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1、中南大學 土木工程10級 中南大學土木工程學院土木工程專業(yè)(本科)鋼結構設計原理課程設計任務書題 目:鋼框架主、次梁設計姓 名:陳知淳班 級:土木1005學 號:1304090309建筑工程系1、 設計資料工程名稱:某多層圖書館二樓框架書庫工程資料:結構采用橫向框架承重,樓面活荷載標準值,樓面板為150mm厚單向?qū)嵭匿摻罨炷涟澹奢d傳力途徑為:樓面板次梁主梁柱基礎。設計中僅考慮豎向恒載和活載作用??蚣苤髁喊催B續(xù)梁計算??蚣芷矫娌贾脠D和柱截面圖如圖1和圖2。工程要求:(1)設計次梁截面cl-1。 (2)設計框架主梁截面kl-1。 (3)設計框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點,要求采用焊縫連接,短梁

2、段長度一般為0.91.2m。 (4)設計框架主梁短梁段與梁體工地拼接節(jié)點,要求采用高強螺栓連接。 (5)繪制主梁與柱連接節(jié)點詳圖,短梁段及梁體連接節(jié)點詳圖,短梁段與梁體制作詳圖(1#圖紙一張),kl-1鋼材用量表,設計說明。 (6)計算說明書,包括構件截面尺寸估算、荷載計算、內(nèi)力組合、主次梁截面設計、主次梁強度、剛度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定驗算。2、 設計參數(shù)混凝土自重: 厚度:150mm粉刷層: 厚度:15mm找平層: 厚度:20mm樓面活荷載的標準值: 水磨石樓面: 鋼材(q235)強度設計值: 鋼材(q235)抗剪強度設計值: 鋼材(q235)的彈性模量: 3、 設計次梁截面cl-11.設計

3、荷載(1)恒載標準層樓面(標準值)1.305kn/m2 水磨石面層樓面 粉刷層 找平層 結構層:150mm單向鋼筋混凝土樓板 合計: 5.055kn/m2(2)活載 樓面活載標準值 (3)豎向荷載下框架受荷總圖 荷載由板到梁傳遞示意圖如下圖3所示:a. 荷載標準值 樓面板傳恒載= 樓面?zhèn)鬟f活載=b. 荷載設計值 c. 最大彎矩與剪力設計值 次梁架于主梁之上,相當于簡支結構,計算簡圖如下圖4:次梁計算簡圖42.確定次梁的截面尺寸 由于設計初鋼梁自重未知(考慮安全因素),故取: 次梁所需的截面抵抗矩: 次梁選用工字形截面,則: (1)確定腹板尺寸梁的經(jīng)濟高度: ?。?腹板厚度: 取: 若翼緣的厚度

4、?。?則 (2)確定翼緣尺寸: 每個翼緣所需的截面面積: 翼緣板的寬度: 暫?。?(3)次梁截面尺寸特征(如圖5-1): 截面特征圖5-1 由于,則: (4)確定焊縫尺寸 故取,鋼結構在焊接時焊條采用e43列,焊接方法為手工焊。3.次梁驗算 次梁自重標準值:(用q235鋼材) 次梁自重設計值: 次梁(包括自重)所承擔的最大的彎矩與最大剪力: (1)整體穩(wěn)定性驗算 故次梁的整體穩(wěn)定滿足要求。(2)局部穩(wěn)定性驗算 故次梁不會發(fā)生局部失穩(wěn)。 (3) 剛度驗算 故滿足剛度要求。(4) 抗彎強度驗算 故抗彎強度滿足要求。(5)抗剪強度驗算: 故主梁的抗剪強度滿足要求。(6)翼緣焊縫驗算 故翼緣焊縫折算應

5、力符合。綜上所述:次梁為實腹式焊接工字型梁,截面 為2×300×20+720×12,如右圖5-2。 翼緣與腹板采用焊縫連接,hf=8mm, 鋼結構在焊接時焊條采用e43列, 焊接方法為手工焊。圖5-24、 設計框架主梁kl-11.設計荷載如圖,板荷載傳遞給次梁,次梁傳遞給主梁。主梁受自重恒載、次梁傳遞的集中恒載、次梁傳遞的集中活載。其中邊緣主梁受力是主梁受力的一半。則以主梁進行研究設計。主梁計算簡圖如下圖6:121dcba主梁計算簡圖6主梁截面尺寸待定,因此先不計主梁自重荷載。集中恒載:集中活載:(1) 荷載分析:由于此結構具有對稱性,故僅對以下六種具有代表性的何

6、在形式進行分析:1 次梁傳遞集中力恒載2 連續(xù)梁受滿布活載3 1跨受滿布活載4 2跨受滿布活載5 1、2跨受滿布活載6 1、3跨受滿布荷載 (2)內(nèi)力計算1 次梁集中力恒載2 連續(xù)梁受滿布活載3 1跨受滿布活載4 2跨受滿布活載5 1、2跨受滿布活載6 1、3跨受滿布荷載(3) 內(nèi)力組合及最不利荷載項目工況(+)工況(+)工況(+)工況(+)工況(+)最不利荷載m1(knm)949.7961026.341413.981909.9931066.1441066.144m2(knm)542.74236.56772.375656.027236.56772.375mb(knm)-814.11-661.0

7、2-584.475-890.655-584.475-890.655mc(knm)-814.11-278.295-584.475-507.93-584.475-814.11va(kn)212.066229.07667.481203.561237.581237.581vd(kn)-212.066-101.501-67.481-75.986-237.581-237.581vb左(kn)-391.979-374.969-196.364-400.484-366.464-400.484vc右(kn)391.979162.344196.364187.859366.464391.979vb右(kn)301.5

8、23173.948301.523344.048131.423344.048vc左(kn)-301.523-88.89838.677-3.848-131.423-301.523故由以上計算表知: 最不利彎矩為: 最不利剪力為:2. 確定主梁的截面尺寸:由于設計初鋼梁自重未知(考慮安全因素),故?。?主梁所需的截面抵抗矩: 主梁也選用工字形截面,則:(1)確定腹板尺寸: 主梁的經(jīng)濟高度: ?。?腹板厚度: 取: 若翼緣的厚度?。?則: (2)確定翼緣尺寸: 每個翼緣所需的截面面積: 翼緣板的寬度: 綜合上述?。?(3)主梁截面尺寸特征: error! reference source not fo

9、und.(4) 確定焊縫尺寸 , , ?。?。鋼結構在焊接時焊條采用e43系列,焊接方法為手工焊。3. 主梁驗算 主梁自重標準值:(用q235鋼材) 主梁自重設計值: 主梁(包括自重)所承擔的最大的彎矩與最大剪力近似按下式計算: (1) 整體穩(wěn)定驗算: 將次梁作為主梁的側(cè)向支撐,則故主梁的整體穩(wěn)定不必驗算。(2)局部穩(wěn)定性驗算 故次梁不會發(fā)生局部失穩(wěn)。 (3) 剛度驗算 故滿足剛度要求。 (4)抗彎強度驗算 故抗彎強度滿足要求。(5)抗剪強度驗算: 故主梁的抗剪強度滿足要求。(6)翼緣焊縫驗算 圖5-2 故翼緣焊縫折算應力符合。 綜上所述:主梁為實腹式焊接工字型梁,截面 為2×300

10、×20+910×15,如右圖5-2。 翼緣與腹板采用焊縫連接,hf=10mm, 鋼結構在焊接時焊條采用e43列, 焊接方法為手工焊。5、 框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點的設計:1. 設計資料受力類型:彎矩、剪力(軸力較小忽略不計)荷載數(shù)據(jù):短梁和柱通過焊縫連接,短梁長1m。由以上計算知,梁端最大彎矩和最大剪力分別為:m=890.655knm,v=400.484kn。 焊縫的強度設計值:主梁為組合工字型截面(),材料q235鋼,焊條為e43型焊條采用角焊縫焊接。截面尺寸和作用荷載如圖所示。 2. 連接計算連接采用沿全周施焊的角焊縫連接,轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊,沒有起弧和落弧所引起的焊

11、口缺陷,并假定全部剪力由腹板的連接焊縫承擔,不考慮工字形翼緣端部繞轉(zhuǎn)部分焊縫的作用。設沿工字形梁全周角焊縫的焊角尺寸為水平焊縫繞自身軸的慣性矩很小,計算時忽略,全部焊縫對x軸的截面慣性矩近似地?。?焊縫在最外面邊緣“1”點處的截面抵抗矩:焊縫在腹板頂部“2”點處的截面抵抗矩:在彎矩作用下,角焊縫在最邊緣處“1”點處的最大應力為:在翼緣和腹板交接的角焊縫“2”點處的m與v的共同作用下的應力為: 滿足設計要求。3. 按構造設置水平加勁肋水平加勁肋應設置于柱上相連梁的上下翼緣的位置上,且水平加勁肋的水平中心線應與梁翼緣的水平中心線相重合;此時梁翼緣的內(nèi)力作為集中力作用于柱上。為了保證連接節(jié)點處不致于

12、產(chǎn)生局部破環(huán),水平加勁肋應按以下要求分別在與梁上下翼緣對應處柱腹板的兩側(cè)成對地布置。a、 按水平加勁肋的構造要求,設定其厚度為b、 水平加勁肋的自由外伸寬度應滿足下式要求: 得出,c、 水平加勁肋采用完全焊透的坡口對接焊接連接取 6、 設計框架主梁短梁段與梁體工地拼接節(jié)點(采用高強度螺栓)1. 計算螺栓連接處的荷載: (1)由集中荷載產(chǎn)生的固端彎矩: 由上述主梁內(nèi)力計算表知:梁端最大彎矩 ,對應工況下支座最大剪力為取短梁長度為1.0m,則集中荷載在1.0m處產(chǎn)生的內(nèi)力計算如下: 彎矩: 剪力:(2)由均布荷載產(chǎn)生的固端彎矩: 由均布荷載產(chǎn)生的端部剪力: 均布荷載在1.2m處產(chǎn)生的內(nèi)力計算如下:

13、 彎矩: 剪力:(3)由集中、均布荷載疊加所得的彎矩剪力: 彎矩: 剪力: 2. 設計螺栓連接: 采用精確設計的方法,即彎矩由翼緣和腹板共同承擔,剪力僅由腹板承擔,翼緣承擔的彎矩和腹板承擔的彎矩,二者按剛度成比例分配: 則: (1)翼緣拼接設計1 梁單側(cè)翼緣連接所需的高強度螺栓數(shù)目 采用10.9級的m22螺栓: 螺栓孔徑取25.5mm,翼緣板的凈截面面積為:翼緣板所能承受的軸向力設計值為: 采用8個。2 翼緣外側(cè)拼接連接板的厚度: 取 翼緣外側(cè)板的尺寸為:3 翼緣內(nèi)側(cè)拼接連接板的厚度: 如果考慮內(nèi)外側(cè)拼接板截面面積相等,則有: 取,內(nèi)拼接板的尺寸為:4 螺栓強度驗算 上述計算表明螺栓強度滿足,

14、可不必進行驗算。 故,翼緣拼接采用八個m22螺栓,拼接板尺寸為:外拼接板: 內(nèi)拼接板: (2)腹板拼接設計1 梁腹板連接所需的高強螺栓數(shù)目: 采用10.9級的m22螺栓: 考慮到彎矩作用的影響,采用8個m22螺栓,并成兩排布置。2 腹板兩側(cè)連接板的厚度: 取 腹板兩側(cè)連接板的尺寸不妨取為: 則梁與梁的拼接板連接圖如下圖: 連接構件的接觸面采用噴砂處理。3 螺栓強度驗算 單個螺栓的抗剪承載力設計值: 剪力 在螺栓群形心處所引起的附加彎矩: 修正后的彎矩: 螺栓最大應力 故螺栓的連接強度滿足要求。故,腹板拼接采用8個m22螺栓,拼接板尺寸為:外拼接板: 3. 螺栓的凈截面強度驗算: (1)選截面1

15、1討論: 最大正應力 最大剪應力 對于點b,折算應力為: 滿足要求。(2)選截面22討論: 最大正應力 最大剪應力 對于點b,折算應力為: 滿足要求。 七、設計體會 通過此次課程設計,我更加扎實地掌握了有關鋼結構設計方面的知識。在設計過程中雖然遇到了一些問題,但經(jīng)過一遍遍的思考和審視終于發(fā)現(xiàn)了問題的關鍵所在,同時也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行,只有自己真正動手去做,才能明白這其中的奧妙。 過而能改,善莫大焉。在課程設計過程中,我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤,不斷改正,不斷領悟不斷獲取。最終的驗算環(huán)節(jié),本身就是在踐行“過而能改善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順

16、利完成了。在設計中遇到了很多問題,最后在同學們的共同努力下,也都終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習時間過程中,我們一定要不懈努力,不能遇到問題就想到要退縮,而應積極主動地去面對問題,并發(fā)現(xiàn)癥結,然后一一進行解決。只有這樣,才能有所收獲,才能從這精心安排的課程設計中學到一些知識。 課程設計雖說是一門專業(yè)性很強的課程,給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升,但其同時又是一門哲學課,讓我明白了許多道理。通過此次課程設計,我掌握了鋼結構的幾種受力類型及相應的破壞形式,了解了驗算每種破壞形式的原理及步驟,同時對鋼結構的螺栓和焊縫連接也有了更深一步的認識。 回顧此次課程設計,至今讓感慨頗多。從理論到時間,

17、在這短短幾天的日子里,可以說是苦多于甜。但是我們也真的學到了很多東西,不僅鞏固了之前的知識,還獲得了許多書本之外的寶貴財富。這次課程設計讓我明白了理論纖細實際的重要性,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結合,從理論中得出結論,并以實踐驗證,才是真正的有所收獲,才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計過程中遇到問題是必然的,但在解決問題中始終保持一顆求學的心卻是我們的學海無涯的心態(tài)使然。八、設計規(guī)范及參考書籍 1、規(guī)范(1)中華人民共和國建設部. 建筑結構制圖標準(gb/t501052001)(2)中華人民共和國建設部. 房屋建筑制圖統(tǒng)一標準(gb/t5000120

18、01)(3)中華人民共和國建設部. 建筑結構荷載規(guī)范(gb50092001)(4)中華人民共和國建設部. 鋼結構設計規(guī)范(gb500172003)(5)中華人民共和國建設部. .鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(gb50205-2001) 2、參考書籍(1)沈祖炎等. 鋼結構基本原理,中國建筑工業(yè)出版社,2006(2)毛德培. 鋼結構,中國鐵道出版社,1999(3)陳紹藩. 鋼結構,中國建筑工業(yè)出版社,2003 (4)李星榮等. 鋼結構連接節(jié)點設計手冊(第二版),中國建筑工業(yè)出版社,2005 (5)包頭鋼鐵設計研究院 中國鋼結構協(xié)會房屋建筑鋼結構協(xié). 鋼結構設計與計算(第二版),機械工業(yè)出

19、版社,2006g an employment tribunal claimemployment tribunals sort out disagreements between employers and employees.you may need to make a claim to an employment tribunal if:· you don't agree with the disciplinary action your employer has taken against you· your employer dismisses you and

20、 you think that you have been dismissed unfairly.for more information about dismissal and unfair dismissal, see dismissal.you can make a claim to an employment tribunal, even if you haven't appealed against the disciplinary action your employer has taken against you. however, if y

21、ou win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. if your application is

22、 received after this time limit, the tribunal will not usually accept it.if you are worried about how the time limits apply to you, take advice from one of the organisations listed under further help.employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process an

23、d you will need to give evidence under an oath or affirmation.most people find making a claim to an employment tribunal challenging. if you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed under further help.if y

24、ou are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compensation if you win the case. this is known as a damages-based agreement. in england and wales, your solicitor can't charge you more than 35% of your compen

25、sation  if you win the case.if you are thinking about signing up for  a damages-based agreement, you should make sure you're clear about the terms of the agreement. it might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a citizens advice bureau.  to find your

26、nearest cab, including those that give advice by e-mail, click on nearest cab.for more information about making a claim to an employment tribunal, see employment tribunals.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifa's anti-racism taskforce, is in londo

27、n for the football association's 150th anniversary celebrations and will attend city's premier league match at chelsea on sunday."i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure," he told bbc sport."for me it's about how he felt and i would like

28、to speak to him first to find out what his experience was."uefa has opened disciplinary proceedings against cska for the "racist behaviour of their fans" during city's 2-1 win.michel platini, president of european football's governing body, has also ordered an i

29、mmediate investigation into the referee's actions.cska said they were "surprised and disappointed" by toure's complaint. in a statement the russian side added: "we found no racist insults from fans of cska."age has reached the end of the beginning of a word. may be guilty

30、 in his seems to passing a lot of different life became the appearance of the same day; may be back in the past, to oneself the paranoid weird belief disillusionment, these days, my mind has been very messy, in my mind constantly. always feel oneself should go to do something, or write something. tw

31、enty years of life trajectory deeply shallow, suddenly feel something, do it.一字開頭的年齡已經(jīng)到了尾聲?;蛟S是愧疚于自己似乎把轉(zhuǎn)瞬即逝的很多個不同的日子過成了同一天的樣子;或許是追溯過去,對自己那些近乎偏執(zhí)的怪異信念的醒悟,這些天以來,思緒一直很凌亂,在腦海中不斷糾纏??傆X得自己自己似乎應該去做點什么,或者寫點什么。二十年的人生軌跡深深淺淺,突然就感覺到有些事情,非做不可了。the end of our life, and can meet many things really do?而窮盡我們的一生,又能遇到多少事

32、情是真正地非做不可?during my childhood, think lucky money and new clothes are necessary for new year, but as the advance of the age, will be more and more found that those things are optional; junior high school, thought to have a crush on just means that the real growth, but over the past three years later,

33、 his writing of alumni in peace, suddenly found that isn't really grow up, it seems is not so important; then in high school, think don't want to give vent to out your inner voice can be in the high school children of the feelings in a period, but was eventually infarction when graduation pa

34、rty in the throat, later again stood on the pitch he has sweat profusely, looked at his thrown a basketball hoops, suddenly found himself has already can't remember his appearance.童年時,覺得壓歲錢和新衣服是過年必備,但是隨著年齡的推進,會越來越發(fā)現(xiàn),那些東西根本就可有可無;初中時,以為要有一場暗戀才意味著真正的成長,但三年過去后,自己心平氣和的寫同學錄的時候,突然就發(fā)現(xiàn)是不是真正的成長了,好像并沒有那么重要

35、了;然后到了高中,覺得非要吐露出自己的心聲才能為高中生涯里的懵懂情愫劃上一個句點,但畢業(yè)晚會的時候最終還是被梗塞在了咽喉,后來再次站在他曾經(jīng)揮汗如雨的球場,看著他投過籃球的球框時,突然間發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)想不起他的容顏。originally, this world, can produce a chemical reaction to an event, in addition to resolutely, have to do, and time.原來,這個世界上,對某個事件能產(chǎn)生化學反應的,除了非做不可的堅決,還有,時間。a person's time, your ideas are a

36、lways special to clear. want, want, line is clear, as if nothing could shake his. also once seemed to be determined to do something, but more often is he backed out at last. dislike his cowardice, finally found that there are a lot of love, there are a lot of miss, like shadow really have been doome

37、d. those who do, just green years oneself give oneself an arm injection, or is a self-righteous spiritual.一個人的時候,自己的想法總是特別地清晰。想要的,不想要的,界限明確,好像沒有什么可以撼動自己。也曾經(jīng)好像已經(jīng)下定了決心去做某件事,但更多的時候是最后又打起了退堂鼓。嫌惡過自己的怯懦,最終卻發(fā)現(xiàn)有很多緣分,有很多錯過,好像冥冥之中真的已經(jīng)注定。那些曾經(jīng)所謂的非做不可,只是青蔥年華里自己給自己注射的一支強心劑,或者說,是自以為是的精神寄托罷了。at the moment, the sky

38、is dark, the air is fresh factor after just rained. suddenly thought of blue plaid shirt; those were broken into various shapes of stationery; from the corner at the beginning of deep friendship; have declared the end of the encounter that haven't start planning. those years, those days of do, f

39、inally, like youth, will end in our life.此刻,天空是陰暗的,空氣里有著剛下過雨之后的清新因子。突然想到那件藍格子襯衫;那些被折成各種各樣形狀的信紙;那段從街角深巷伊始的友誼;還有那場還沒有開始就宣告了終結的邂逅計劃那些年那些天的非做不可,終于和青春一樣,都將在我們的人生中謝幕。baumgartner the disappointing news: mission aborted. r plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to b

40、e very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. the balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/

41、8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence.the supersonic descent could happen as early as sunda.the weathethe balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet ( then, i

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