钢结构基本原理专业课程设计

级土木工程专业《钢构造》课程设计任务书钢构造课程是土木工程专业重要实践性教学环节，是对学生知识和能力总结。通过钢构造课程设计，使学生进一步理解钢构造构造型式、构造布置和受力特点，掌握钢构造计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢构造构造规定等。规定在教师指引下，参照已学过课本及关于资料，综合应用钢构造材料、连接和基本构件基本理论、基本知识，进行基本钢构造设计计算，并绘制钢构造施工图。设计题目：钢构造平台梁板柱设计设计资料：(a)(b)(a)梁格布置(b)次梁布置简图钢构造平台梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载（涉及铺板重力）为5kN/m2，荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.5kN/m2，荷载分项系数为1.4；活荷载F=552.9kN,钢材采用Q235，E43型焊条，焊条电弧焊。试对此钢构造平台次梁、主梁和柱子（涉及柱脚）进行设计。规定：1.每位同窗自己独立完毕，不能有任何雷同课程设计计算书，否则都记为不及格；2.课程设计计算书可以手写也可以打印，打印使用A4纸张；3.完毕并提交期限时间为第15周周五（12月9日）。提示：可以参照教材P131例题4-2，P135例题4-4，P149习题4-10，P186习题5-2。《课程设计阐明书》格式规范一、封面规定学生提交正稿封面样式附后。评估成绩必要有教师签名并写出评语。二、正文规范1、字体字号规定①设计标题用小三号黑体、居中，英文标题相应用小三号TimesNewRoman、居中，“摘要”用5号黑体，中文摘要内容用5号宋体，“Abstract”用5号黑体，英文摘要内容用5号TimesNewRoman。②课程设计正文内容第一级标题用四号黑体、靠左；第二级标题用小四号黑体、靠左；正文全文用小四号宋体、英文用TimesNewRoman12。③页码用小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始。④图表标题用小五号黑体，居图表幅宽中间位置。2、内容规定①正文必要按照《湖南农业大学学报（自然科学版）》规定，即涉及完整标题、作者、指引教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参照文献、道谢、附录含计算数据、参照手册有关计算表格等。②文理通顺、说理有据。③图表中文标题下必要有英文对照。三、《课程设计阐明书》装订1、用A4纸单面打印，页面上边距2.5cm，下边距2cm，左边距2.5cm，右边距2cm（左边装订），单倍行距，段前0行，段后0.5行。2、装订顺序封面课程设计任务书正文图纸（或程序清单）湖南农业大学工学院课程设计阐明书课程名称：《钢构造》课程设计题目名称：钢构造平台梁板柱设计班级：2013级土木工程专业班姓名：学号：指引教师：杨敬林评估成绩：教师评语：指引教师签名：11月日钢构造平台梁板柱设计设计资料：见教材P186例题5-2图。(a)(b)(a)梁格布置(b)次梁布置简图钢构造平台梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载（涉及铺板重力）为5kN/m2，荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.5kN/m2，荷载分项系数为1.4；活荷载F=552.9kN,钢材采用Q235，E43型焊条，焊条电弧焊。试对此钢构造平台次梁、主梁和柱子（涉及柱脚）进行设计。0,1.由于预制钢筋混凝土板与次梁上翼缘焊接，可保证整体稳定性，故只需考虑刚度和强度。1）.最大弯矩设计值Mmax151.22.55211.51.42.55263.28kNm2）.型钢需要88净截面抵抗矩WnreqWMmax63.28106280.31103mm3280.31cm3nreqrf1.05215x选用I40b,自重g73.809.8723.24Nm0.723kNmW1139cm3，Ixx22780cm4,tw12.5mmIxx33.6cmr=14.4cm，t=16.5mm，b=144.0mm加上自重后最大弯矩设计值（跨中）M和最大剪力设计值（支座）V如下：maxmax1Mmax63.280.7231.25265.94kNm8Vmax151.21.51.42.550.7231.2552.79kN23）.截面验算：（1）.强度抗弯强度：Mmax65.9410655.14N/mm2f215N/mm2满足FW1.051139103XX抗剪强度：VSmaxX52.7910312.62N/mm2f125N/mm2满足It33612.5vXw局部承压强度：hy14.4t13.516.530.9mmS假设支承长度a100mm,lzahy10030.9130.9mmF1.055.1410333.7N/mm2f215N/mm2满足ctlwz12.5130.9（2）.刚度验算：按荷载原则值计算：g52.50.7231.52.516.97kN/mmkV5gkl4572.35000412.5MMl500020mmmax384EIX38420610322780104250250因此满足规定。2.主梁设计1）.截面选取次梁传来集中荷载设计值F51.22.51.51.42.550.7231.25105.59kN最大弯矩设计值（不涉及主梁自重）为：Mmax52105.97500103105.9500025001031191.38kNm最大剪力设计值：1Vmax25105.9264.75kNWMmax1191.381065541.3103mm35541.3cm3Xf215v1梁最小高度：依照容许挠度l400,查表5－9得hl151031000mmmin1515梁经济高度为：hw15005eW2h3.1W5ex3.1178562155.6cmh730731785630152.7cm取腹板高度hW1500mm,梁高h约为1540mm腹板厚度（按t20mm）wt1.2Vmax1.2264.751041.7mwhfwv1500125t3.5mmw1111取t10mm，需翼缘面积wAxtwh5541.310310155605515.37mm2fh615406b1~1h1~11590530~318mm3535取上下翼缘宽为500mm,厚度为20mm,则A5002010000mm2则244/2012.213f可按某些截面发展朔性进行抗弯强度计算2)截面验算：A1501.02502350cm21I1.01503x12250276.02143645cm4WIx18655.2cm3xh2S50276.075.01.037.5010412.5cm3梁自重（取刚重力密度为76.86kN/m3）:g35010476.862.69kN/m0最大剪力设计值（支座处）V854.611.22.691.5857.02kNmax23Wx235fy1最大弯矩设计值（跨中）M1193.381.22.691.521194.3kNmax8抗弯强度：MmaxrW1194.310660.94215N/mm2满足1.0518655.2103xX抗剪强度：VS856.211031041.50103＝max62.06N/mm2f125N/mm2满足It143645010410vxw局部承压强度：拟设立支承加劲肋，不必验算。3).整体稳定性验算次梁可视为主梁受压翼缘侧向支撑，因此l1/b=2500/500=516,因此不必整体稳定性验算。3.柱子设计设两端铰支柱长9m，承受轴压力设计值N=900kN（涉及自重），分支规定选用热轧普通槽钢，单缀条体系，初定缀条选用1L45×4，面积A1=3.49，最小回转半径iy=0.89cm，缀条倾斜角45°，焊条选用E43型，手工焊，Q235钢。227yAAlxi2i2xy（1）按绕实轴稳定性选取分肢尺寸。已知：lox=loy=l=10m，N=900kN，假设λy=105，查表得φ=0.523。由此得N900000Af0.52321510280.04cm2，iyloyy9008.6cm105选用2【25a，如图所示，A=2×34.91=69.82cm2,iy=9.81cm4,分肢特性：I1=175.9cm4,i1=2.24cm,b1=78cm,y0=2.07cm。验算所选截面：loyyiy90091.74[]1509.81查表得φ=0.61。N900000A0.616982211.32N/mm2f215N/mm2（2）按虚轴与实轴等稳定性拟定分肢间距b0。x90.26lioxxx9009.97cm90.3规定分肢间距：b22019.86cmb=b0+2y0=19.86+2×2.07=24.0cm，取240mm。I2IAb2y207236cm4,i10.18cmx12x91.7422769.8223.499.9720.892IAx（3）柱截面验算。1）整体稳定：l900oxxix88.110.18227xAA1xox91.74y比较λ=88.1和λ=91.74，知λ=λ=91.74xy2)分肢稳定：maxy2bl02(b2y)039.7cm01tantan4539.7217.730.70.791.7469.212.24max3）强度：截面无削弱，可不计算。4）刚度：λ=λ=91.74[λ]=150maxy(4)结论：截面设计满足规定。90.2622769.8223.49