钢结构原理课程设计.doc

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1、摘 要本设计为一个钢结构框架的设计，六层钢结构的设计，利用PKPM生成楼层荷载并针对每一层上作用的荷载确定梁和柱的截面尺寸，然后对梁和柱进行了强度、刚度和局部稳定的验算，并根据梁上荷载进行了梁柱节点的设计。最后用CAD软件进行了图纸的绘制。关键词：框架；节点计算；钢结构目 录目 录31.设计目的12.内容及设计要求22.1设计内容22.1.1 结构布置22.1.2 截面初选23.结构和构件验算33.1结构内力33.2 框架柱截面验算53.2.1柱1截面验算53.2.2 柱7截面验算73.3 框架梁截面验算83.3.1 截面特性83.3.2 结构内力83.3.3 强度验算83.3.4 局部稳定性

2、验算84梁柱结点设计94.1 节点设计94.1 节点检验9致 谢12附 录 附图附图附图钢结构原理设计2011级课程设计1.设计目的通过本课程设计，使学生掌握钢结构的设计程序和方法，选择结构体系，布置结构构件，进行结构内力分析。确定构件截面，设计连接节点，绘制结构施工图。进一步巩固掌握钢结构的计算，为将来的结构设计打下良好的基础，达到工程师初步训练目的。2.内容及设计要求2.1设计内容2.1.1 结构布置六层钢结构，层高3.3m，柱间距7.2m,六层总高度19.8m。荷载布置为15kN/m。2.1.2 截面初选纵、横向框架梁截面主梁选HN450200914，次梁选HN30015068。框架柱选

3、用HW3503501219。图2-1 框架横向立面图3.结构和构件验算3.1结构内力图3-1 框架结构内力图3.2 框架柱截面验算本工程分为两层，一三层与四六层由截面尺寸为HW3503501219的柱支撑，各柱间梁由截面尺寸为HN450200914的梁连接。根据上图的荷载组合要求，需对柱1（或柱15）、柱7进行截面强度、刚度、整体稳定与局部稳定的验算。3.2.1柱1截面验算（1） 柱截面为HW3503501219，截面特征：A=173.9cm2，Ix=40300cm4，Iy=13600cm4，Wx=2265cm3，Wy=776cm3，ix=15.22cm，iy=8.84cm。选用Q345钢。为

4、b类截面。（2） 结构内力M=44.07kNm，N=402.67kN。（3） 强度验算 ，满足要求。（4） 平面内稳定验算 查钢结构设计规范（GB 50017）有无移框架柱的计算长度系数表，得柱计算长度系数=1.240。柱平面内计算长度为：则柱平面内长细比：由，查表得b类截面轴压构件稳定系数为：。 满足要求。（5） 平面外稳定性验算 柱平面外长细比：由，查表得：取，则满足要求。（6） 局部稳定验算翼缘：，满足要求。腹板：则由01.6，且，可得腹板高厚比限值为：，故满足要求。3.2.2 柱7截面验算柱7仅受轴力作用，N=490.66kN。强度验算：查表得x=0.962整体稳定满足要求。3.3 框

5、架梁截面验算本工程一三层与四六层各柱间梁由截面尺寸为HN450200914。根据上图的荷载组合要求，需对梁25进行截面强度、刚度、整体稳定与局部稳定的验算。3.3.1 截面特性 框架梁截面为HN450200914。其截面特性为：A=76.55m2，Ix=33700cm4，Iy=1870cm4，Wx=1500cm3，Wy=187cm3，ix=18.6cm，iy=4.38cm。钢材采用Q345钢。3.3.2 结构内力。3.3.3 强度验算抗弯强度：，满足要求。抗剪强度： =，满足要求。3.3.4 局部稳定性验算翼缘：，满足要求。腹板：，满足要求，不需设置加劲肋。翼缘与腹板连接处存在较大的正应力和剪

6、应力，需验算折算应力。满足要求4梁柱结点设计4.1 节点设计本例中，所有节点均为螺栓连接。柱脚螺栓选用10.9级M30高强度螺栓，梁柱间节点连接均选用10.9级的M20高强度螺栓，构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆。M20螺栓直径为22mm，单个螺栓的预压力P=155kN。从框架梁内力组合表可知，二层中5号节点（及4号、5号与25号梁的交汇点）处梁端截面弯矩与剪力同时较大。则其最不利内力为：，具体节点详图见下图。图4-1 5号节点详图4.1 节点检验摩擦系数，则安全。则其他梁节点也安全。参考文献1中华人民共和国建设部.GB500092001建筑结构设计规范（2006年版）S.北京：中国建筑工业出版

7、社，2006.2国家标准.(GB50017-2003).钢结构设计规范.北京.中国计划出版社.2003.3国家标准.(GB50018-2003).建筑结构荷载规范.北京.中国建筑工业出版社.2002.4国家标准图集.(01SG519).多高层民用建筑钢结构节点构造详图.北京.中国建筑工业出版社.2002.5沈祖炎.陈以一.钢结构基本原理.北京.中国建筑工业出版社.2002.致 谢本次钢结构的课程设计由车伟老师指导完成，通过这次课程设计，我重新认识了课本的知识，并充分认识理解了课本的一些内容。利用这些知识完成的课设，让我得到了充分的锻炼，让我的分析能力和操作能力得到了提升。衷心感谢*老师对钢结构基本原理课程的教学指导，老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维和精益求精的工作态度都是我学习的楷模。此设计结合了许多其他课程的知识，所以也感结构力学的*老师，以及其他与此次设计有关的课程的各位老师给我的指导。感谢在生活和学习上给予鼓励和帮助我的同学和朋友。最后再一次感谢所有的老师、同学和朋友，以及在设计中有作参考的书籍作者。忽略此处. 12