尤其是定性理論發(fā)展不僅僅具理論的意，而且具重要實用價值課作為建筑結構程技術專核心程、筑工程系他各業(yè)平臺課程自筑鋼構工技術專業(yè)成以課建設步伐一直有停課建設隨鋼結構業(yè)的長步伐學新理建鋼構行的發(fā)展相應，相調在課內容系實訓項開等方力能夠真實現(xiàn)鋼構施崗位力要求，課程習與企業(yè)位能能夠好的銜接《結構本原》課組成員加了課建設的步了很節(jié)假和休息時間外調研、專研討網(wǎng)收集手段取了大量施工線相關資課建資源建設校本講義作等編積累了大的素前所有建任務照計基本成在即驗收際幾個星期以的設歷特別是課立項設這一段間作一個要總。

一、前工作1.1總體路首根《鋼構本原課研究設計明書給出的的層平鋼框架構圖小內共討論析了結構各個件并且進組分工作別研各結構之的連等等，找各部結構需的技術法和及到的知點，隨在課本中到相部分的內我在查過程中發(fā)現(xiàn)本對鉸剛柱頭計的內容紹的少去書館借資和相書籍大家的多番論，我整理出了種設方案及可性措。然我們將設方案給指導老審核老給出議和導后我不斷思考論和改終定出一種合理設計方案給指老師審核過后我們始進行下期工。1.2項目容本組研究的要內有分計算與截選擇構構件接的設計鋼構軸心受構件設計、鋼構受構件設計、鋼構壓構件的設。我所設計的框架超靜定結此能接根結構件所的外來確定架的內力而需要據(jù)鋼結構計要初選定截面寸確定各構件抗彎剛度EI，后根結構學的知識用力解超靜定方，而可求解其軸力圖剪力和彎圖此軸心壓柱受柱和彎柱別進強度剛度和穩(wěn)性的算，若有項不合，需重新選截面再次進行力的計，直至所構建滿足強度剛度穩(wěn)定的要求。1.3可行分初擬定的方存在大缺陷根構分別軸心受力構彎構和壓彎件由于力性的不同各構件于強剛和穩(wěn)定等面的求不相同因此抗彎度的小相也較大開始定的根構件的彎剛相等得非不合理續(xù)的面選和驗算工可能十分復雜要次選才能得合的截面，響之的柱頭和腳的計與算。因此行性低。第個方案中先根經(jīng)驗定各構件抗彎度帶入整體算顯得較靈

活有利于減選取面的時間修改概率因此可行較高1.4實施劃本成員共有8人四小組一進受壓的設計受梁的設計的計的接以及柱基礎連接首第一步進的是心受壓柱設計所的心壓力選合適截面進計算并驗其剛與整體穩(wěn)性。第步進行的壓彎的設計梁所受彎選擇面并驗算剛度穩(wěn)定性同時進行心受柱柱頭與腳的計。第步進行壓柱的計所軸心壓力彎矩擇合適的面并行強度剛度與穩(wěn)性的算。第步進行的剛接頭與柱腳設計完成個平面框的設。1.5預期果雖初步擬定方案行性較低是仍然在著可行性通過設三個件采用的一個彎剛度EI進內力析，面選取，度剛與穩(wěn)定性的算初擬定方案行采用此種案不可則用第二種案，重假定這三構件抗彎剛度EI、、EI，后進行力分析，面選，2強剛度與穩(wěn)性驗，成功的出軸受壓，梁，壓柱所型鋼。二、項分析設計2.1初選面經(jīng)多次選擇最終定截面：軸受壓柱：軋型HW175

175

7.5

11受構件：熱型HN350

175

7

11壓柱：熱軋

200

8

12

2.2內力析計算根據(jù)初選截，可得出Ix=12980cmI=4717cm3X此構為一次靜定構，將（1）斷開，再一對力X得到定體系（圖分別出軸力，力F，布載q1q2的矩以及軸力剪力。列次定結構方程：

11

1p

112(6)(64)72144p

1(3600)EI(360040EI

EIEI3帶公式）得X

46298.2597176II372144II帶數(shù)據(jù)得X1=669.94

kN

xyxy2.3軸心壓設計（1）用熱H型計長度

l

ox

359.45oy設（類表4.2，=0.8070.807215

38.62cm

l359.45i5.9960選HW175×××1151.43

i7.53i4.37x（2）面驗47.74

x,軸的屬b類截由y

A

30.673

2

193.6Nmm2f215

2因選用熱軋鋼，部穩(wěn)定與度可驗算

y1y12.4受彎件計（1）設梁自重

kN

則

W

M95.970.6

743

mm

（2）用

HNcmx

，重與假設符截

icm，A，I12980yx

4（）于選截時，整體穩(wěn)系是參普通工字假定，對H型鋼按下式算

l6000111.077175350

y

l6001i3.95y求穩(wěn)定系數(shù)

AhWyx

fy0.83741.70.6780.6

1.07

0.654（4）體穩(wěn)驗算Mx'x

95.970.654741.7

197f整穩(wěn)定滿足

yIllyIll（5）度驗：Ml95.976000Tl1012980l剛滿足由型鋼腹板厚，必驗算抗強度且寬比較小，必驗局部穩(wěn)定2.5壓彎件計根規(guī)定

又據(jù)

l0ix所

ix

l400l02.67cmicm150150所根據(jù)附表7.2型表給的熱軋H型，經(jīng)過次選取選型200×200cm

,I

，I

4，ii，y

N=kN=kNm根

K

13017.2600I400

查6.7，得到

1.17

iyyyiyyy1NM39.366xA63.53472xnx

mm

fmm

（2）算彎平面的穩(wěn):xx

54.29查附表4.2

0.863'Ex1.1x

63.5354.29

6

NA

MxM

NN'Ex

280.063

2

1.039.3662803472357.4786.97.632215Nm2340079.681505.02查表4.2，

y

b

f4400023544000所算構件為構右壓彎柱彎和橫荷載用結產生同向率，故

另tx280.066x0.69620.926b1

63.3390.03153.36215N/mm

xx4

339.366x0I2247174

117.12/

min

h280.0639.366xI4

/mm

0

min

1.6腹：250.525tf

10013t122.6鉸接頭計

1、端設置支承勁：235105mmfy（1）承加肋在板平面外穩(wěn)定Z慣性

Iz

110.71212

cm

42.35

iz

Iz

14.53cm

32.80ib截面查附表得600)A12

3

16.51N/mmf215Nmm

2（）端部承壓度查表1.1可，

f

325N

2

3/mmfN/mm175

（）支承加勁與腹板的接焊，焊條使E43fw/2查表1.2可，ft8.4mmfht206.8mmhmmfminf69.943/mm20.7hl20.7f

f

/

所該加勁肋足要。

2在柱板處設置縱加肋：在端設置柱板，柱頂板取積為10mm設腳尺寸f

21521546225mm

2條側焊長度

lw

1N2hfwf

m則1條縫長

l

l2

mm

，

lmm所加勁肋尺為

hb(s

2152

)103.75ts

b103.75smm1515

，以

t

取10mm（）加勁肋在板平面外整體定y軸慣性

I

384cm

1001000mm2

2i

I

2.9cm

y

l0i2.9y查表4.2得

類30.9992

Nmm

fN

（）側面角焊強度驗算b317485002

222fn222fn

f

M661748500W2w

74.94/

f

69.94349.96N/2l100wff

74.941.22

2

(49.96)

2

79.18N/mmw160N/mmf

22.7鉸接腳計，用，焊條E43型采C15混土，（1）板尺

fN/mf

3

93047.2mm

2采寬300mm，長的底板，毛積A=450減去錨栓孔積）大于所凈面基對地板的力為

5.2/

2底的區(qū)格有種，圖所示放，現(xiàn)別計其單位寬的彎區(qū)為邊支板

150

，表4.7，α=0.0606M1

2

150

2

7090.2區(qū)為邊支板

0.43

，表4.7，β=0.0462

0.0462

7357.35N區(qū)為臂部

wwM

1122N2這種區(qū)格的矩值近，不必整底平面寸和隔板置，大彎矩為M

7357.35N底厚度

6M6max215

?。ǎ└舭逵嬎銓逡暈閮芍в诹旱暮喼?，其荷載

/隔與底板的接（慮一條）正面焊縫

f

，

f

，縫強計算f

1.22

mmfwN/mmf

隔與靴梁的接（側一條焊）為面角縫所受隔的支反力1R780175682502設

f

，焊縫長度R68250l0.7fw0.7ff

mm取板高100mm,設板厚度t=10mm>175/50=3.5mm驗隔板抗剪強度

R

1.5

68250max102.4N/mmfN/mmM

max

12N8

10

5

N/

2

f215/

2

（）靴梁計算靴與柱身的接4條焊縫）按受的壓N=669.94kN計算，焊縫側角焊縫，

hf

，其長度l

40.7fw40.7ff取梁高200mm設梁厚t=10mm，算抗剪彎強度62.5137.5112937.5Nmax

1.5

112937.5maxN/mm

125mm

10

5

N/mm

2

f215mm

2靴與地板的接焊和隔板與板的接焊傳遞全部的壓縫的腳尺均為

mmf

，

l

669.94160

顯，焊縫的際計已超過此柱與基礎的接構采用兩個20mm的栓。2.8剛接頭計計算度：取腳尺寸焊長度：

h10mmf

，口取10mm長

s壓壓s壓壓ll

39.3618539.36215

55.3m200m46.6mm200ml

w3

80.062160

mmm所焊縫都符要求加勁的驗算：上兩襯板對處各置一加勁上加勁受拉下加勁受壓以需驗下部加勁。加肋尺寸：

h176b4045.93030

取

bmmsts

bs15

且

ts

取

t20mms

取

mm（1）勁肋腹板面外的穩(wěn)t

w

235fy

120Iz

11221212A59.2

iz

Iz2.38A

h200iz

查得：

（b類39.36611.2

4

NA2

N

2

f

2

壓2壓壓2壓（2）部承強度算查表1.1

f325/mm

239.36611.24N

N11.2A

12

28N/mm

/m（3）勁肋腹板連接焊縫fw/mm查，ffN11.24/mm0.7hl0.72f

f

wf

160N/mm

所該加勁肋合要2.9剛接腳計剛柱腳設計與驗支反力

kNM0.64底懸伸長度

c40mm

靴厚度

底寬度

200280mm

0.64l280l

6

f

c

maxmaxl123.5mm

取

280l558

max

MN/bl

mmblbl2

1.82N/mm

1.80Nmm

3

/mm

2底的區(qū)有三種，分別算其單位度的矩區(qū)為四邊支板

查得

0.0536

M1

1

2

1.82186

2

N區(qū)為三邊支板

b93a200查得

0.0511

M

a200max1

3740.52N區(qū)為懸臂部11M(222取大彎矩

M

max

3740.52t

63740.52max215

10.2mm故底板厚為隔計算

20

隔

1.83N

取

h，f

f

200

/mm

f

wf

160/

N0610A0.

6.79f/mm

R

12

34224N

設

f

v1v1Rl0.7hfff

取

h200

，設板厚

tmm

50（3）算抗抗剪度：max

V3422425.7N/2f125mmh200t

2M

max

18

1711200N