中南大学钢结构基本原理课程设计优秀.docx

中南大学土木工程学院土木工程专业（本科）

《钢结构基本原理》课程设计计算书

班级：土木***班

指导老师：***

姓名：***

学号：**********

20**年**月

目录

第一部分课程设计题目
一、设计规范及参考书籍……………………………………………………3
二、设计构件…………………………………………………………………3
三、设计内容要求……………………………………………………………4

第二部分设计计算过程
一、结构简化…………………………………………………………………5
二、设计次梁CL-1…………………………………………………………… 5
三、设计主梁KL-1…………………………………………………………… 7
四、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点………………………………14
五、设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点（采用高强螺栓）………16

一、设计规范及参考书籍
1、规范
（1）中华人民共和国建设部.建筑结构制图标准（GB/T50105－2001）
（2）中华人民共和国建设部.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）
（3）中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范（GB5009－2001）
（4）中华人民共和国建设部.钢结构设计规范（GB50017－2003）
（5）中华人民共和国建设部..钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）
2、参考书籍
（1）沈祖炎等.钢结构基本原理，中国建筑工业出版社
（2）毛德培.钢结构，中国铁道出版社
（3）王国周等.钢结构－原理与设计，清华大学出版社
（4）罗邦富等.钢结构设计计算手册（第三册），中国建筑工业出版社
（5）李和华.钢结构连接节点设计手册，中国建筑工业出版社
二、设计构件
某多层图书馆二楼楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值5（0509）、6（0510），楼面板为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。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。框架梁按连续梁计算。

三、设计内容要求
（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0.9～1.2m。
（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，短梁段与梁体制作详图，KL-1钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。
（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。

设计计算过程
一、结构简化
1、次梁：
次梁架于主梁之上可简化为简支梁，简图如下：
2、主梁：
忽略连续梁对框架主梁的荷载影响，只考虑次梁传递的荷载，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，将框架主梁简化为三跨连续梁。简图如下：

二、设计次梁CL-1
1、设计荷载计算
（1）恒载:150mm单向钢筋混凝土楼板
gc=0.15m×25N/m3=3.75KN/m2
（2）活载:楼面活载标准值
qck=6KN/m2
则有恒载标准值：qk恒=3.75kN/m2×4.5m=16.875kN/m
活载标准值：qk活=6kN/m2×4.5m=27kN/m
荷载设计值 ：q=1.2qk恒+1.4qk活=58.05KN/m
次梁中：
最大弯矩设计值：Mmax=18ql2=18×58.05×92=587.76KN/m2
最大剪力设计值：Vmax=12ql=12×58.05×9=261.23KN
2、截面选取
若次梁厚度h<16mm,则其截面模量为：
Wx=Mmaxγxfd=587.761.05×215=2603588.04mm3
可根据截面模量选取次梁，选用Q235热轧轻型工字梁I65，其截面特征为：
Ix=101412cm4Wx=3120.4cm3Sx=1809.4cm3IxSx=56.05cm
A=152.80cm2h=650mmb=200mmt=19.2mmr=22.0mm
tw=12.0mmr1=9.0mmρ=119.94kg/m3
考虑梁的自重：
q1=58.05+1.2ρg=58.05+1.2×119.94×9.8×10-3=59.46kN/m
最大弯矩：Mmax=18q1l2=18×59.46×92=602.03kN/m2
最大剪力：Vmax=12q1l=12×59.46×9=267.57kN

3、强度验算
（1）抗弯强度验算
σ=MxγxWx=602.03×1061.05×3120.4×103=183.75N/mm2<fd=215N/