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文本内容:
目录1荷载计算及荷载组合
1.1按楼面构造做法计算列表
11.2荷载组合及内力计算
12.截面尺寸估算
2.1根据刚度确定最小高度
12.2梁截面预估尺寸
23.次梁设计
3.1次梁CL-1的荷载和内力
33.2次梁CL-1的设计和验算
44.主框架梁设计
4.1主框架梁KL-1的荷载和内力
54.2主框架梁KL-1的设计和验算
64.3连梁LL-1设计
75.节点设计
5.1框架主梁与柱连接节点
75.2框架主梁短段与梁主体工地拼接节点
86.连接节点及KL-1施工图
101.荷载计算及荷载组合
1.1按楼面构造做法计算列表1表
1.荷载汇集表序号荷载名称标准值KN/m21水磨石楼地面
0.65215mm厚水泥砂浆找平层
0.015x20=
0.32150mm厚钢筋砼板
0.15x25=
3.753铝合金龙骨吊顶
0.10永久荷载标准值总重gk
4.804楼面活荷载
5.5可变荷载标准值总重pk
5.
51.2荷载统计计算对于一般框架结构荷载组合公式为
(4)式中
2.截面尺寸估算工程设计中有许多钢梁是按强度条件确定截面尺寸的,这些梁都有防止整体失稳的构件与之相连,例如有楼面板的楼面梁由于跨度较大所以采用焊接组合截面首先定出梁的高度,它既是用料节省的主要因素,又受到相关要求的制约,包括净空限制和挠度要求因此需要从下面三个方面考虑
(1)容许最大高度hmax:
(2)容许最小高度hmin:量的最小高度根据刚度条件决定,也就是根据挠度确定
(3)经济高度he:最经济的截面高度应该使梁的总用钢量最小
2.1根据刚度确定最小高度根据资料计算荷载是非常重要的步骤本设计题目中的梁假定是以均布荷载作用下的简支梁,所以
(1)当梁强度得到充分利用时,代入
(1)或
(2)如果采用Q235钢材,,得到
(3)
2.2梁截面预估尺寸
(1)框架梁KL-1跨度,,取中翼缘H型钢HM600X300X12X20,详见图2所示截面特性参数A=
192.5cm2;Ix=118000cm4;Iy=9020cm4;g=151kg/m;ix=
24.8cm;iy=
6.85cm;Wx=4020cm3;Wy=601cm3;Sx=7243cm3;Sy=900cm3;腹板计算高厚比H0/Tw=588/12=49翼缘宽厚比B/T=300/20=15
(2)次梁CL-1跨度,,取中翼缘H型钢HM450X300X11X18,详见图3所示截面特性参数A=
157.4cm2;Ix=56100cm4;Iy=8110cm4;g=124kg/m;ix=
18.9cm;iy=
7.18cm;Wx=2550cm3;Wy=541cm3;Sx=2804cm3;Sy=810cm3;3连梁LL-1,跨度,,取中翼缘H型钢HM450X300X11X18截面特性参数同CL-1图
2.KL-1截面示意图图
3.CL-1截面示意图
3.次梁设计
3.1次梁CL-1的荷载和内力按照规定支承板的长边与短边之比2时,可以忽略短边方向传递的荷载均布荷载标准值均布荷载组合值计算见图详见图4所示图
4.CL-1计算简图将每跨作为简支梁计算按照单跨简支梁计算内力和挠度【2】跨中弯矩支座剪力跨中挠度
3.2次梁CL-1的设计和验算1抗弯强度验算2抗剪强度验算3刚度验算4整体稳定验算次梁的受压翼缘板的自由长度,受压翼缘宽度,,所以需要验算梁的整体稳定性5局部稳定验算采用的是热轧H型钢,所以局部稳定满足要求腹板计算高厚比H0/Tw=414/11=
37.63170翼缘宽厚比B/T=300/18=
16.6719通过上述验算得知,次梁CL-1规格HM450x300x11x18,设计计算满足强度、刚度、整体稳定、局部稳定的各项要求
4.主框架梁设计
4.1主框架梁KL-1的荷载和内力均布荷载标准值均布荷载组合值CL-1传来集中荷载标准值CL-1传来集中荷载组合值图
5.KL-1计算简图按照三跨连续梁计算内力和挠度【2】跨中最大弯矩支座最大弯矩最大剪力最大挠度1抗弯强度验算2抗剪强度验算3刚度验算4整体稳定验算框架主梁的受压翼缘板的自由长度,受压翼缘宽度,,所以需要验算梁的整体稳定性5局部稳定验算采用的是热轧H型钢,所以局部稳定满足要求腹板计算高厚比H0/Tw=560/12=
46.67170翼缘宽厚比B/T=300/20=
15.019通过上述验算得知,框架主梁KL-1规格HM600x300x12x20,设计计算满足强度、刚度、整体稳定、局部稳定的各项要求
4.3连梁LL-1设计同CL-1综上,在竖向荷载作用下各梁的内力和挠度值详见表2梁编号截面规格HxBxT1xT2最大弯矩(KN.m)最大剪力KN最大挠度(mm)CL-1450x300x11x
18524.
82249.
9025.76LL-1450x300x11x
18524.
82249.
9025.76KL-1600x300x12x
20699.45/-
603.
17321.
5218.005节点设计
5.1框架主梁与框架柱连接节点此节点采用直角角焊缝连接方式取框架主梁段长度为
1.0m节点处计算内力弯矩竖向压力水平剪力V=0因未考虑水平荷载作用,所以节点处不存在水平推力钢柱翼缘边处(或框架梁端部)的计算内力弯矩竖向压力假定焊缝为周边围焊,转角处连续施焊,没有起落弧所引起的焊口缺陷,并且假定不设支托,即竖向剪力全部有腹板竖向焊缝承受弯矩由全部焊缝承受设焊缝厚度hf=10mm腹板上竖向焊缝有效截面面积为全部焊缝对x轴的惯性矩为焊缝最边缘处的截面模量为翼缘和腹板连接处的截面模量为边缘处最大应力为腹板与翼缘连接处由M和V共同作用,所以所以,经过计算得知框架主梁与框架柱的节点连接,采用半自动焊的角焊缝连接,焊缝厚度为10mm,并且保证一律满焊图
6.框架柱与梁连接节点大样图
5.2框架主梁短段与框架梁主体工地拼接节点此节点采用高强度螺栓连接方式取框架主梁段长度为
1.0m已知计算内力跨中弯矩支座弯矩支座剪力分析可知KL-1的零弯矩点约位于距离端部
2.0m处,所以
1.0m短段梁处的弯矩为假定采用高强度摩擦型连接,螺栓M
2210.9级梁表面经喷砂处理,工地拼接设计如下:1翼缘板的拼接螺栓孔径取
23.5mm翼缘板的净截面面积为翼缘所能承受的轴向力设计值为一个高强螺栓抗剪承载力设计值为需要的螺栓数目为个,取8个翼缘拼接板的截面采用1-8x300x6102-8x120x6102腹板的拼接梁的毛截面惯性矩为腹板的毛截面惯性矩为腹板所分担的弯矩为假定腹板拼接板为2-10x330x530,在腹板拼接缝每侧两列螺栓,共采用12个高强度螺栓,排列如图所示每个螺栓所承受的竖向剪力为在弯矩作用下,受力最大螺栓所受水平剪力为所以,经过计算得知框架主梁短段与框架主梁的拼接节点连接,采用高强度螺栓连接,螺栓采用
10.9级摩擦型高强度螺栓,直径M22,翼缘拼接板两块大板和4块小板,尺寸分别为2-8x300x610,4-8x120x610;腹板拼接板两块,2-8x330x530图
7.框架梁短段与梁体连接节点大样图6连接节点及KL-1施工图连接节点及KL-1施工图见附A1图纸。