鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計總結(jié)

建筑工程系04級建筑工程專業(yè)《普通鋼屋架課程設(shè)計》總結(jié)

依據(jù)建筑工程專業(yè)教學(xué)大綱的要求結(jié)合我系培養(yǎng)計劃，繼《鋼結(jié)構(gòu)》課程結(jié)束后，進(jìn)行為期一周的普通鋼屋架課程設(shè)計。本次課程設(shè)計主要目的是提高學(xué)生的實際操作能力，使學(xué)生將其所學(xué)理論性極強(qiáng)的知識加以運(yùn)用和理解。并通過講解和指導(dǎo)使學(xué)生掌握實際設(shè)計工作的方法、步驟、內(nèi)容和應(yīng)注意的問題。建筑工程系04級建筑工程技術(shù)專業(yè)專科班從201*年6月5日開始至201*年6月10日結(jié)束，按照《隴東學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)大綱》和《普通鋼屋架課程設(shè)計任務(wù)書》的要求和《普通鋼屋架課程設(shè)計安排》比較圓滿地完成了實踐教學(xué)任務(wù)。現(xiàn)具體總結(jié)如下：

一、在系領(lǐng)導(dǎo)和教研室主任的高度重視下，課程設(shè)計的準(zhǔn)備工作充分：

本次課程設(shè)計在實施之前，由我系主管教學(xué)的劉主任和結(jié)構(gòu)教研室主任張老師提前安排并給于指導(dǎo)，任課教師張韜負(fù)責(zé)編寫了《鋼結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)大綱》和《普通鋼屋架課程設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書》，并做出了《普通鋼屋架課程設(shè)計安排》。對學(xué)生進(jìn)行分組，準(zhǔn)備了兩個教室作為繪圖室，并通知學(xué)生做好繪圖儀器、繪圖鉛筆、橡皮，刀片，膠帶，繪圖紙的準(zhǔn)備工作。

由于準(zhǔn)備工作充分、到位，指導(dǎo)教師認(rèn)真負(fù)責(zé)，動員及時，學(xué)生興趣高，使整個課程設(shè)計按計劃有條不紊地展開，取得了較好的效果。

二、主要完成的實踐教學(xué)任務(wù)：

從6月5日至6月10日，04級專科班45名同學(xué)安原計劃完成課程設(shè)計作業(yè)任務(wù)。本次課程設(shè)計分為四個環(huán)節(jié)，首先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)教材，理解課程設(shè)計任務(wù)，做好設(shè)計前的準(zhǔn)備工作；第二、進(jìn)行荷載計算，確定計算簡圖，并計算桿件的內(nèi)力，進(jìn)行桿件設(shè)計和節(jié)點設(shè)計，書寫計算書；接著初定草圖，小組成員討論交教師審核；最后繪制結(jié)構(gòu)施工圖。

課程設(shè)計開始后，結(jié)構(gòu)教研室首先作了設(shè)計動員，講解了課程設(shè)計的目的和意義，宣布了設(shè)計安排，并提出了具體的要求。指導(dǎo)教師對設(shè)計任務(wù)書及指導(dǎo)書做了詳細(xì)的講解，使學(xué)生明確了課程設(shè)計的步驟，方法，以及計算書的計算內(nèi)容，繪圖要求等。在課程設(shè)計期間，學(xué)生以聽、看、記、問、動手計算，邊參照教材設(shè)計實例和指導(dǎo)書，邊思考，提出問題，解決問題，糾正計算錯誤，加深理解。教師則在設(shè)計過程中采取引導(dǎo)，提示，講解，個別輔導(dǎo)等方式確保了每位同學(xué)都

能掌握屋架選型原則，材料選用，荷載的整理計算，構(gòu)件截面的選擇，桿件計算簡圖，處理計算結(jié)果等。使得計算結(jié)果準(zhǔn)確，計算書整體，圖文并茂，培養(yǎng)了良好的設(shè)計工作作風(fēng)。經(jīng)過6天的艱苦工作，完成了課程設(shè)計任務(wù)指導(dǎo)書所要求的全部內(nèi)容。學(xué)生在短期內(nèi)，完成繁重的設(shè)計繪圖任務(wù)，鞏固了所學(xué)的理論知識并初步運(yùn)用，取得了較為良好的實踐教學(xué)效果。

通過艱苦的課程設(shè)計工作，使學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范體系有了初步的認(rèn)識。使學(xué)生了解了設(shè)計工作特點，增強(qiáng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的實踐能力，促進(jìn)了建筑工程專業(yè)思想的形成。

通過課程設(shè)計，學(xué)生初步接觸到結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)制圖規(guī)范要求繪制施工圖，使同學(xué)了解到建筑技術(shù)活動不能隨心所欲，也必將引導(dǎo)他們在學(xué)校期間加強(qiáng)建筑法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范政策方面的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生通過認(rèn)真的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，正確地處理計算結(jié)果，做到結(jié)構(gòu)安全與技術(shù)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，技術(shù)規(guī)范和政策法規(guī)相結(jié)合，耐心與細(xì)心相結(jié)合，對寫出的計算書和繪制的施工圖認(rèn)真校核后上交指導(dǎo)老師。

通過兩周周的課程設(shè)計，在指導(dǎo)教師耐心、細(xì)致地指導(dǎo)下，使學(xué)生認(rèn)識到結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠D苦細(xì)致的工作，是與人的生命財產(chǎn)息息相關(guān)的重要工作，認(rèn)識到工作效率的重要性，了解到建筑行業(yè)對工程技術(shù)人員的綜合素質(zhì)要求較高。學(xué)生認(rèn)識到要搞好結(jié)構(gòu)設(shè)計，技術(shù)人員必須具備扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，較強(qiáng)的組織管理和協(xié)調(diào)能力，要有吃苦耐勞，嚴(yán)守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作和愛崗敬業(yè)精神，要有嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、一絲不茍的工作作風(fēng)，才能保證設(shè)計任務(wù)的按期完成，才能保證設(shè)計質(zhì)量符合規(guī)范要求，才能指導(dǎo)施工�？记诓捎煤灥奖�，培養(yǎng)了同學(xué)守時守紀(jì)的習(xí)慣。

三、本次課程設(shè)計存在的問題及今后注意事項

1.通過本次課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)的理解有一定的局限性，今后應(yīng)加強(qiáng)實踐認(rèn)識部分的學(xué)習(xí)。

2.個別同學(xué)紀(jì)律意識不強(qiáng)，交談時聲音大，在課程設(shè)計中下課時間不休息，上課時間隨便出入教室，影響其他同學(xué)繪圖，有可能造成不好的影響。

3.遲到早退現(xiàn)象較為普遍，更有連續(xù)曠課的學(xué)生，不能及時改正。4.個別同學(xué)繪圖很不認(rèn)真，對制圖，力學(xué)等知識復(fù)習(xí)不扎實，還有不正確使用繪圖儀器的現(xiàn)象，還有同學(xué)動手繪圖不及時，上交設(shè)計成果超出規(guī)定時間，反映這部分同學(xué)對課程設(shè)計目的不明確，態(tài)度不太端正。

總之，通過這次實踐教學(xué)，達(dá)到了教學(xué)要求和目的，積累了實踐教學(xué)經(jīng)驗。所有同學(xué)最終都完成了設(shè)計任務(wù)，并在設(shè)計中能及時改正上述存在的問題，從而保證了整個設(shè)計有序進(jìn)行，對不按時上交設(shè)計成果的同學(xué)和設(shè)計不合格，曠課嚴(yán)重的同學(xué)作出了重新設(shè)計的處理。收獲和成績是主要的，對上述存在的問題在后續(xù)教學(xué)中注意采取措施防范。應(yīng)加強(qiáng)力學(xué)和制圖等基礎(chǔ)課程的教學(xué)，在設(shè)計中聯(lián)系理論知識的內(nèi)容，將使學(xué)生更容易掌握結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，繪制施工圖的圖技巧，更容易學(xué)好后續(xù)課程。加強(qiáng)訓(xùn)練學(xué)生獨立思考和解決問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、一絲不茍的工作作風(fēng)，加強(qiáng)紀(jì)律觀念和吃苦耐勞的精神，增進(jìn)了他們對專業(yè)的了解，在今后的學(xué)習(xí)、工作和生活中加嚴(yán)格要求自己，為畢業(yè)設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)，形成良好的學(xué)風(fēng)，把自己培養(yǎng)高素質(zhì)，既有思想又有技術(shù)的高素質(zhì)專門人才,從而適應(yīng)激烈的市場競爭，為就業(yè)創(chuàng)造條件。

201*年6月19日

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鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程

設(shè)計報告

班級土木11班指導(dǎo)老師龔永智老師姓名xx學(xué)號xxxxxxxx201*-2-20

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目錄

一、構(gòu)建整體信息及其簡化模型二、樓蓋荷載計算及次梁設(shè)計2.1結(jié)構(gòu)材料材質(zhì)22荷載組合計算

23計算最大彎矩與剪力設(shè)計值2.4確定次梁的截面尺寸2.5次梁驗算

三、框架梁內(nèi)力組合計算及其設(shè)計3.1力學(xué)模型分析及其內(nèi)力計算3.2框架梁的設(shè)計及驗算四、驗算框架柱的承載能力

五、主梁短梁段與柱的焊縫連接設(shè)計

5.1焊縫處內(nèi)力計算5.2焊腳尺寸的設(shè)計5.3驗算焊縫強(qiáng)度

六、設(shè)計框架主梁短梁段與梁體工地高強(qiáng)螺栓拼接節(jié)點6.1連接處內(nèi)力計算：6.2高強(qiáng)螺栓的連接設(shè)計七、次梁與主梁的連接八、參考文獻(xiàn)

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一、構(gòu)建整體信息及其簡化模型

某多層圖書館二樓書庫樓面結(jié)構(gòu)布置圖如圖1，結(jié)構(gòu)采用橫向框架承重，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值4kNm2，樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值5kNm2,樓面板為120mm厚單向?qū)嵭匿摻罨炷�土板，荷載傳力途徑為：樓面板－次梁－主梁－柱－基礎(chǔ)。設(shè)計中僅考慮豎向荷載和活載作用。框架梁按連續(xù)梁計算。其中框架柱為焊接H型鋼，截面尺寸為H600×300×12×18，樓層層高取3.9m.

二、樓蓋荷載計算及次梁設(shè)計

簡化要點：

（1）板面荷載按單向板分布；

（2）次梁與框架梁鉸接連接，各次梁受力相同，可任取其中一根分析；（3）框架梁按連續(xù)梁設(shè)計，應(yīng)考慮荷載的最不利位置。

1.結(jié)構(gòu)材料材質(zhì)

Q345鋼，f310N/mm2,f2v180N/mmE50焊條，fwf200N/mm2

2.荷載組合計算

樓面板永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：gk5630kN/m樓面板自重標(biāo)準(zhǔn)值：250.12618kN/m

樓面板活載標(biāo)準(zhǔn)值：qk4624kN/m

樓面板恒載設(shè)計值：gd30181.257.6kN/m樓面板活載設(shè)計值：qd241.433.6kN/m組合均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：30182472kN/m組合均布荷載設(shè)計值為：57.633.691.2kN/m

3.計算最大彎矩與剪力設(shè)計值

在設(shè)計荷載作用下的最大彎矩為：

M121max8ql891.282729.6KN/m

V11max2ql291.28364.8kN

4.確定次梁的截面尺寸

次梁所需的截面抵抗矩(鋼梁自重未知，故考慮安全系數(shù)1.02）：

W1.02M1.02729.61062.4106mm3xfd310次梁選用H形截面，則選用HN600×200.查表得其截面特征：

HB600200Ix78201*04mm4Wx2.61106mm3理論重量：106kg/mi

x241mmt111mmt217mm截面面積：13520mm2若考慮梁的自重：

q191.21.21069.810392.45N/mmM121max8q1l892.4582739.60kNm

V11max2q1l292.458369.80kN5.次梁驗算

（1）按抗彎強(qiáng)度驗算

Mx739.60106223269.88N/mm310N/mmxWx1.05261010故次梁的抗彎強(qiáng)度滿足要求。（2）抗剪強(qiáng)度驗算

V369.80103S(600172)1159.40N/mm2180N/mm2故次梁抗剪強(qiáng)度滿足要求。(3)剛度驗算

5q4kl5(721859.8103)80004384EI2.0610578201*0424.43mml25032mmx384故滿足剛度要求。

綜上所述，HN600×200型鋼滿足要求。

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三、框架梁內(nèi)力組合計算及其設(shè)計

1、力學(xué)模型分析及其內(nèi)力計算

荷載的傳力途徑為：樓面板－次梁－主梁－柱－基礎(chǔ)。樓面板和次梁的自重等恒載通過次梁傳遞到主梁，根據(jù)以上的簡化，次梁簡化為兩段鉸接，故以集中力的形式將力傳遞到主梁上。在計算恒載時，由于主梁的截面尚未選定且主梁自重所占比例較小，可先不考慮在計算范圍內(nèi)。框架主梁設(shè)計簡圖：

由次梁傳到主梁上的集中力如下：

恒載標(biāo)準(zhǔn)值：gk4881069.81038392.31KN活載標(biāo)準(zhǔn)值：qk248192KN恒載設(shè)計值：G1.2392.31470.77KN活載設(shè)計值：Q1.4192268.80KN對于連續(xù)多跨梁，有如下規(guī)律：

（1）支座處最不利荷載組合是將活荷載滿布于此支座所在的兩跨，其余跨相鄰布置活荷載；

（2）跨中截面的最不利荷載組合既是將活荷載滿布于此跨，其余跨相鄰布置活荷載。

由此可以得到5種最不利荷載組合。

①集中活荷載作用于第1單元②集中活荷載作用于第2單元③集中活荷載作用于第1、3單元④集中活荷載作用于第1、2單元⑤集中活荷載作用于第1、2、3單元

a．恒載與情況①的組合荷載引起的主框架梁彎矩圖和剪力圖

G+QGG

上圖為剪力圖(KN),下圖為彎矩圖(KNm）

b．恒載與情況②的組合荷載引起的主框架梁彎矩圖和剪力圖GG+QG

上圖為剪力圖(KN),下圖為彎矩圖(KNm）c．恒載與情況③的組合荷載引起的主框架梁彎矩圖和剪力圖

G+QGG+Q

上圖為剪力圖(KN),下圖為彎矩圖(KNm）

d．恒載與情況④的組合荷載引起的主框架梁彎矩圖和剪力圖G+QG+QG

上圖為剪力圖(KN),下圖為彎矩圖(KNm）

e．恒載與情況⑤的組合荷載引起的主框架梁彎矩圖和剪力圖G+QG+QG+Q

上圖為剪力圖(KN),下圖為彎矩圖(KNm）

由以上五種情況可知：

梁在恒載與情況②的組合荷載作用下彎矩最大Mmax1243.81KNm梁在恒載和情況③的組合荷載作用下剪力最大Vmax403.39KN。

2、框架梁的設(shè)計及驗算

所需截面模量為（鋼梁自重為止故考慮安全系數(shù)1.02）：

1.02M1.021243.81106Wx4092536mm3

fd3102.1、腹板高度(1)梁的最小高度

根據(jù)正常使用極限狀態(tài)的要求，梁在荷載標(biāo)準(zhǔn)值的作用下的撓度不得超過設(shè)計規(guī)范規(guī)定的容許值[]l/n。據(jù)此可得到簡支梁的最小高度為

nxfh1340103n=300lminnxfl3001.053101201*874.48mm

13401031340103(2)梁的經(jīng)濟(jì)高度hmin經(jīng)濟(jì)高度經(jīng)驗公式為

h73Wx300734092536300819.7mm

取腹板高度hw1000mm2.2、腹板厚度

twh/3.59.0mm

取tw14mm2.3、翼緣板的尺寸

11翼緣寬度：b,h180mm,300mm,取b260mm

53又：AftAfbWxtwh4092536109003047mm2h69006304712.2mm,取t16mm.250初選截面如圖所示：

2601614000161

2.4、主梁的截面特性

I1x12260100031122601410003233072362411mm4WIxxh/26144725mm3I11296814321y1216260347090683mm4S96816968968x16260221443686512mm32A2260161496821872mm2iIxxA307236241121872374.8mmiIyyA470906832187246.4mm2.5、翼緣與腹板連接焊縫計算

fwf200N/mm2,VVmax403.39KNS126016(169682)2046720mm32,hVS1f11.4fw1403.3910320467200.96mmfIx1.4201*072362411hfmin1.5tmax1.5166mm,hfmax1.2tmin1.21416.8mm取hf12mm，鋼結(jié)構(gòu)在焊接時采用E50系列焊條，手工焊。2.6、主梁截面驗算

主梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：q"218727.859.81061.68kN/m

11

主梁自重設(shè)計值：1.2q"1.21.682.02kN/m

主梁（包括自重）所承受的最大彎矩與最大剪力按照近似計算：

11"MmaxMmaxq"l21243.812.021221280.17kNm8811"VmaxVmaxq"l403.392.0212415.51kN22(1)抗彎強(qiáng)度驗算

考慮部分發(fā)展塑性變形取x1.05

M1280.17106198.4N/mm2310N/mm2,

xWx1.056144725所以抗彎強(qiáng)度滿足要求(2)抗剪強(qiáng)度驗算

VSx415.51103368651235.6N/mm2180N/mm2

Ixt307236241114所以抗剪強(qiáng)度滿足要求(3)局部承壓強(qiáng)度驗算

跨中集中力：F470.77268.80739.57kNlza5h201*16280mm局部壓應(yīng)力：

F739.57103188.7N/mm2310N/mm2twlz14280(4)折算應(yīng)力驗算

由內(nèi)力圖可知，最大彎矩和剪力發(fā)生的截面（跨中）很接近，可當(dāng)成發(fā)生在同一截面來驗算，且在跨中作用有集中荷載。因此需驗算跨中截面腹板與翼緣處折算應(yīng)力：

2c2c32192.12188.72192.1188.7335.62200.2Nmm2310N/mm2式中,,,c--------腹板計算高度邊緣同一點上同時產(chǎn)生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力

My11280.17106484192.1Nmm2，跨中截面腹板與翼緣處其中,xIx1.053072362411正應(yīng)力

折算應(yīng)力滿足。

(5)整體穩(wěn)定性驗算

連續(xù)梁兩端固結(jié)，受壓翼緣自由長度l16m，次梁可視為主梁受壓翼緣的一個側(cè)向支承點，故

l160002416。故需要驗算該梁的整體穩(wěn)定性。b2502yt12354320Ahbb21yWx4.4hfy4320218721000129.3162351.1510.800.62129.361447254.410003452

其中b1.15,yl16000129.3iy48.6"1.070.282/0.800.72對b修正，bM1280.17106289.4N/mm2310N/mm2"bWx0.726144725所以主梁的整體穩(wěn)定性滿足要求

(6)局部穩(wěn)定性

由于考慮了截面部分發(fā)展塑性變形，受壓翼緣板的自由外伸寬度與其厚度之比

b26014/22357.691512.38t16fyhw96823569.18469.3tw14fy

局部穩(wěn)定性符合要求。(7)主梁剛度驗算

主梁在組合荷載作用下的最大撓度為

5ql4Fl3384EIx48EIx51.681201*4739.571031201*342.8mm3842.061053072362411482.061053072362411l1201*48mm42.8mm250250所以主框架梁剛度滿足要求。

(8)翼緣與腹板焊縫計算

VS1415.5110320467200.99mmhf10mmw1.4ffIx1.4201*072362411故滿足。

綜上所述，主梁設(shè)計截面滿足要求。

四、驗算框架柱的承載能力

邊柱驗算：N415.51kN,M1280.17kNm

NM415.511031280.17106357.9N/mm2310N/mm2，由于AxW175681.053647508題目所給框架柱尺寸不滿足要求。故選擇HN700300型號的H型鋼。

①強(qiáng)度驗算

NM415.511031280.17106229.3N/mm2310N/mm2AxW235501.055760000②整體穩(wěn)定性及剛度

39003900x13.4150,y57.6150

292.167.7彎矩作用在平面內(nèi)：

x13.4,x0.961,x1.05,mx1.0

2EA22.0610523550Nex242412826.5N21.121.113.4x415.511031.01280.17106415.51103N0.961235501.055760000xW10.8242412826.510.8N"EX230.3N/mm2310N/mm2NbAmxM

彎矩作用在平面外：

y57.6,y0.791,1.0,ex1.057.42b1.07/440001.070.99544000exMN415.511031.01280.171061.0245.7N/mm2310N/mm2yAbW0.791235500.99557600002y③局部穩(wěn)定性：

H型鋼不需要驗算局部穩(wěn)定性綜上所述框架柱承載能力足夠。

五、主梁短梁段與柱的焊縫連接設(shè)計

1、焊縫處內(nèi)力計算

由主梁在各種不利荷載組合下的內(nèi)力圖可知，在連接處的最大內(nèi)力為：

11"MmaxMmaxq"l21243.812.021221280.17kNm8811"VmaxVmaxq"l403.392.0212415.51kN22焊縫分布情況如下

2.焊腳尺寸的設(shè)計

焊件均采用Q235鋼材，焊條為E43型，角焊縫為手工焊接，采用引弧板，沒有起弧和落弧引起的缺陷。按構(gòu)造要求確定焊腳的尺寸：

角焊縫的尺寸除滿足強(qiáng)度要求外，還必須符合對其尺寸的限制和構(gòu)造的要求根據(jù)構(gòu)造要求

最大焊腳尺寸：當(dāng)采用手工焊時，hfmax1.2tmin1.21416.8mm其中tmin為較薄板件的厚度

最小焊腳尺寸：當(dāng)采用手工焊時，hfmin1.5tmax1.5166mm其中tmax為較厚板件的厚度

由上取hf12mm

3驗算焊縫強(qiáng)度

（1）焊縫截面特征

我國設(shè)計規(guī)范中規(guī)定側(cè)面角焊縫的計算長度不宜大于60hf，當(dāng)超過這個值時，超出部分不予考慮。設(shè)計中豎直焊縫為968mm60hf720mm故焊縫計算截面如圖所示：

121000968141212236

水平焊縫面積

Af10.7122260212260142127694.4mm2

豎向焊縫面積

Af20.71227201*096mm2

焊縫總面積

AfAf1Af27694.41209619790.4mm2

焊縫慣性矩

196812210001220.712720321230.712()42600.712()21222222633197728mm4I（水平焊縫繞自身軸慣性矩很小，計算時忽略。）

（2）焊縫強(qiáng)度檢算

有規(guī)范，鋼材為Q235，焊條為E43型的手工焊，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計值為:

ffw200N/mm2

根據(jù)最不利荷載計算出的內(nèi)力，可知在短梁段與柱連接點處的最大內(nèi)力可能出現(xiàn)兩種情況：（軸力為0）

(1)“a”點應(yīng)力分析：

Vfa0MfaMy1280.171065002229.4N/mmI26331977282“a”點應(yīng)力為

MfaafVfa2146.0522w201*8.0N/mmff200N/mm1.222故“a”點滿足要求。（2）“b”點應(yīng)力分析：

V415.5110334.4N/mm2Af212096My1208.171050016222.1N/mm2I26331977286Vfb

Mfb“b”點應(yīng)力為：

bfMfbVfb22222.122w234.4185.3N/mmff200N/mm1.222故“b”點滿足要求。綜上所述焊縫強(qiáng)度滿足要求。

六、設(shè)計框架主梁短梁段與梁體工地高強(qiáng)螺栓拼接節(jié)點

1.連接處內(nèi)力計算：

選擇短梁段為1.0m。（1）由集中力產(chǎn)生的固端內(nèi)力

由前所述，梁在恒載與工況2的組合荷載作用下

彎矩最大Mmax1280.17KNm，對應(yīng)最大剪力為V1415.51kN。集中荷載在1.0m處產(chǎn)生的內(nèi)力：

彎矩：M01M1V1a1280.17415.511864.76kNm，剪力：V01V1415.51kN（2）由均布荷載產(chǎn)生的固端彎矩：

M20.100q"l20.1002.0212229.09kNm由均布荷載產(chǎn)生的固端彎矩:

V20.600q"l0.6002.021214.54kN

均布荷載在1.0m處產(chǎn)生的內(nèi)力：

MM11022V2a2qa229.09-14.54122.021215.56kNm

V02V2qa14.542.02112.52kN（3）由均布荷載及集中荷載疊加所得的彎矩及剪力M0M01M02864.7615.56880.32kNm，V0V01V02415.5112.52428.03kN

2.高強(qiáng)螺栓的連接設(shè)計

（1）力矩分配

采用精確設(shè)計的方法，即彎矩由翼緣和腹板共同承擔(dān)，剪力僅由腹板承擔(dān)，翼緣承擔(dān)的彎矩和腹板承擔(dān)的彎矩按剛度成比例分配：

b260mm，h1000mm，t16mm，tw14mm

11bIFbt(ht)2bt3201*149973mm4

261bIWtw(h2t)31058212437mm4

12IOIWIF3072362410mm4

bIF201*149973880.3577.1kNm則分配到翼緣的彎矩：MFbM0IO3072362410bbb分配到腹板上的彎矩：MWM0MF880.3577.1303.2kNm（2）高強(qiáng)螺栓的選擇

采用10.9級M20，取d020.5mm一個M20高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力設(shè)計值

bNv10.9nfP0.920.50155139.5kN

摩擦面的抗滑移系數(shù)，鋼材采用Q345時，采用噴砂（丸）處理，

0.50

P每個高強(qiáng)螺栓的預(yù)壓應(yīng)力，通過查閱鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，對于M20，

P取155kN。

（3）翼緣拼接設(shè)計

①、根據(jù)翼緣所分配的彎矩，翼緣拼接板所傳遞的軸向力為

MF577.1103Nf586.5kN,

h100016其中h為兩翼緣形心間的距離拼接板傳遞剪力所需螺栓的個數(shù)為

nNfNvb586.54.2139.5根據(jù)等強(qiáng)原則設(shè)計：拼接板凈截面積不小于翼緣板凈截面積

每側(cè)翼緣布置兩排螺栓，錯列，翼緣板凈截面積為

An(b2d0)t(260220.5)163504mm2

此時所需螺栓的個數(shù)為

Anfd3504310103n7.8bNv139.5取n=8。②翼緣拼接板厚度

1)外側(cè)拼接板厚度：

t16取t13311mm,取t112mm，

22翼緣外側(cè)板的尺寸為：1-122605002)內(nèi)側(cè)拼接板厚度：內(nèi)拼接板寬度：b"btw2hf226014212111mm，取b120mm

22601213mm

2120如果考慮內(nèi)外側(cè)拼接板截面面積相等，則有：t2內(nèi)拼接板的尺寸為：2-13120500

③螺栓強(qiáng)度驗算

上述計算表明螺栓強(qiáng)度滿足，可不必進(jìn)行驗算。④腹板拼接設(shè)計

1）梁腹板連接所需的高強(qiáng)螺栓數(shù)目n：采用10.9級高強(qiáng)螺栓，M20

b0.9nfP0.920.50155139.5kNNVnVNb428.033.1V139.5

nAwfvNb9681418010317.5V139.5考慮到彎矩的影響，采用20個10.9級M20螺栓。2）腹板兩側(cè)連接板的厚度：thw3tw2h17.7mm,取t312mm腹板兩側(cè)連接板尺寸取為2-12×600×6003)螺栓強(qiáng)度驗算

單個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值：

NbV0.9nfP0.920.50155139.5kN剪力V在螺栓群型心處所引起的附加彎矩為：M"415.510.1458.2kNm修正后的彎矩：

Mw"MwM"303.258.2361.4kNm螺栓最大應(yīng)力

M361.4103N1x24010302109028120282402120.2kNNM361.4103901y1030210902812028240248.8kNNV415.511y2020.8kNNM2M1xN1yNV1y2120.2248.820.82138.9kN139.5kN故螺栓的連接強(qiáng)度滿足要求，腹板采用10M20螺栓，拼接板尺寸為：212600600，螺栓布置如下

22

4）螺栓的凈截面強(qiáng)度驗算：

選截面11討論：

M1MVa11280.17415.510.141338.3kNmV1V415.51kNII1420.53nxx(1041420.5120241420.5240212)2555760000mm4

W3nxInxh25111520mm20.52SnSx20.51212020.5122401243596691mm3最大正應(yīng)力

M11338.3106max249.4N/mm2310N/mm2rxWnx1.055111520最大剪應(yīng)力

23

maxV1Sn319.921033596691104.5N/mm2180N/mm2Inxt255576000014交接處折算應(yīng)力

359r375359max375249.4238.8N/mm2max104.5N/mm22r32299.6N/mm2310N/mm2綜上，螺栓選擇和布置符合要求。

24

七、次梁與主梁的連接

次梁看做是簡支梁，故其支座處只有剪力，沒有彎矩。由之前計算知次梁支處最大剪力為V=415.51kN。采用10.9級高強(qiáng)螺栓�？讖組20。

NbV0.9nfP0.920.50155139.5kNnV415.51

Nb3.0,取n4V139.5驗算凈截面強(qiáng)度：

N"N0.5N44207.8kN33207.810A14207.81065213420.51428.4N/mm2310N/mm2w420.5所以，主次梁用一列4個10.9級高強(qiáng)螺栓連接，孔徑M20.

25

八、設(shè)計規(guī)范及參考書籍

1.規(guī)范

（1）中華人民共和國建設(shè)部.建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)[S]（GB/T50105－201*）（2）中華人民共和國建設(shè)部.房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S]（GB/T50001－201*）（3）中華人民共和國建設(shè)部.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]（GB5009－201*）（4）中華人民共和國建設(shè)部.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]（GB50017－201*）

（5）中華人民共和國建設(shè)部.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S]（GB50205-201*）

2.參考書籍

（1）沈祖炎等.鋼結(jié)構(gòu)基本原理[M].中國建筑工業(yè)出版社，201*（2）毛德培.鋼結(jié)構(gòu)[M].中國鐵道出版社，1999（3）陳紹藩.鋼結(jié)構(gòu)[M].中國建筑工業(yè)出版社，201*

（4）李星榮等.鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設(shè)計手冊（第二版）[M].中國建筑工業(yè)出版社，

201*

（5）包頭鋼鐵設(shè)計研究院中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)協(xié).鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與計

算（第二版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，201*

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