1、1钢结构课程设计说明书1、设计资料工程名称：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 7 ，楼面板为 150mm2kNm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。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用,框架梁按连续梁计算。框架平面布置图和柱截面图如图 1 和图 2。工程要求：（1）设计次梁截面 CL-1。（2）设计框架主梁截面 KL-1。（3）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，短梁段长度一般为 0.91.2m。（4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。（5）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，短梁
2、段与梁体制作详图(1#图纸一张)，KL-1 钢材用量表，设计说明。（6）计算说明书，包括构件截面尺寸估算、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。2、设计参数混凝土自重： 厚度：150mm325/kNm粉刷层： 厚度：15mm17找平层： 厚度：20mm0楼面活荷载的标准值： 26/水磨石楼面： .k2钢材（Q235）强度设计值： 215/dfNm钢材（Q235）抗剪强度设计值： v钢材（Q235）的弹性模量： 52.06/E3、设计次梁截面 CL-11.设计荷载（1）恒载标准层楼面（标准值）水磨石面层楼面粉刷层找平层结构层：150mm 单向钢筋混凝土楼板
3、 23/75./251.0mKNm合计： 5.055KN/m 2（2）活载楼面活载标准值 2/7KN（3）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1.305KN/m23楼面板传恒载= mKNmKN/745.25.4/05.212楼面传递活载= /.31./72b. 荷载设计值mKNqq/39.14.2.1活恒c. 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：KNmqlM895.7239.7182max .1axlV2.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：KNmM35.789.20.12.max次梁
4、所需的截面抵抗矩：364.35.7fWdx计次梁选用工字形截面，则： （1）确定腹板尺寸梁的经济高度： mhxe 67.5307取： )(6eh腹板厚度: tew89.753取： mt12若翼缘的厚度取： 0次梁计算简图 44则 mthw720（2）确定翼缘尺寸：每个翼缘所需的截面面积： 249.36htWAwxf翼缘板的宽度： 23.150mtbff暂取： f（3）次梁截面尺寸特征（如图 5-1）：4933 106.2170281760mIx 369.54.2hW32970036130mSx 43168127Iy 204032AmIiyy 7.6498 2.13607.9yil93.0321
5、.06. b2yb b2y y454.xtAhWhf2350)764.213(036.57.10793. 22 40由于 ，则：b.669.07.280.1 b（4）确定焊缝尺寸截面特征图 5-15KNVmNfw 71.32,/160ax21603SISfhxwf 58.74.1mina51.206.1ft mhf2iax故取 ，钢结构在焊接时焊条采用 E43 列，焊接方法为手工焊。8f3.次梁验算 次梁自重标准值：（用 Q235 钢材）8.95710)5920( 6自qmKN/.1次梁自重设计值： KNm4.2.自q次梁（包括自重）所承担的最大的弯矩与最大剪力：214.7908.1895.7
6、22maxax lMqV53)341()( （1）整体稳定性验算 1973.0251306.59.47max dbfW故次梁的整体稳定满足要求。（2）局部稳定性验算1502357.12ybt f846ywfth故次梁不会发生局部失稳。 (3) 刚度验算 6mEIlqxk 48.10164.20.3849)572(54 ml 8609 故满足刚度要求。（4）抗弯强度验算 226max /15/.130.51247 mNfmNWMd故抗弯强度满足要求。（5）抗剪强度验算： 2293maxa /15/86.4012064.2785 mNfmNtISV vw 故主梁的抗剪强度满足要求。（6）翼缘焊缝验
7、算31216030S 2931max /45.94.85mNtIVw296/7.10.27IyMx21222 /76/0.45.35413 mNfN 故翼缘焊缝折算应力符合。综上所述：次梁为实腹式焊接工字型梁，截面为 230020+72012，如右图 5-2。翼缘与腹板采用焊缝连接，h f=8mm，钢结构在焊接时焊条采用 E43 列，焊接方法为手工焊。4、设计框架主梁 KL-11.设计荷载图 5-27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。其中边缘主梁受力是主梁受力的一半。则以主梁 进行研究设计。主梁计算简图如下图 6：主梁截面尺寸待定，
8、因此先不计主梁自重荷载。集中恒载： KNG845.26.19)5.74.2( 集中活载： Q.3.1（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：2 11 DCBA主梁计算简图 681 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91 次梁集中力恒载 KNmMKNmM 560.23984.2610.,981.4385.2617.02CB 4.5VDA 6.3. KNB 89.17042650C右左 238.左右2 连续梁受满布活载 KNmMKNmM 94.56.9
9、10.,645.29.36175.02CB .3VDA 81. KNB 79256950C右左 3.左右3 1 跨受满布活载 KNmMM0,8.7196.320. 2 KNmCB 235.896.35.435VKNVDA 1.902.,6.18.3940. 95.63592376C右左B 5.4.5.C左右4 2 跨受满布活载 KNmMKNm64.29.3617.0,021 CB 7055VDA .10KNVB 745.296.3075.C右左 18左右5 1、2 跨受满布活载 KNmMKNmM 08.496.317.0,243.5796.3.02VVDA 895815B .,0.7. C右左
10、 KNKN725146377246390 左右6 1、3 跨受满布荷载 mMM0,8.0.2. 2KNCB 745.96375VDA1.94.0B 0.28C右左 KN左右（3）内力组合及最不利荷载项目 工况（+） 工况（+） 工况（+） 工况（+） 工况（+） 最不利荷载M1（KNm） 1038.635 1127.861 413.981 992.224 1174.263 1174.263M2（KNm） 293.5 236.56 861.205 725.56 236.56 861.205MB（KNm） -889.25 -711.78 -622.545 -979.485 -384.585 -97
11、9.485MC（KNm） -889.25 -265.605 -622.545 -533.31 -384.585 -889.25VA（KN） 231.806 251.636 63.251 221.891 261.551 261.551VD（KN） -231.806 -102.911 -63.251 -73.166 -261.551 -261.551VB 左 （KN） -428.639 -408.809 -170.849 -438.554 -398.894 -438.554VC 右 （KN） 428.639 160.934 200.594 190.679 398.894 428.639VB 右 （KN） 330.353 180.998 329.723 379.298 131.423 379.298VC 左 （KN） -330.353 -81.848 66.877 17.302 -131.423 -330.353故由以上计算表知：
