中南大学钢结构课程设计.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》课程设计任务书

题目：钢框架主次梁设计

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目录
TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc313650104"一、设计条件2
HYPERLINK\l"_Toc313650105"二、设计内容和要求3
HYPERLINK\l"_Toc313650106"三、设计次梁截面CL-1PAGEREF_Toc313650106\h4
HYPERLINK\l"_Toc313650107"3.1次梁荷载设计（不含次梁的自重）4
HYPERLINK\l"_Toc313650108"3.2次梁截面设计5
HYPERLINK\l"_Toc313650109"3.3次梁截面验算5
HYPERLINK\l"_Toc313650111"四、框架主梁内力组合及其计算5
HYPERLINK\l"_Toc313650112"4.1主梁荷载设计5
HYPERLINK\l"_Toc313650113"4.2主梁截面设计10
HYPERLINK\l"_Toc313650114"4.3主梁截面验算11
HYPERLINK\l"_Toc313650118"五、设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点13
HYPERLINK\l"_Toc313650119"5.1计算拼接点荷载13
HYPERLINK\l"_Toc313650120"5.2螺栓连接设计13
HYPERLINK\l"_Toc313650115"六、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点17
HYPERLINK\l"_Toc313650112"6.1焊缝尺寸确定17
HYPERLINK\l"_Toc313650113"6.2焊缝截面特征18
HYPERLINK\l"_Toc313650114"6.3焊缝受力分析18
HYPERLINK\l"_Toc313650125"七、设计体会20
HYPERLINK\l"_Toc313650126"八、参考文献21



一、设计条件
某多层钢框架结构三楼楼面结构布置如图1所示，结构采用横向框架承重，柱网布置尺寸及楼面活载大小详见“五附图”。楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，楼层装修从下至上具体如下：轻钢龙骨吊顶(0.2<标准值>)→框架钢梁→150mm厚实心钢筋混凝土板(25<标准值>)→水磨石面层(包括20mm厚水泥砂浆找平，0.65<标准值>)。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作用，框架主梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。

结构布置柱网尺寸及楼面活荷载大小
组别主梁跨度B(mm)次梁跨度L(mm)楼面活载标准值(kN/m2)1840090005.02840090007.03800084006.04800084008.05800090006.0√6800090008.0
以下设计中钢材选用Q235。

二、设计内容和要求
（1）进行次梁CL-1截面设计。
（2）进行框架主梁KL-1截面设计，并绘制施工图。
（3）进行框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点设计，短梁段长度一般为0.9～1.2m，要求采用高强螺栓连接，并绘制施工图。
（4）进行框架主梁短梁段与框架柱连接节点设计，要求采用焊缝连接，并绘制施工图。
要求：提交设计计算说明书一份，框架主梁KL-1施工图（一号图）一张。
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（包括截面板件连接焊缝设计）、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。
计算书按中南大学课程设计统一格式编制，要求文本规范、层次分明、字体工整，图表准确，并按以下顺序装订成册：封面、设计任务书、目录（应标明各章节页码）、设计计算正文文本、设计体会、参考文献（按规范格式书写）、封底。
施工图绘制包括：
绘制框架主梁短梁段与梁体制作详图、框架主梁短梁段与柱连接节点详图、短梁段与主梁梁体连接节点详图，KL-1钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。
施工图图面布置合理，比例适当，图面整洁，线条清楚，文字采用宋体或仿宋体，符合制图标准，达到施工图要求。

三、设计次梁截面CL-1
1.次梁荷载设计
（1）荷载标准值
1）由于次梁可以看作是两端铰接的，为了简化计算，只将次梁两侧的楼面荷载以及楼面板自重加入计算，荷载的标准值如下
楼面活载：；
2）根据楼面板的构造可知
楼面混凝土自重：；
（2）荷载设计值：

（3）最大弯矩与剪力设计值
次梁架于主梁上，相当于简支梁结构，计算简图如下
次梁荷载分布图：

次梁弯矩分布