2022年钢结构设计计算书模板 .pdf

钢结构设计原理课程设计计算书专业：土木工程姓名学号：指导老师：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 41 页 - - - - - - - - - 目录设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计1.1 初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2 板的加劲肋设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3 荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计3.1 计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2 初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3 内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4 截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4. 主梁设计4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5. 主梁内力计算5.1 荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2 截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6. 主梁稳定计算6.1内力设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11 6.2 挠度验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3 翼缘与腹板的连接 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2 连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5 次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8. 钢柱设计8.1 截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2 整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4 刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5 主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9. 柱脚设计9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2 底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10. 楼梯设计10.1 楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22 10.2 踏步板计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22 10.3 梯段梁设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 41 页 - - - - - - - - - 11. 斜支撑设计11.1 支撑布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25 11.2斜支撑刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -25 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 41 页 - - - - - - - - - 设计资料某机床加工车间，厂房跨度 24m，长度 96m. 设计对象为厂房内的钢操作平台，其平面尺寸为30.0m 12.0m，室内钢结构操作平台建筑标高为 4.000m 。设计使用年限 50 年，结构安全等级二级，拟采用钢平台。(1) 钢平台楼面做法：采用花纹钢板或防滑带肋钢板。(2) 楼面活荷载标准值：根据工艺要求取为 6.0KN/m。(3) 钢平台结构连接方式：平台板与梁采用焊接（角焊接）；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁 与柱采用焊接或高强度螺栓连接，定位螺栓采用粗制螺栓。(4) 材料选用：型钢、钢板采用 Q235- A. F ；焊条采用 E43 型。粗制螺栓采用 Q235 钢材。(5) 平台柱基础混凝土强度等级 C25。(6) 连接方案：次梁与主梁采用高强螺栓侧面铰接连接，次梁与主梁的上翼缘平齐；主梁与柱采用侧 向铰接连接；柱与基础采用铰接连接；平台板与主（次）梁采用焊接（角焊缝）连接。试对铺板、次梁、主梁、钢柱以及次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚及钢楼梯进行设计。连接方案结构布置梁格布置：采用单向板布置方案，柱网尺寸为 6.0m6.0m；主梁沿横向布置，跨度为 6m；次梁 沿纵向布置，跨度为 6.0 m 。次梁的间距为 1.5m ；单块铺板的平面尺寸为 0.75m1.5m。平台结构平 面布置如图 1 所示。加劲肋次梁主梁柱柱间支撑1 柱间支撑图 1 钢平台平面布置图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 41 页 - - - - - - - - - 一、铺 板 设 计1.1. 初选铺板截面在铺板的短跨方向设置15 道加劲肋，间距 l1750mm 。平板厚度tl1 150 l1 120 5.0 6.25mm 取t7mm。1.2. 计算简图因铺板区格长边之比b / a1.5 / 0.752.0可作为多跨连续的双向板计算，加劲肋和次梁作为其支承边。1.3. 内力计算（1）荷载计算7mm 厚花纹钢板：78.5 0.007 0.55 KN/m 2 平台板永久荷载标准值：g1 0.55 kN / m2 平台板可变荷载标准值：q23.0 kN / m2 平台板的荷载基本组合值：P gq 1.2 0.55 1.3 3.0 kN / m24.26 kN / m2 G 1 Q 2 平台板的荷载标准组合值：P g q 0.55 3.0 3.55 kN / m2 k 1 2 （2）内力计算平台板单位宽度最大弯矩：Mmaxpa20.102 4.56 0.752 0.26 kN m 平台板的最大挠度：p a4 10-3 7504 fmax k 0.111mm 1.75mm 3 5 7 3 Et 2.06 10 注：根据 b/a=2.0 ，查表 4-1 可得，均布荷载作用下四边简支板的弯矩系数=0.102 ，=0.111。1 2 3 4 5 6 1.4. 截面设计（1）强度计算铺板的强度按式（ 4-5） 计算Mmax 6Mmax W t2 6 0.26 103 N / mm2 26.5N / mm2 f 215N / mm2 1.2 72 7 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 41 页 - - - - - - - - - f 1.75 1 1 （2）a 750 428.57 150 8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 41 页 - - - - - - - - - 二、板 的 加 劲 肋 设 计2.1. 计算简图加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊脚尺寸 6mm ，每焊 150mm 后跳开 50mm 间隙（图 2-2b ）。此 连续构造满足铺板与加劲肋作为整体计算的条件。加劲肋高度取 h = 80 mm ，厚度 6 mm，按 T 形截面计算，受压区为铺板翼缘，t = 7mm，受压区 长度 30 t = 210 mm，如图 2-2c 所示。加劲肋的跨度为 1.5m，计算简图如图 2-2a 所示图 2-2 b图 2-2 c 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 41 页 - - - - - - - - - 2.2. 荷载计算铺板为四边支承板，较精确地计算可假定荷载按梯形分布，为简化计算，可安全地均布荷载考虑， 即取加劲肋的负荷宽度 750mm 。永久荷载标准值：平台板传来永久荷载0.55 0.75 0.41kN / m 加劲肋自重78.5 0.08 0.006 0.04 kN / m g k 0.45 kN / m 可变荷载标准值：qk 3.0 0.75kN / m 2.25kN / m 荷载的基本组合值：P GgkQqk1.20.45 1.32.253.47 kN / m 荷载的标准组合值 : Pkgkqk（0.452.25）kN / m2.70kN / m （3）内力计算跨中最大弯矩设计值M max 1/8 pl 2 1/83.47 1.520.98kN m 支座处最大剪力设计值Vmax12 pl 12 3.47 1.5kN 2.60kN （4）截面特性计算截面形心位置yc 210 7 3.5 80 6 (40 7) mm14.21 mm210 7 80 6 截面惯性矩I 121210 73210 7 (14.21 3.5)21216 80380 6 (72.79- 40)2 946705 . 9 0 (mm4 ) 支座处抗剪面积只计算铺板部分，偏于安全的仍取 210mm 范围，则Av21071470 mm2 （5）强度计算受弯强度计算按式 (4-7) 计算，受拉侧应力最大截面塑性发展系数取 1.2. M max 0.98 106 62.79N / mm2 f 215 N / mm2(满足要求) W 1.2 946705.90 /(87 14.21) x nx 9 11011111211311415 16 17 18 19 20 4 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 41 页 - - - - - - - - - 按抗剪强度公式计算：Vmax S 1.5 Vmax = It A V = 1.5/ 1470 2.65 N / mm2 fv125 N / mm2（满足要求）21 （6）变形计算加劲肋的挠度按式（ 4-9）计算：f 5p l3 515003 1 1（满足要求）k 22 5 946705.90 1643.64 150 l 384EIx384 2.06 10 三、钢 结 构 次 梁 设 计3.1. 计算简图次梁与主梁铰接，按简支梁计算，跨度l0= 6.0 m ，如图 3-1 所示。加劲肋支撑间距750 每根次梁的负荷面积主梁3-1 次梁计算简图3.2. 初选次梁截面次梁的荷载主要由铺板 - 加劲肋传来相隔 750 mm 分布集中荷载，每个加劲肋传到次梁上的集中 荷载设计值qBS=3.34KN/m1.5 / 0.75 =6.94 KN/m 23 qBSK=2.70KN/m 1.5 0.75 = 5.40KN/m 24 次梁采用轧制普通工字钢，假定铺板不起刚性楼板作用。跨中无侧向支撑，上翼缘受均匀布荷载， 自由长度为 6.0m 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 41 页 - - - - - - - - - 假定钢号为 2240 之间，查钢结构设计规范（GB 50017-2003）附表 B.2 ，=0.6。次梁跨中弯矩设计值Mmax= 1 qBS l 2= 1 6.9492KN m=70.27KN m 25 8 8 所需的截面抵抗矩Wx1.02M X max = 1.02 70.27 106 mm3=555.62cm326 b 0.6 215 f 选用I 32a, h=320mm, b=130mm, t=15.0mm, tw=9.5mm, Wx=692cm 3, Ix=11080cm4, 自重为 60Kg/m=0.527KN/m 27 3.3. 内力计算包含自重在内的次梁均布荷载基本组合值qBS = ( 6.94 + 1.2 0.527 ) = 7.57 KN/m 28 均布荷载标准组合值qBSK =（ 5.40 + 0.527）= 5.93 KN/m 29 最大弯矩基本组合值Mmax= 1 qBS L2 1 7.57 92 76.65 KN m 30 8 8 最大剪力基本组合值Vmax= 1 qBS L 1 7.57 9 34.07 KN 31 2 2 3.4. 截面设计轧制型钢梁不需要验算局部稳定；正截面强度不起控制作用；连接处净截面抗剪强度见连接节点 计算。截面积算内容包括承载力极限状态的整体稳定和试用阶段极限状态的挠度。（1）整体稳定性计算M max 76.65 106 2 184.61 f 215N / mm (满足要求 ) 32 bWx 0.6 692 103 （2）挠度验算f = 5qBSKl3 5 5.83 90003 1 1 （满足要求）33 l 384EIx 384 2.06 105 15796 104 264.86 250 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 41 页 - - - - - - - - - 6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 41 页 - - - - - - - - - 四、初 选 主 梁 截 面4.1. 计算简图主梁与柱铰接，按简支梁计算，跨度l0 = 6.0m ，计算简图见图 4-1 图 4-1 主梁计算简图a)计算简图 b）内力图 c)截面尺寸4.2. 初选主梁截面尺寸（1）梁腹板高度 hw梁承受次梁传来的集中荷载，主梁的负荷长度为 6.0m。次梁传来集中荷载设 计组合值： P = 7.57 KN/m 9 m = 68.13 KN 次梁传来集中荷载标准组合值：PK = 5.4 KN/m 9 m = 48.60 KN 主梁的弯矩设计值近似按此梁端部反力计算M X1.1 (32P2l P 4l)1.112 Pl 1.11268.13 7.5281.04KN m34 注：系数 1.1 为考虑主梁自重后的附加系数。 则所需的截面抵抗矩为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 41 页 - - - - - - - - - Wnx Mx f =281.04mm3106/215 =1307.16cm3 按下式确定梁的经济高度：he=73 Wnx30cm=7 3 1307.16 -30cm=46.53cm 主梁的最小高度按刚度条件确定，由表 4-2 可见，梁的允许挠度为l0 400 ，其最小高度hmin必须满足：hmin l0 15 =7500mm/15=500 mm 取梁的腹板高度 hw =500mm ，满足最小高度要求，且接近经济高度。 （2）梁腹板厚度 tw梁腹板可按式（ 4-13）估算：tw = hw = 50 cm=0.6428cm =6.43mm 11 11 取 tw = 8mm, 大于 6 mm 的最小要求。（3）梁翼缘尺寸bt 取上、下翼缘相同，截面模量按式计算：t h2 Wx = w w +bthw 6 可得到所需的上（下）翼缘面积：35 36 37 38 bt Wx - tw hw =( 1307.16 0.8 50 )cm 2 19.48 cm 2 39 hw 6 50 6 翼缘宽度 b = （ 1 6 1/2.5 ）h = 83.33 200 mm，b 的取值不能小于构造要求的最小值，且不 小于 180 mm 。取 b = 200 mm, 翼缘厚度取 t = 10 mm, 满足 8mm 的要求。单个翼缘面积 A1 = 20cm2 1 = 20cm2 19.48 cm2 满足要求。40 主梁截面尺寸如图 4-24C 所示。（4）几何特征主梁截面面积：A 2200 1050088000mm 2 41 主梁截面惯性矩：Inx2005203/121925003/12343.47106 mm4 42 I y2102003/1250083/1213.36 106 mm4 抗弯截面模量：W I nx /(h / 2) 343.47 106 /(520 / 2)mm3 1.80 10 6 mm3 nx 43 中和轴以上部分的面积距：S 200 10255mm32508 125 mm3 760 103mm3 44 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 41 页 - - - - - - - - - 翼缘对截面中和轴的面积距：S120010255 mm3510103 mm3 45 五、主 梁 内 力 计 算5.1. 荷载计算取加劲肋的构造系数为 1.05 ，主梁自重标准值：gk1.05800010678.5KN / m 0.66KN / m 46 主梁自重设计值 : 荷载计算g 1.2gk1.20.66KN / m 0.79KN / m 47 截面最大弯矩的基本组合值M max(68.136 / 20.7962/ 8)KN m 207.95KN m 48 截面最大剪力的基本组合值Vmax1.5P 3g (1.5 68.13 30.79)KN 104.57KN 49 主梁内力图如图 4-24b 所示。5.2. 截面设计（1）强度计算抗弯强度： = M max 207.95 106 2 2 2 N / mm 110.02N / mm f 215N / mm （满足要求）50 xWnx 1.05 1.32 106 抗剪强度：V S 104.57 103 770 103 max N / mm229.31 f 125 N / mm2 51 Inxtw 343.47 10 6 8 （满足要求）(2) 整体稳定计算次梁可以作为主梁的侧向支撑。主梁受压翼缘的自由长度l1 =1.5m ，受压翼缘宽度 b1 =200mm 。l1 / b1 = 1500 / 200 = 7.5 16 ，因此可不计算主梁的整体稳定性。（3）翼缘局部稳定计算梁受压翼缘自由外伸宽 b1 =( 200 8 ) / 2 = 96 mm，厚度 t=10 mm。b1 96 235 9.6 13 13 52 t 10 f y 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 41 页 - - - - - - - - - 故受压翼缘局部稳定满足要求。（4）腹板局部稳定验算和腹板加劲肋设计 = = 500mm, = 8mm , 所以/ =500 / 8 = 62.5 80235 f y= 80 ，且无局部压应力（），偏安全按照构造配置横向加劲肋。根据连续需要，在次梁位置设置横向加劲肋，间距 a=1.5m。腹板两侧成对布置。其外伸宽度bs要求满足 : b h0 40 ( 500 40 ) 56.67 mm, 取 bs=（200-8）mm/2=96 s 30 30 加劲肋的厚度 ts应满足：tsbs 96 mm 6.4mm , ts8 mm 15 15 因梁受压翼缘上有密布铺板约束其扭转，腹板受弯计算时的通用高厚比b: b2h t w f y 2 500 8 1 0.71 1, 腹板受剪计算的通用高厚比S: h t w f y 500 8 S= 0 1 0.634 0.80 56 235 41 5.34 4(h0a)2 415.34 4 (500 1500)2 因此，临界应力 = 125 N / mm2 53 54 55 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 41 页 - - - - - - - - - 六、主 梁 稳 定 计 算6.1. 内力设计根据主梁的剪力和弯矩分布（图 4-24b ），需对各地区段分别进行局部稳定性验算。根据区段：平均弯矩 M1 = ( 2/5pl+2/25ql2+ 0 ) / 2 = 103.97 KNm 157 平均剪力 V1 =（2p+1/2ql+2p+3/10ql ）KN/2 = 138.63KN，则弯曲应力和平均剪应力分别为M1h = 103.63 1000000 500 / 2 343.47 1000000 N / mm275.42N / mm2 58 2IX V1 =138.63 1000 / 500 8 N / mm2 34.66N / mm2 59 hwtw 因局部压应力为 0 ，区段的局部稳定：2 2 75.42/ 21575.42/ 21534.66/12534.66/125 0.20 1.0 60 cr cr 区段：平均弯矩=(2/5pl+2/25ql2+3/5pl+3/25ql2) / 2 = 259.93 KN m61 平均剪力=（2p+2*3/10ql+p ）/ 2 = 207.95KN ，则弯曲应力和平均剪应力分别为M 2 h = 259.931000000500 / 2343.471000000189.19N /mm2 2IX V2 =207.95 1000 / 500 8 N / mm251.99N / mm2 hwtw 因局部压应力为 0 ，区段的局部稳定：2 2 （ 1.0 cr cr 62 63 64 = 注：计算主梁跨度是 4.5 米、6 米的同学，主梁内力计算有 2 个区段，右边序列号有 61 、62、63、64. 计算主梁跨度是 7.5 米、 9 米的同学，主梁内力计算有 3 个区段，右边序列号增加第三区段的 65 、66、67、68. = 其中：主梁跨度是 7.5 米，区段 3 的计算M3右 = 3 / 5 P * L + 3 / 25 Q * L2=311.92 M 中 = 4 / 5 P * L + 1 / 8 Q * L2=312.14 区段 3 的平均弯矩值应取以上两式的平均值，平均值的符号为 M 区段3=312.03 65 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 41 页 - - - - - - - - - Q3右 = 3 / 5 Q * L 11 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 41 页 - - - - - - - - - Q 中= 0 区段 3 的平均剪力值应取以上两式的平均值，平均值的符号为 V 区段3 = 则弯曲应力和平均剪应力分别为M 2 h 66 2IX V2 67 hwtw = 因局部压应力为 0 ，区段的局部稳定：2 2 1.0 68 cr cr 区段 3 局部稳定计算，要小于 1.0 满足要求= = 其中：主梁跨度是 9.0 米，区段 3 的计算M3右 = 5 / 6 P * L + 1 / 9 Q * L2 M 中 = 3 / 4 P * L + 1 / 8 Q * L2 区段 3 的平均弯矩值应取以上两式的平均值，平均值的符号为 M 区段3 65 Q3右 = P / 2 + 1 / 6 Q * L Q 中= P / 2 区段 3 的平均剪力值应取以上两式的平均值，平均值的符号为 V 区段3 = 则弯曲应力和平均剪应力分别为M 2 h 66 2IX V2 67 hwtw = 因局部压应力为 0 ，区段的局部稳定：2 2 1.0 68 cr cr 区段 3 局部稳定计算，要小于 1.0 满足要求= 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 41 页 - - - - - - - - - 6.2. 挠度验算简支梁在对称集中荷载（次梁传来）和均布荷载（主梁自重）作用下的跨中挠度系数分别为19 / 348 和 5 / 348 ，则：f 19 pkl3 5gkl4 384EIx 384EIx 19 48.6 7500 7500 7500 5 0.66 7500 7500 7500 7500/ 69 384 2.06 100000 343.47 1000000 mm 0.38mml0 400 6000mm 400 15 mm 6.3. 翼缘与腹板的连接强度采用连续直角焊缝，所需焊缝的焊脚尺寸为：按构造要求，hf min1.5 =1.5mm 4.74mm tmax 10 h f max 1.2tmin=1.2 * 8 mm = 9.6mm 70 h fVmax S1 = 104.57 1000 510000 /1.4 160 343.47 1000000 0.69mm 71 I x20.7 ffw 则取 hf=6mm ，如图 4-1c 所示。13 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 41 页 - - - - - - - - - 七、主 梁 加 劲 肋 计 算次梁与主梁平接，如图 7-1 所示，连接螺栓采用 8.8 级 M16 摩擦型高强度螺栓。计算连接螺栓和连接焊缝时，除了次梁端部垂直剪力外，尚应考虑由于偏心所产生的附加弯矩的影响。7.1. 支撑加劲肋的稳定计算一侧加劲肋宽 bs = 96mm , 厚度 t = 8mm , 按轴心受压杆件验算腹板平面外稳定。验算时考虑与加劲肋工作单边的长度 15 tw = 15 8 = 120 mm 范围内的腹板参与工作。加劲肋总的有效截面特性：A 20082 12083520mm2 72 I (82003 /12 2 15 8 83 /12) /1000000 5.34 106mm4 73 i = 5.34 106 / 3520mm 38.95mm I / A 74 = l0i500 / 38.9512.84 75 根据 = 12.84，查钢结构设计规范（GB50017-2003 ）附录 C 表 C.2，可得受压稳定系数= 0.987 。加劲肋承受两侧次梁的梁端剪力，N = 2 V = 234.07=68.14kN 176= N 10 3 19.55 N/mm 2 f 215N/mm2 ( 满足要求 ) 177 A 0.99 3520 7.2. 连接螺栓计算在次梁端部剪力作用下，连接一侧的每一个高强度螺栓承受的剪力：Nv = V / n = 34.07/ 2 = 17.04 KN () 178剪力 V = 46.69 KN ，偏心距 e = （40 + 10 + 40）mm = 90 mm 偏心力矩 Me = V e =34.0790 =3066.3 KN mm 179作用在单个高强度螺栓的最大剪力: N N MM y1 3066.3 100 15.33 KN（）180 y2 t 1 2 1002 单个 8.8 级 M16 摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力Nv= NVb=R nf P 0.920.45 68.1455.40 KN 181在垂直剪力和偏心距共同作用下，一个高强度螺栓受力为Ns= = (17)2(15.33)2KN20.59KNNvb55.40KN ( 满足要求 ) 182名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 41 页 - - - - - - - - - 14 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 41 页 - - - - - - - - - 7.3. 加劲肋与主梁的角焊缝剪力 V = 34.2kN ，偏心距 e = （ 96 + 40 + 10）mm = 146 mm ，偏心力矩 Me = V e = 34.07 146 =4984.22kN mm ，采用 hf = 6 mm，焊缝计算长度仅考虑与主梁腹板连接部分有效，即lw= 500 mm - 20 2 mm = 460 mm , 则v = V 1.4 34.07 103 40) 8.82N / mm2 83 2 0.7 hf lw 6 (500 M = M e 4974.22 103 N / mm216.79 N / mm2 84 1.4 6 (500 40)2 / 6 WW 2 (M / )2 8.822 (16.79 /1.22)2N / mm2 16.79N / mm2fw 160N / mm2 v 1 f 85 ( 满足要求 ) 7.4. 连接板的厚度连接板的厚度按等级强度设计。对于双板连接板，其连接板厚不宜小于梁腹板厚度的 0.7 倍，且不应小于 S / 12 （S 为螺栓间距），也不宜小于 6mm ， hs = 180 为连接板高度。t t w hw/ 2 hs9.5(32.215) /2180mm 7.65mm 1860.7tw 0.7 9.5mm 6.55mm 187S /12100mm /128.33mm 综上，取连接板的厚度为 7mm 。188次梁与主梁跨内的连接节点大样如图 7-1 所示7.5. 次梁腹板的净截面验算不考虑孔前转力，近似按下式进行验算：V (68.14 / 2) 103 28.24 fv 125 N / mm2 89 t w hwn 9.5 (320 2 15 2 18) （满足要求）I25a I25a M16高强度螺栓M16高强度螺栓M16高强度螺栓主梁肋板主梁肋板- 965008- 965008名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 41 页 - - - - - - - - - 图 7-1 次梁与主梁跨内的连接节点大样名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 41 页 - - - - - - - - - 八、钢 柱 设 计平台结构中，中柱、边柱和角柱的受力显然不同，从节约钢材出发，可以设计成不同的柱子截面。但从方便钢材订货、构件加工和现场安装的便利考虑，实际工程设计时，采用相同的截面。以最不利的中柱为参照，选择柱子截面并计算。8.1. 截面尺寸初选一根主梁传递的竖向反力设计值 N1=104.57kN 90 一根次梁传递的竖向反力设计值 N2=34.07kN 91 所以，中柱的轴力设计值 N: N 2( N 1 N 2 )2( 104.5734.07)KN 92 柱子的计算简图如图 8-1 所示，因有柱间支撑，将其视为两端不动的铰支承，计算高度是将柱子 高度（ 钢平台楼面标高为 4.00 m ）减去主梁高度的一半，即：H =（4000 - 520 / 2）= 3740 mm。因柱子高度不大，初步假定弱轴方向（y 轴）的计算长度为 = 70 ， b 类截面，由钢结构设计规范（ GB 50017-2003）附录 B 表 B.2 ，可查得轴心受