《钢结构设计原理》课程设计实例

1、钢结构设计原理课程设计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。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、支座处支承跨度：15米钢号：16Mn焊条号：E50恒荷载标准值：98kN集中荷载跨度C=2.5米第1页，共 10 页钢结构设计原理课程设计 F 3、主梁自重估计值均为 q 4/m，且主梁钢板采用手工焊接； 4、主梁允许最大挠度值 v /l 1/；T5、主梁的截面建筑容许最大高度为2500mm。七、设计过程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98kN1.2117.6kN202kN1.4282.8kN

2、F400.4kNFk300kN主梁自重标准值q 4/m，设计值为q 1.24kN /m 4.8kN /m。GK则主梁最大剪力（支座处）为5 5V F 400.42 24.8 10372 max 2最大弯矩（跨中）为Rl qlF2M 7.5F5F2.5282max1237.2 15 4.8 15 400.4 7.52400.47.5kNm4639.5kNm282采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度t 16mm，故抗弯强度设计值 f 295N /mm 。2f4639.5101.05295M6计算需要的截面模量为 W mm 1497810 mmx333 fxx第2页，共 10 页钢结构设计原理课

3、程设计0建筑允许最大高度 h 2500mmfl150001377 v /l 66T经济梁高，按经验公式h 7 W 3001426mm3x0确定腹板厚度tw1.23maxwvw0第3页，共 10 页钢结构设计原理课程设计取腹板厚度 t 12mmwW t hw 0 x2266f0bh/5 h/3 1400/5 1400/3mm 280 467mmf0h h 2t/2 1400226/2 mm 1426mm10第4页，共 10 页钢结构设计原理课程设计4 11I bh bt h 32145.2 30.8140 cm 1120419cm333341212xw021120419145.22IW cm c

4、m3x3hx A t h 2bt 1.21402322.6 cm 344.4cm22w0强度验算验算抗弯强度4639.510M6N/mm 286.3N/mm f 295N/mmx222W1.0515433103xnx验算抗剪强度 V S I t3N/2 4x w68.4N/ f N/22v主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度（即验算折算应力（腹板端部）0c 10 1400/2Mh /2 4639.562N/mm 290N/mm2max0112041910I14xVSI t200.210 320267133N/mm 8.8N/mm212112041910 1214x

5、w则折算应力为3 290 38.8 N/mm 290.4N/mm 1.1f 324.5N/mm21222222ZS1刚度验算全部永久荷载与可变荷载的标准值在梁跨中产生的最大弯矩为12R 5300300415 kN 930kN930 15 4 15 12M 3007.530053002.5kNm3487.5kNm282k vT5M lk53487.510 150001v16Tl 1.348EI1.3482.0610 1120419104 551l4005x4、变截面的设计变截面位置和端部截面尺寸l/6处改变截面比较经济。此处的弯矩 M2577.5kNm，剪力 VkN变截面所需的翼缘宽度2577.

6、5 106MWmm 8.321 10 mm363f1.05295x第5页，共 10 页钢结构设计原理课程设计 bt Wh t h /6/h /6/1426 3263222w 01令厚度 t 26mm不变，采用 b 200mm仍满足各项要求。变截面后强度验算 截面的几何参数 1 3I bh bt h3xw01 8.03 3349428.0310 2IW 9mm 1.10610 mmxh3731452x S bt h /2 200 26 1426/2 mm 3.71 10 mm 36311 hh 2 6.65 S St3.71 64 0036324 1w变截面强度验算a.验算抗弯强度2577.51

7、061.051.106107MN/ 221.9N/ f 295N/222Wxxb.验算抗剪强度 VS 6.65 36N/ 70.7N/ f N/222I tx8.03 v9wc.验算折算应力（腹板端部） M h /2 2577.5 /262N/ 224.69N/208.031091Ix1025 10 3.71 10 VS36N/mm 39.46N/mm2128.0310 1219I txw则折算应力为223 3 N/mm N/mm f N/mm22222ZS 1变截面刚度验算1跨中有 5 个间距（C 2.5m ）相等的集中荷载 F 300kN ,近似折算成均布荷载kFkC3002.5q k44

8、124kN/mm，变截面位置在距支座l/6处，即 1/6。第6页，共 10 页钢结构设计原理课程设计最大相对挠度为5 q lvI3TkXx5 13.25431v1415400361f9wf变截面处3h mm1.94mmfw4xf1.5 t 1.5 26 7.65mm，采用 h 10mm。ff minmaxh /t 1400/12116.780 235/ f 66，并且h /t 170 235/ f 140，应配置横向加劲肋。0wy0wy按构造要求横向加劲肋的间距应为a 0.5h 0.51400mm 700mm，0a 2h 21400mm 2800mm。故在两个次梁与主梁连接处之间应增设一个横向

9、加劲肋，加劲肋之0，加劲肋成对布置于腹板两侧，如图所示，第7页，共 10 页钢结构设计原理课程设计1、计算区格腹板的局部稳定 22仅布置横向加劲肋，由于 0，故按公式 1进行计算。 crccr2、临界应力计算 的计算：由于主梁受压翼缘扭转受到约束fh /t01400/121773452350.7990.85wy177 235b则 f 295N /mm2 的计算：a/h 2000/1400 1.41.0，故0f/121.280.8wy 2s 5.34 4 h /a 5.34 4 /20 则 10.59 0.8 f 10.59 1.280.8 170N /mm 121.856N /mm22sv3、

10、各区格计算腹板局部稳定计算计算结果平均剪力0 w322满足平均弯矩M/W110 N/mm N/mm622平均剪力 V / h t0 w618.610 /140012 N/mm 36.8N/mm322满足平均弯矩M/W110 N/mm N/mm622平均剪力 0 w322满足平均弯矩1M /2kNmkNm10 N/mm N/mm622第8页，共 10 页钢结构设计原理课程设计221csss取t 6mm。s支座加劲肋的宽度为支座处翼缘的宽度b 200mm，则支座支承加劲肋采用200mm16mm22第9页，共 10 页钢结构设计原理课程设计 11I 1.6 1.2 3344xIi Ah1400 30.20i 4.6310查表得 b 类）R1237.210349.822A N/ 265.6N/ f N/222支座加劲肋端部刨平顶紧，其端部承压应力