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1、中南大学土木工程学院土木工程专业（本科）中南大学土木工程学院土木工程专业（本科）钢结构基本原理钢结构基本原理课程设计任务书课程设计任务书题题 目：目：钢框架主次梁设计姓姓 名：楼名：楼 佳佳 悦悦班班 级：土木天佑级：土木天佑 0901学学 号：号：1208091917建筑工程系2一、设计规范及参考书籍一、设计规范及参考书籍1、规范、规范（1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准S（GB/T501052001）（2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准S（GB/T500012001）（3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范S（GB50092001）（4）中华人民共和国建设部.
2、 钢结构设计规范S（GB500172003）（5）中华人民共和国建设部. 钢结构工程施工质量验收规范S（GB50205-2001）2、参考书籍、参考书籍（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理M. 中国建筑工业出版社，2006（2）毛德培. 钢结构M. 中国铁道出版社，1999（3）陈绍藩. 钢结构M. 中国建筑工业出版社，2003（4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版）M. 中国建筑工业出版社，2005（5）包头钢铁设计研究院 中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版）M. 机械工业出版社，2006二、设计条件二、设计条件某多层钢框架结构三楼楼面结构布置如图 1 所示，结
3、构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值 5(第一组)、6(第二组) 、7(第三组)，楼面板为 150mm 厚单向2kN m2kN m2kN m实心钢筋混凝土板，楼层装修从下至上具体如下：轻钢龙骨吊顶(0.2)框架2kN m钢梁150mm 厚实心钢筋混凝土板(25) 水磨石面层(包括 20mm 厚水泥砂3kN m浆找平，0.65)。荷载传力途径为：楼面板次梁主梁柱基础。设计2kN m中仅考虑竖向荷载作用，框架主梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。三、设计内容和要求三、设计内容和要求（1）进行次梁 CL-1 截面设计。（2）进行框架主梁 KL-1 截面设计，并绘制施工图。（3）进行框架主梁短梁段与梁体
4、工地拼接节点设计，短梁段长度一般为 0.91.2m，要求采用高强螺栓连接，并绘制施工图。（4）进行框架主梁短梁段与框架柱连接节点设计，要求采用焊缝连接，并绘制施工图。3要求：提交设计计算说明书一份，框架主梁 KL-1 施工图（一号图）一张。计算说明书包括：构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计（包括截面板件连接焊缝设计） 、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。计算书按中南大学课程设计统一格式编制，要求书写认真、字迹工整，并按以下顺序装订成册：封面、设计任务书、目录（应标明页码） 、设计计算正文文本、设计体会、参考文献（按规范格式书写） 、封底。施工图绘制包括：绘制框架主梁短
5、梁段与梁体制作详图、框架主梁短梁段与柱连接节点详图、短梁段与主梁梁体连接节点详图，KL-1 钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。施工图图面布置合理，比例适当，图面整洁，线条清楚，文字采用宋体或仿宋体，符合制图标准，达到施工图要求。图2 框架柱截面图图1 结构平面布置图3054030500CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1LL-1KL-1KL-1KL-1KL-1KL-1KL-1KL-1KL-1KL-1KL-1KL-
6、1KL-1KL-1KL-1KL-154321ABCD8400840084008400800080008000400040004000400040004000四、进度安排四、进度安排周一：构件尺寸估算和楼盖荷载计算；周二：楼盖内力计算及内力组合；周三：主梁截面设计及连接设计计算；周四：施工图绘制；周五：计算文本整理。4目目 录录1 1、设计资料设计资料 5 2 2、设计参数设计参数 6 3、次梁次梁 CL-1CL-1 截面设计截面设计 6 1、设计荷载 6 2、确定次梁的截面尺寸 7 3、次梁截面的验算 8 4、框架主梁框架主梁 KL-1KL-1 界面设计界面设计 10 1、主梁计算简图 10
7、2、框架主梁截面内力计算（暂不记主梁自重） 10 3、主梁截面选取 13 4、主梁截面的验算 14 5 5、框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点的设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点的设计 22 1、内力计算 22 2、螺栓的选择 22 3、截面特性计算 22 4、翼缘板的拼接设计 23 5、腹板的拼接设计 24 6、主梁净截面强度验算 25 6 6、框架主梁短梁段与框架柱连接节点的设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点的设计 26 1、连接处内力计算 26 2、焊缝尺寸设计 26 3、梁柱连接节点 26 4、焊缝截面特征 26 5、焊缝强度的验算 27 7 7、设计心得设计心得 28 8 8、设计规
8、范及参考书籍设计规范及参考书籍 285钢结构基本原理课程设计钢框架设计说明书1 1、设计资料设计资料工程名称：某多层钢框架结构三楼楼面结构布置工程资料：结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值，楼面板为厚单向实心钢27kN mm150mm筋混凝土板，楼层装修从下至上具体如下：轻钢龙骨吊顶()框架钢20.2kN m梁厚实心钢筋混凝土板() 水磨石面层(包括厚水150mm325kN m20mm泥砂浆找平，)。荷载传力途径为：楼面板次梁主梁柱基础。20.65kN m设计中仅考虑竖向荷载作用，框架主梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。框架平面布置图和柱截面图如图 1 和图 2。工程要求：（1）进行次梁 C
9、L-1 截面设计。（2）进行框架主梁 KL-1 截面设计，并绘制施工图。（3）进行框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点设计，短梁段长度一般为 0.91.2m，要求采用高强螺栓连接，并绘制施工图。（4）进行框架主梁短梁段与框架柱连接节点设计，要求采用焊缝连接，并绘制施工图。要求：提交设计计算说明书一份，框架主梁 KL-1 施工图（一号图）一张。计算说明书包括：构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计（包括截面板件连接焊缝设计） 、主6次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。二、设计参数二、设计参数混凝土自重： 厚度：3/25mkN150mm轻钢龙骨吊顶： 2/2 . 0mkN楼面活荷载的
10、标准值： 2/7mkN水磨石面层(包括 20mm 厚水泥砂浆找平)： 2/65. 0mkN钢材（Q235）强度和抗剪强度设计值： )16(125,/2152tNfmmNfvd)3516(120,/2052tNfmmNfvd钢材（Q235）的弹性模量： 25/1006. 2mmNE三、次梁三、次梁 CL-1CL-1 截面设计截面设计1.1.设计荷载设计荷载（1 1）恒载）恒载标准层楼面（标准值）标准层楼面（标准值）水磨石面层(包括 20mm 厚水泥砂浆找平层)轻钢龙骨吊顶结构层：150mm 厚单向实心钢筋混凝土楼板 23/75. 3/2515. 0mKNmKNm合计： 2/6 . 4mKN（2
11、2）活载）活载楼面活载标准值 2/7mKN（3 3）竖向荷载下框架受荷总图）竖向荷载下框架受荷总图荷载由板到梁传递示意图如下图 3 所示：图 3 荷载传递示意图0.85KN/m27a.a.荷载标准值荷载标准值21 . 240008400ba因为可以判别板为单向板，板面荷载主要由长边承担楼面板传恒载=GKqmKNmmKN/4 .1824/6 . 4212楼面传递活载=QKqmKNmmKN/2824/7212荷载标准值+=KqGKqQKqmKN /4 .46b.b.荷载设计值荷载设计值mKNqqq/28.61284 . 14 .182 . 14 . 12 . 1活恒c.c.最大弯矩与剪力设计值最大
12、弯矩与剪力设计值次梁架于主梁之上，相当于简支结构，计算简图如下图 4：图 4 次梁计算简图mKNqlM4896.5404.828.6181 8122 maxKNqlV376.2574 . 828.6121 21maxd d最大弯矩标准值最大弯矩标准值mKNqlMxk248.4094.84.4681 81222.2.确定次梁的截面尺寸确定次梁的截面尺寸由于设计初钢梁自重未知（考虑安全因素） ，设次梁自重引起的弯矩为（估计值） xM02. 0mKNMMx30.5514896.54002. 102. 1max次梁计算简图 4mKNlqMkxk248.4094 . 84 .4681 8122 18mKNMMxkxk43296.417248.40902. 102. 11次梁所需的截面抵抗矩：336 08.24421021505. 11030.551cmfMWdxx x 均布荷载下简支梁的挠度条件为 mml EIlMxxk6 .332508400 2504852 需要的惯性矩为4 526 92233.443266 .331006. 248840010248.40902. 15cmIx
