土木工程钢结构三级项目PP完整版

Part 3
Part 4
3.6铰接柱头设计
梁端设置支承加劲肋 1、加劲肋尺寸：h=360mm，175mm，20mm 压杆的截面包括加劲肋以及每侧各 C 15 7 范围内的腹板面积
235 105 mm fy
2、支承加劲肋验算 I z 8.94102 cm4 1）在腹板平面外的稳定： I A 42.35cm2 iz z 14.53cm h0 32.8 2.3 A iz 14.53
钢结构压弯构件的设计
4
前期工作
Part
2
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
2.1总体思路
《钢结构基本原理》 课程研究设计说明书
根据
讨论各个构件以及 构件间的连接形式
找出各部分涉及到 的知识点 分组查阅资料 （图书馆、网络） 多次 讨论
两种方案
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Part 3
6M max 6 7357 .35 14.33mm f 215
25
Part 1
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3.7铰接柱脚设计
（2）隔板计算
将隔板视为两端支于靴梁的简支梁，其线荷载为 1 150 5.2 780N / mm
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Part 1
Part 2
Part 3
来自百度文库Part 4
3.6铰接柱头设计
1、柱腹板处设置纵向加劲肋： 柱端设置柱顶板，柱顶板面积为 215 mm 215 mm 加劲肋尺寸 h = 100mm, bs 100mm, ts 10mm 2、加劲肋验算 I l 10 1）腹板平面外稳定 I y 84cm4 A 10cm2 i y y 2.9cm y 0 3.5 A i y 2.9 F 35N / m m2 f 215N / m m2 0.999(b类) A 2）侧面角焊缝强度验算
所计算构件为结构右端压弯柱，有端弯矩和横向荷载作用，但使结构产 生同向曲率，故取
tx M x N 63.33 90.03 153.36N / m m2 215N / m m2 x A bW1x
(4)局部稳定验算： 由于选用型钢，所以不必验算局部稳定性
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Part 1
Part 2
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3.7铰接柱脚设计
450
52.5 10
N=669.94kN，选用Q235钢
300
采用C15混凝土, f c 7.2N / mm2
175 10 52.5
（1）底板尺寸
N 669.94103 An 93047 .2m m2 f 7.2
Part 3
Part 4
3.5压弯构件设计
（2）弯矩平面内稳定验算：
x
l0
ix
1.17 400 54.29 150 8.62
查附表4.2得， x 0.767
2 2 3 2 EA 206 10 63 . 53 10 ' 6 NE 3 . 98 10 N x 2 2 1.1x 1.1 54.29 mx M x N 57.47 86.97 141.63N / m m2 215N / m m2 x A N x M x 1 0.8 '
N 669.94103 A 38.62cm 2 2 f 0.807 21510
175
ix i y
lox


359 .45 5.99cm 60
A 51.43cm2 , ix 7.53cm, iy 4.37cm
选用HW175×175×7.5×11
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Part 1
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2.2可行性分析
方案一：
Step 3
重复验算，计算量大
•根据截面确定各构件的抗弯刚度 •重新计算内力
Step 2
•重新进行验算 •根据内力图选定各构件截面
Step 1
•验算强度、刚度及稳定性 •假定各个构件的抗弯刚度相同 •求得结构的内力图（弯矩、轴力、剪力）
7
Part 1
Part 2
2人
8个人
2人
2人
9
项目分析设计
Part
3
Part 1
Part 2
Part 3
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3.1初选截面
7
7
200 350 350
350
175 350 11
12
8
11
175
11
7
11
7.5
11
175
200
7
175
175
175 2 2 1 1
3
3
11
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b
M 2 pa1 0.0462 5.2 1752 7357 .35N mm
2
区格3为悬臂部分 1 1 M 3 pc 2 5.2 52.52 7166 .25 N mm 2 2 这三种区格的弯矩值接近，不必调整底版平面尺寸和隔板位置， .35N mm 最大弯矩为 M max 7357 底板厚度 t 取t=20mm
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2.2可行性分析
方案二：
•根据设计要求初选截面
•确定各构件的抗弯刚度 并计算出内力图
最终方案
完成设计 符合
•对各构件进行强度、 刚度及稳定性验算
8
Part 1
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2.3实施计划
2人
轴心受压和压弯柱的设计 受弯构件的设计 铰接柱头和柱脚的设计 刚接柱头和柱脚的设计

带入数据得，X1=669.94kN
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3.2内力分析计算
弯矩图
轴力图
剪力图
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3.3轴心受压柱设计
175 350 11 7.5
11
175 7
（1）选取截面
选用热轧H型钢Q235
计算长度 lox loy 359.45cm 设λ =60（b类），查附表 =0.807
I2 K1 I3
l2 l3

13017 .2 5266 .3
600 1.64
400
再查表6.5，得到
1.17
然后进行强度与稳定性的验算： （1）强度验算：
N Mx 123.48N / m m2 f 215N / m m2 An xWnx
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Part 2
A 63.53cm2 , I x 4717 cm4，I y 1601 cm4，
i x 8.62cm，i y 5.02cm，Wx 472cm3
N 280.06kN, M 39.36kN m
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3.5压弯构件设计
然后求其计算长度系数
3.2内力分析计算
根据初选截面，可得出I2x=12980cm4 ，I3X=4717cm4 此结构为一次超静定结构，将（1）柱断开，再加一对轴力X，得到静 定体系（如图），分别求出轴力X1，外力F，均布荷载q1和q2的弯矩图以及 轴力和剪力图。 列一次超静定结构方程：
11

1 p
11 X1 1 p 0
Part 2
Part 3
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3.3轴心受压柱设计
（2）截面验算
359.45 47.74 150 7.53 359.45 y 83.25 150 4.37
x
x, y轴的值均属b类截面，由 y 82.25得 : 0.673
N 669.94103 2 2 193 . 6 N / m m f 215 N / m m A 0.673 51.43102
因为选用热轧型钢，局部稳定与强度可不验算
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3.4受弯构件设计
（1）假设梁的自重为 0.5kN / m ，参考普通工字钢整体稳定系数， 假设 b 0.6 M 计算出： Wx x 743103 m m3
b f
（2）根据截面模量选用 HN350175 7 11 ，Wx 741.7cm3 （3）由于试选截面时，整体稳定系数是参考普通工字钢假定的，对H型钢 的整体稳定系数应按下式计算：
75 62.5
175
62.5
75
采用宽300mm，长450mm的底板，毛面积A=450×300=135000mm2减去锚栓孔 面积（4000mm2）,大于所需净面积 基础对地板的压力为
N 699.94103 P 5.2 N / m m2 A 135000 4000
底板的区格有三种，如图所示放置，现分别计算其单位宽度的弯矩
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Part 1
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Part 4
3.5压弯构件设计
根据规定 150 又根据 所以
l0 l0 x ， y ix iy
ix

l0

l 400 400 2.67, i y 0 2.67 150 150
所以根据附表7.2型钢表给出的热轧H型钢，经过多次选取 最终选用HW200×200×8×12 截面
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3.7铰接柱脚设计
区格1为四边支承板b a 175150 1.17 ，查表4.7，α =0.0606
M1 pa2 0.0606 5.2 1502 7090 .2N mm
区格2为三边支承板 1 a 1 75175 0.43 ，查表4.7，β =0.0462

N Ex
mx 1.0
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Part 4
3.5压弯构件设计
（3）弯矩平面外稳定验算：
l0 400 y 79.68 150 i y 5.02
查附表4.2
y 0.696
2 y
fy
79.682 b 1.07 1.07 1 0.926 1.0 44000 235 44000
F 2 2 16 . 51 N / m m f 215 N / m m φ =1(b类）A
2）端部承压强度： RF ce 19.98N / m m f ce 325N / m m2
Ace
3）于腹板的连接焊缝: R-F ffw 160N / mm 2 2 0.7hf lw
1 1 2 1 (6 6 6 ) (6 6 4) EI2 2 3 EI3 72 144 EI2 EI3
46298 .25 97176 I2 I3 X1 72 144 I2 I3
1 1 2 1 3 (3600 6 2 459 6 6 ) EI2 2 3 4 4 1 1 (3600 4 6 459 4 6 40 4 6) EI3 4 46298 .25 97176 EI2 EI3
Part 3
Part 4
3.4受弯构件设计
（4）整体稳定验算：
Mx 2 2 197 N / m m 215 N / m m f ' bWx
整体稳定满足
(5）刚度验算：
M xl v 1 vT 1 l 10EI x 464 l 400
刚度满足
由于型钢腹板较厚，不必验算抗剪强度，且宽厚比较小， 不必验算局部稳定
b b
' b
4320 Ah 235 1 0.678 0.6 2 W 4 . 4 h f y x y
y t1
2
7
7 11
11
350
350
1.07
0.282
b
0.654 1
175
175
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Part 1
Part 2
单层平面钢框架结构 ———分析与设计
团
队：12级房建一班第四组
日
期：2014年10月
1.
2. 3. 4.
项目内容
前期工作 项目分析设计 总 结
项目内容
Part
1
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
项目内容
结构分析计算与截面选择 钢结构构件连接的设计 钢结构轴心受力构件的设计
钢结构受弯构件的设计
M
N bs 1748500 N mm 2 2 N f 2 49.96N / m m 2helw
f
f f
M 6M 74.94N / m m 2 W 2helw
2
f 2 79.18N / mm f fw 160N / mm2