中南大学级钢结构优秀课程设计计算任务书.docx

中南大学钢结构课程设计题目：某钢平台结构部署及设计指导老师：龚永智老师姓名：周晓班级：土木1112班学号：2月25日一、设计任务…………………………………………………3二、设计计算…………………………………………………..4A、楼面板部分……………………………………………4B、次梁部分……………………………………………..4C、主梁部分……………………………………………..6D、柱子部分……………………………………………..16E、连接部分……………………………………………..17（一）.框架主梁短梁段和框架柱节点（焊缝连接）（二）.框架主梁短梁段和梁体工地拼接节点（高强螺栓连接）（三）.次梁和主梁工地拼接节点（高强螺栓连接）三、设计总结………………………………………………….24一、设计任务1、设计题目：某钢平台结构（部署及）设计。2、参考规范及书目：（1）中国建设部.建筑结构制图标准（GB/T50105－）（2）中国建设部.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－）（3）中国建设部.建筑结构荷载规范（GB5009－）（）（4）中国建设部.钢结构设计规范（GB50017－）（5）中国建设部..钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-）（6）沈祖炎等.钢结构基础原理，中国建筑工业出版社，（7）李星荣等.钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，（8）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协.钢结构设计和计算（第二版），机械工业出版社，3、设计构件：某多层图书馆二楼书库楼面结构部署示意图图（根据班级编号我是28号，参考附表一可知：柱网尺寸6×9，活荷载8，永久荷载5，钢材Q345,焊条E50型）。结构采取横向框架承重，楼面板为120mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力路径为：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，次梁按简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600×300×12×18，楼层层高取3.9m。活荷载分项系数1.4；永久荷载分项系数1.2。4、设计内容要求：（1）验算焊接H型钢框架柱承载能力，如不满足请自行调整。（2）设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。（3）设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。（4）设计框架主梁短梁段和框架柱连接节点，要求采取焊缝连接，短梁段长度通常为0.9～1.2m。（5）设计框架主梁短梁段和梁体工地拼接节点，要求采取高强螺栓连接。（6）设计次梁和主梁工地拼接节点，要求采取高强螺栓连接。（7）绘制主梁和柱连接节点详图，次梁和主梁工地拼接节点，短梁段及主梁体连接节点详图，梁体截面详图，KL-1钢材用量表，设计说明等。（8）计算说明书，包含构件截面尺寸估算、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，节点连接计算。二、设计计算依据荷载传力路径：楼面板－次梁－主梁－柱，依次计算各部分受力情况。楼面板部分楼面板为120mm厚单向实心钢筋混凝土板。楼面活载标准值：楼面板永久荷载标准值：楼面板自重已经包含在永久荷载里面，所以不计算。楼面板荷载设计值：楼面板荷载标准值：次梁部分次梁在主梁上方，按简支梁计算。次梁弯矩图：次梁剪力图：单根次梁上最大弯矩为:两端剪力最大值为:选择截面模量最小值：依据截面模量选择热轧H型钢,查附表可知：次梁验算因为选择是热轧H型钢，不用验算局部稳定。又混凝土板覆盖在受弯构件受压翼缘上并和其牢靠连接，能阻止受压翼缘侧向变形，故不用验算次梁整体稳定性。综上分析可知，次梁验算需要对强度和刚度进行验算。抗弯强度检验（翼缘边缘弯曲应力）：抗剪强度检验（腹板处剪应力）：③折算应力（腹板和翼缘交界处）：④刚度检验主梁部分由简化力学模型得悉，忽略连续梁对框架梁荷载影响，只考虑次梁传输荷载。而次梁荷载又分为永久荷载和活荷载两部分，需要考虑荷载最不利部署情况。选择中间一拼框架梁做分析计算，因为将次梁简化为两端铰接，各个部分所传输荷载全部相同。中间一拼框架梁同时承受两个次梁传输荷载。主梁力学简化模型图：主梁截面尺寸待定，先不计主梁自重荷载。集中恒载标准值：Gk=15×9=135kN集中活载标准值：Qk=24×9=216kN集中恒载设计值：G=15×9×1.2=162kN集中活载设计值：Q=24×9×1.4=302.4kN荷载分析：此结构含有对称性，仅对以下六种含有代表性荷载在形式进行分析：①次梁传输集中力恒载②连续梁受满布活载③1跨受满布活载④2跨受满布活载⑤1、2跨受满布活载⑥1、3跨受满布荷载不一样荷载组合下内力图①+②弯矩图：剪力图：+③弯矩图：剪力图：+④弯矩图：剪力图：+⑤弯矩图：剪力图：+⑥弯矩图：剪力图：经过上图比较可知：最不利弯矩为①+⑥组合中：最不利剪力为①+⑤组合中：考虑计算