课程设计钢结构某多层图书馆二楼框架书库
中南大学土木工程学院土木工程专业本科
学号:13 40930
建筑工程系
一、设计资料
工程名称:某多层图书馆二楼框架书库
工程资料结构采用横向框架承重楼面活荷载标准值6kN/m2 ,楼面板为
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150mm厚单向实心钢筋混凝土板,荷载传力途径为楼面板-次梁—主梁—柱—基础.设计中仅考虑竖向恒载和活载作用。框架主梁按连续梁计算.框架平面布置图和柱截面图如图和图2。
工程要求:( 设计次梁截面C—1。
)设计框架主梁截面KL 。
( 设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点要求采用焊缝连接
截面尺寸估算、荷载计算、 内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算.
二、设计参数
混凝土自重: 25kN/m3 厚度 5m粉刷层 17kN/m3 厚度 15mm找平层 20kN/m3 厚度:20m
楼面活荷载的标准值 6kN/m2
水磨石楼面 0.65kN/m2
钢材235强度设计值 fd215N/mm2
钢材25抗剪强度设计值 fv125N/mm2
钢材(Q23 的弹性模量: E2.06105N/mm2
三、设计次梁截面1
.设计荷载
( 恒载—标准层楼面(标准值)
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0.15m25KN/m33.75KN/m2
合计 55 KN/m22活载
楼面活载标准值 6kN/m2
竖向荷载下框架受荷总图
荷载由板到梁传递示意图如下图3所示:a. 荷载标准值
楼面板传恒载=
楼面传递活载=b. 荷载设计值q1.2q恒1.4q活65.097KN/mc. 最大弯矩与剪力设计值
次梁架于主梁之上相当于简支结构计算简图如下图4
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2.确定次梁的截面尺寸
由于设计初钢梁自重未知(考虑安全因素故取
M1.02Mmax1.02659.107672.289KNm次梁所需的截面抵抗矩
次梁选用工字形截面则
1)确定腹板尺寸
梁的经济高度: he73Wx300723.62mm
取 h760m m(hhe)
腹板厚度
取: tw12m m
若翼缘的厚度取 t20mm
则 hwh2t720m m
确定翼缘尺寸
每个翼缘所需的截面面积翼缘板的宽度:
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Wx
A2300207201220640mm2 截面特征图5-1
b0.690.13
0.7930.704
由于b0.6,则:
b'1.07
4确定焊缝尺寸ff w160N/m m2,VVmax292.94KN
S1300203 602 1 6 0m 0m30
故取hf8mm,钢结构在焊接时焊条采用E3列,焊接方法为手工焊.
3.次梁验算
次梁自重标准值: 用25钢材)q自(23002072012)1067.859.8
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1.59KN/m
次梁自重设计值 q’1.2q自1.21.591.908KNm
次梁(包括自重)所承担的最大的弯矩与最大剪力:
( 整体稳定性验算
故次梁的整体稳定满足要求。
(2)局部稳定性验算
故次梁不会发生局部失稳.
( 刚度验算
[]
故满足刚度要求。
4抗弯强度验算
故抗弯强度满足要求.
5抗剪强度验算:
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故主梁的抗剪强度满足要求。
6翼缘焊缝验算
S1300203602160000m m3
图5-2
四、设计框架主梁K1
1.设计荷载
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如图,板荷载传递给次梁,次梁传递给主梁。主梁受自重恒载、次梁传递的集中恒载、次梁传递的集中活载.其中边缘主梁①⑤受力是主梁②③④受力的一半。则以主梁②③④进行研究设计。
主梁计算简图如下图6
主梁截面尺寸待定 因此先不计主梁自重荷载
集中恒载 G(22.74751.59)91.2KN262.845KN
集中活载:Q1.464.59340.2KN
1荷载分析:
由于此结构具有对称性,故仅对以下六种具有代表性的何在形式进行分
析:
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① 次梁传递集中力恒载
② 连续梁受满布活载
③ 1跨受满布活载
④ 2跨受满布活载
⑤ 1、 2跨受满布活载
⑥ 1、 3跨受满布荷载
2 内力计算
① 次梁集中力恒载
M10.175262.8459413.981KNm,M20.100262.8459236.560KNmMBMC0.150262.8459354.840KNm
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