《钢结构设计原理》课程设计实例

《钢结构设计原理》课程设计

《钢结构设计原理》课程设计

一、设计目的

1、巩固、提高、充实和运用所学的《钢结构》课程有关理论知识； 2、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力； 3、为将来毕业设计打下基础。

二、设计要求

必须符合钢结构设计规范GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容。

三、设计题目

按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对称工型截面。

四、设计内容

包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图。

五、已知条件

跨度：15米 钢号：16Mn 焊条号：E50 恒荷载标准值：98kN

活载标准值：202kN 集中荷载个数：5个 集中荷载跨度C=2.5米

六、其它说明

1、恒、活荷载的分项系数分别为1.2、1.4；

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2、表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载F是恒、活荷载通过次梁传到主梁上； 3、主梁自重估计值均为q?4kN/m，且主梁钢板采用手工焊接； 4、主梁允许最大挠度值?vT/l??1/400； 5、主梁的截面建筑容许最大高度为2500mm。

七、设计过程

㈠主梁设计

1、荷载和内力的计算及内力图的绘制 荷载 恒荷载 活荷载 合计 标准值 98kN 202kN Fk＝300kN 设计值 98kN×1.2＝117.6kN 202kN×1.4＝282.8kN F＝400.4kN 主梁自重标准值qGK?4kN/m，设计值为q?1.2?4kN/m?4.8kN/m。 则主梁最大剪力（支座处）为

Vmax?5ql?54.8?15??F????400.4??kN?1037kN 22?22?最大弯矩（跨中）为

Rlql2FMmax????7.5?F?5?F?2.5282?1237.2?154.8?15?400.4?7.5??????400.4?7.5kN?m?4639.5kN?m??282??2

采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度tf?16mm，故抗弯强度设计值f?295N/mm2。

Mx4639.5?106计算需要的截面模量为 Wx??mm3?14978?103mm3

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2、试选截面

⑴确定腹板高度h0

①建筑允许最大高度 hmax?2500mm ②按刚度条件，梁的最小高度为

hmin?fl295???400?15000mm?1377mm 661.285?10?vT/l?1.285?10③经济梁高，按经验公式

hce?7?3Wx?300?1426mm 取梁的腹板高度为 h0?1400mm ⑵确定腹板厚度tw

Vmax1037?103①按抗剪要求腹板厚度为 tw?1.2?1.2?mm?5.2mm

h0fv1400?170②按经验公式 tw?h0/11??140/11?cm?1.1cm

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取腹板厚度 tw?12mm

⑶确定翼缘尺寸

每个翼缘所需截面积为

Wxtwh0?14978?10312?1400?22? Af? ????mm?7899mm??h066?1400?翼缘宽度为

b?h/5～h/3?1400/5～1400/3mm?280～467mm 取b?320mm

翼缘厚度为 t?Af/b?7899/320mm?24.7mm 取t?26mm

tw?12mm

3、截面验算

⑴梁的截面几何参数

h?h0?2?t??1400?2?26?mm?1452mm h1?h0?2?t/2??1400?2?26/2?mm?1426mm

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