中南大學(xué)土木建筑學(xué)院土木工程專業(yè)（本科）《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：鋼框架主梁設(shè)計(jì)姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：建筑工程系目錄一設(shè)計(jì)資料錯(cuò)誤!未定義書簽。二設(shè)計(jì)參數(shù)錯(cuò)誤!未定義書簽。三設(shè)計(jì)次梁截面CL-1錯(cuò)誤!未定義書簽。3.1次梁截面內(nèi)力計(jì)算（不含次梁的自重）錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2確定次梁的截面尺寸錯(cuò)誤!未定義書簽。3.3次梁截面的驗(yàn)算錯(cuò)誤!未定義書簽。四、設(shè)計(jì)框架主梁截面KL-1錯(cuò)誤!未定義書簽。4.1框架主梁截面內(nèi)力計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。4.2確定主梁的截面尺寸錯(cuò)誤!未定義書簽。4.3主梁截面的驗(yàn)算錯(cuò)誤!未定義書簽。五、設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1設(shè)計(jì)資料錯(cuò)誤!未定義書簽。5.2連接計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。六設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與梁體工地拼接節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1計(jì)算螺栓連接處的荷載錯(cuò)誤!未定義書簽。6.2設(shè)計(jì)螺栓連接錯(cuò)誤!未定義書簽。6.3螺栓的凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算錯(cuò)誤!未定義書簽。七設(shè)計(jì)規(guī)范及參考書籍錯(cuò)誤!未定義書簽。1、規(guī)范錯(cuò)誤!未定義書簽。2、參考書籍錯(cuò)誤!未定義書簽。一、設(shè)計(jì)資料一、設(shè)計(jì)構(gòu)件某多層圖書館二樓書庫樓面結(jié)構(gòu)布置圖如圖，結(jié)構(gòu)采用橫向框架承重，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值4kN：mm2（單號(hào)）、8kNimm2（雙號(hào)），樓面板為150mm厚單向?qū)嵭匿摻罨炷涟?，荷載傳力途徑為：樓面板一次梁一主梁一柱一基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中僅考慮豎向荷載和活載作用，框架梁按連續(xù)梁計(jì)算，次梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。其中框架柱為焊接H型鋼，截面尺寸為H500X300X14X20二、設(shè)計(jì)內(nèi)容要求（1）設(shè)計(jì)次梁截面CL-1。(2)設(shè)計(jì)框架主梁截面KL-1。(3)設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點(diǎn)，要求采用焊縫連接，短梁段長(zhǎng)度二、設(shè)計(jì)內(nèi)容要求（1）設(shè)計(jì)次梁截面CL-1。(2)設(shè)計(jì)框架主梁截面KL-1。(3)設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點(diǎn)，要求采用焊縫連接，短梁段長(zhǎng)度一般為0.9?1.2m。(4)設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與梁體工地拼接節(jié)點(diǎn)，要求采用高強(qiáng)螺栓連接。(5)繪制主梁與柱連接節(jié)點(diǎn)詳圖，短梁段及梁體連接節(jié)點(diǎn)詳圖，梁體截面詳圖（1#圖紙一張，手工繪制），KL-1鋼材用量表，設(shè)計(jì)說明等。計(jì)算說明書，包括構(gòu)件截面尺寸估算、荷載計(jì)算、內(nèi)力組合、主次梁截面(6)（1）取其中一棉框架進(jìn)行計(jì)算，如軸線3,計(jì)算中要考慮活荷載的不利布置。（2）框架梁與柱為固結(jié)，次梁與框架梁之間為鉸接。三、進(jìn)度安排周一：構(gòu)件尺寸估算和樓蓋荷載計(jì)算;周二：樓蓋內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合；周三：主梁截面設(shè)計(jì)及連接設(shè)計(jì)計(jì)算;周四：施工圖繪制；周五：計(jì)算文本整理。二、設(shè)計(jì)參數(shù)混凝土自重：25kN/m3厚度:粉刷層：厚度:找平層：20kN/m3厚度：樓面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：6kN/m2水磨石樓面：0.65kN/m2鋼材（Q235）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=215N/mm2150mm15mm20mm鋼材（Q235）抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=125N/mm2鋼材（Q235）的彈性模量：E=2.06x105N/mm2鋼材（Q345）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fd=310N/mm2鋼材（Q345）抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fv=180N/mm2鋼材（Q345）的彈性模量：E=2.06x105N/mm2三、設(shè)計(jì)次梁截面CL-1設(shè)計(jì)荷載（1）恒載一標(biāo)準(zhǔn)層樓面（標(biāo)準(zhǔn)值）1.305KN/m2水磨石面層樓面1.305KN/m2粉刷層找平層

5.055KN/m2結(jié)構(gòu)層：150mm單向鋼筋混凝土樓板0.15mx25KN/m3=3.75KN/m25.055KN/m2合計(jì)：（2）活載樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值8樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值8KN/m2（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(biāo)準(zhǔn)值a.荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓面板傳恒載二上x5.055x4x2=20.22KN/m2樓面?zhèn)鬟f活載=-x8x4x2=32KN/m2b.荷載設(shè)計(jì)值b.荷載設(shè)計(jì)值q=1.2q廠+1.4q活=69.064KN/mc.最大彎矩與剪力設(shè)計(jì)值c.最大彎矩與剪力設(shè)計(jì)值次梁架于主梁之上，相當(dāng)于簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖4：LL-11—1rii.i.--LL-1二LL-1工LL-LCL-1LL-1LL-LLL-LCL-LLL-L-l'L-_LL-1CL-L—I-L■>CL-LLL-L-cl-lI—IzLT.-工oi1—1&LL-1-二-L1—I1.9U迎③④圖3板傳荷裁示意圖uiuiimuuuumnmun次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖4M=1ql2=-x69.064x8.42=609.144KNmmax88V=2ql=2x69.064x8.4=290.056KN確定次梁的截面尺寸由于設(shè)計(jì)初鋼梁自重未知（考慮安全因素），故取:M=1.02M=1.02x609.144=621.327KNm次梁所需的截面抵抗矩:W=^計(jì)=XfW=^計(jì)=Xfd次梁選用工字形截面，=2.889x106mm3215則：（1）確定腹板尺寸梁的最小高度（按最大撓度限值I-]=400確定）vh=—fdL[L]=5x215x8400x400=561.99mmmin31.2Ev31.2x2.06x105梁的經(jīng)濟(jì)高度：h=7x^W~-300=697.061mm取腹板高度h^=660mm加上翼緣厚度可使梁高度滿足上述要求腹板厚度：，疽胃=7.54mm?。簍=10mm（2）確定翼緣尺寸：根據(jù)抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性要求抗彎強(qiáng)度要求WM一=2.889fdx106mm3（見前）

整體穩(wěn)定性要求（試取整體穩(wěn)定性系數(shù)CPb=0.7°）W=4=621.抗彎強(qiáng)度要求WM一=2.889fdx106mm3（見前）整體穩(wěn)定性要求（試取整體穩(wěn)定性系數(shù)CPb=0.7°）W=4=621.327x106=4.126X1、xPbfd0.70x215bxtN「J"x106-1x660x10=5151.51mm26606(a)在確定b和t時(shí)，應(yīng)考慮翼緣板的局部穩(wěn)定性和構(gòu)造要求，近似取-W26:竺=26：I35=26tfy\235(b)由式（。）及（b）得b=x-5151x26=365mm,取b=350mmb350tN—==13.461mm，取t=20mm2626綜上：翼緣選用-350X20.（3）次梁截面尺寸特征（如圖5-1）：一…_…558x109mm41212Ix1.858x109=5.309x106mm3截面350X20660X10S=330x10x--+350x20x340=2924500mm3,660x10320x3503I=+x2=1.429x108mm4y1212A=2x350x20+660x10=20600mm2■1.429x■1.429x108=83.288mmA206001地=100.85583.288lxt'=bfxh350x7008400x20=0.6857<2P=0.69+0.13x8400X20=0.779b350x7004320Ah^=Pbb人2y+nb235=0.779x432020600x700x100.85525.309x106「,100.855x20235LI+=0.779x432020600x700x100.85525.309x106=1.075由于中b>0.6，則:平'=1.07-些=1.07-些=0.807b甲0.804b（4）確定角焊縫尺寸fw=160N/mm2f￡=350x20x340=2380000mm3h>1.VS_=290056x2380000=165^f一1.4fwI-1.4x160x1.858x109—.h廠>1.5jT^=1.5何=6.71mmh<2t=24mmfmaxmin故取hf=8mm，鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)焊條采用E43列，焊接方法為手工焊。次梁驗(yàn)算次梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：(用Q235鋼材)Q自=(2x350x20+660x10)x10-6x7.85x9.8=1.585KN/m次梁自重設(shè)計(jì)值：q’=1.2q自=1.2x1.585=1.902KN/m次梁（包括自重）所承擔(dān)的最大的彎矩與最大剪力：M'=M+1q12=609.144+8x1.902x8.42=625.920KN/mVmaxHl=(69.064+gx&4=298.057Vmax（1）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算625.920x1060.807x5.309x106x215=0.679<1故次梁的整體穩(wěn)定滿足要求。（2）局部穩(wěn)定性驗(yàn)算二=3^=8.5V15：力40￥fy:竺=15660235O/1=66<84,——=84tw10?fy故次梁不會(huì)發(fā)生局部失穩(wěn)。（3）剛度驗(yàn)算u=5q"4=5x(69.064+1.902)x84004=1201質(zhì)質(zhì)_384EI—384x2.06x105x1.858x109一，mI8400[u]===21mm>u=12.01mm400400故滿足剛度要求。（4）抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算M—ma^=—0-~5309~10—=112.284N/mm2<f=215N/mm2xx625.920故抗彎強(qiáng)度滿足要求。（5）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算:.=H=297.511x103x2924500=46.914n/mm2<f=125N/mm2maxIt1680x109x10v1.680x109x10故主梁的抗剪強(qiáng)度滿足要求。（6）翼緣焊縫驗(yàn)算￡=350x20x340=2380000mm3t=LA=297.511x103x2380000=41.091N/mm21.680x109x10^=Mxy=625.920x106x330=122.949n/mm21.680x109p2+3T2=522.9492+3X41.0912=142.062N/mm2<1.1f=236N/mm2故翼緣焊縫折算應(yīng)力符合。綜上所述：次梁為實(shí)腹式焊接工字型梁，截面為2x350x20+660x10,如右圖5-2。翼緣與腹板采用焊縫連接，hf=8mm，鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)焊條采用E43列，焊接方法為手工焊。四、設(shè)計(jì)框架主梁KL-1設(shè)計(jì)荷載^UR0.D1-TK1-TK1-TK1-TKo5003OQU4_1-tk1-TK1-TK1-TK1-TK1-LAB4X4X4X4X1-LA1-LA1-LA1-LA03^UR0.D1-TK1-TK1-TK1-TKo5003OQU4_1-tk1-TK1-TK1-TK1-TK1-LAB4X4X4X4X1-LA1-LA1-LA1-LA038400…84008400…8400」圖2框架柱截面圖①⑵⑶‘4}5)圖1結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖，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①⑤受力是主梁②③④受力的一半。則以主梁②③④進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖6：主梁截面尺寸待定，因此先不計(jì)主梁自重荷載。集中恒載：G=(20.22+1.585)x8.4x1.2=219.794KN集中活載：Q=1.4x8x4x8.4=376.320KN（1）荷載分析：由于此結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性，故僅對(duì)以下六種具有代表性的何在形式進(jìn)行分析:次梁傳遞集中力恒載③1跨受滿布活載376.32

⑤1、2跨受滿布活載內(nèi)力計(jì)算(ABCD)ABCD為支座123分別為(1)(2)(3)桿件跨中位置次梁集中力恒載M1=307.71KNmM2=175.84KNmM=M-263.75KNm匕=—匕=0.350x219.794=76.93KNV=—V=—0.650x222.989=—142.87KNB左C右VB右=—匕左=0.500x222.989=—109.90KNV圖連續(xù)梁受滿布活載Mb=MC=-440.78KNm=514.25KNmM2=293.86KNm匕=—匕=128.56KNVb左=-匕右=238.76KNVb右Mb=MC=-440.78KNmL13.-56-183<14.25514.25M圖1跨受滿布活載M1=602KNmM2=0KNmM=-301.06KNmMB=MC=0KNmVa=150.53KNV左=-225.79KN2CD2.11M圖2跨受滿布活載M1=—112.89KNm,M2=526.85KNmM=Mc=—225.79KNmVa=-VD=-28.22KNV左=—VC右=—28.22KNVB右=匕左=188.16KN

Oiiiii--1ii1-23.M?M圖1、2跨受滿布活載M1=489.22KNm,M2=413.95KNm,M3=75.42KNmVA=122.30KN,匕=18.82KNV左=—254.02KN,VC右=18.82KNVb右=235.20KN,VC左=—141.12KNV圖

4踏.溫41姑4踏.溫41姑51、3跨受滿布荷載M1=639.74KNm,M2=-225.79KNmM=MC=—225.79KNmVA=—匕=159.94KNV=-216.38KNB左VB右=匕左=0KNK9.7463554(3)內(nèi)力組合及最不利荷載M圖①+④701.6R4in［二.二⑴I-U；.；1項(xiàng)目工況I（①+②）工況11（①+③）工況111（①+④）工況0（①+⑤）EV（①+⑥）最不利荷載M1（KNm）821.97909.82194.82796.93947.46947.46M2（KNm）469.7062.94702.68589.7949.96702.68MB（KNm）-704.54-564.81-489.54-790.60-489.54-790.60MC（KNm）-704.54-198.40-489.54-414.28-489.54-704.54VA（KN）205.40227.4648.70199.28236.86236.86VD（KN）-205.40-86.34-48.70-58.11-236.86-236.86V（KN）——&左-381.63-368.66-171.09-396.88-359.25-396.25VC右（KN）381.63133.46171.09161.68359.25381.63VB右（KN）293.56156.94298.06396.88109.90396.88VC左（KN）-293.56-62.68-298.06-251.02-109。90-298.06故由以上計(jì)算表知：最不利彎矩為：Mmax=947.46KNm最不利剪力為：V=—396.88KNmax確定主梁的截面尺寸：由于設(shè)計(jì)初鋼梁自重未知（考慮安全因素），故?。篗計(jì)=1.02M=1.02x947.46=966.409KNm主梁所需的截面抵抗矩：W=M計(jì)=966.409x106=3117X1063,'xfdd310主梁也選用工字形截面，則：（1）確定腹板尺寸：主梁的經(jīng)濟(jì)高度：h=7xJW-300=722.532mm主梁的最小高度取：h=780mm腹板厚度：t=『3.5=7.679mm?。簍=15mm若翼緣的厚度取：t=20mm則：h=780—40=740mm(2)確定翼緣尺寸:根據(jù)抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性要求抗彎強(qiáng)度要求wxM…八_=2.910x106mm3『xfd整體穩(wěn)定性要求(試取整體穩(wěn)定性系數(shù)中廣°.7°)M947.46x106W=—x==—————x中f0.7x310b=4.366x106mm3>2.91x106mm374.366x106btN740-1x740x15=4050mm26(a)在確定b和t時(shí)應(yīng)考慮翼緣板的局部穩(wěn)定性和構(gòu)造要求，近似?。?35(b)b'235：I35tWf=26遂=21-5!y：235(b)由式(a)及(b)得取b=280mm,,4050t==14.464mm,取t=20mm,280，.一b滿足—=14J21.5,t綜上：翼緣選用-280X20.主梁截面尺寸特征:_2.123x109mm4I_280x7803_(280-15)x7403X—1^-1^_2.123x109mm4740x83rT~20x280312_7.321x107mm4A_2x280x20+740x15=22300mm2■7.32x107■=57.29122300人=J__4000=69.82yi57.292」23x109=5.446x106mm3370S=370x15x--+280x20x(370+10)=3154750mm3錯(cuò)誤!未找到引用源。確定焊縫尺寸fw=160N/mm2,V=V'=405.116礎(chǔ)S]=280x20x380=2128000mm3,>——-——?^1=1.64mm1.4fwIh.>1.5Jt=6.7mm,h<1.2t.=1.2x15=18mm?。篽f=10mm。鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)焊條采用E43系列，焊接方法為手工焊。主梁驗(yàn)算主梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：（用Q235鋼材）q自=（2x280x20+740x15）x10-6x7.85x9.8=\.7\5KN/m主梁自重設(shè)計(jì)值：q，=1.2q自=2.059KN/m主梁（包括自重）所承擔(dān)的最大的彎矩與最大剪力近似按下式計(jì)算：M'=M+8q'12=947.46+8x2.059x82=963.932KNmV'=V+普=396.88+2.05；x8=405.116KN（1）整體穩(wěn)定驗(yàn)算：將次梁作為主梁的側(cè)向支撐，則L=4000=14.29>16:乎=13.205七280Hy_1t_8400x20'=bh—280x780"°,7691P=0.69+0.13&=0.69+0.13x8400x20=0.79b280x780竺坐甲+（±1）2+門]^入2W4.4hbfTOC\o"1-5"\h\zyxy=0.79x432016800x780「、，69.82x20235=0.79xxL'1+（）2]+0]x——

69.8225.446x1064.4x780345=1.239由于中b>0.6，則:'=1.07-冬=1.07-冬=0.8421.239

963.932x1060.842x5.446x106x310=0.678<1故次梁的整體穩(wěn)定滿足要求。（2）局部穩(wěn)定性驗(yàn)算七—'w=280T5=6.625<15'竺=12.3792t40fyh—wt963.932x1060.842x5.446x106x310=0.678<1故次梁的整體穩(wěn)定滿足要求。（2）局部穩(wěn)定性驗(yàn)算七—'w=280T5=6.625<15'竺=12.3792t40fyh—wtw740235=61.667<84,=73.13612fy故次梁不會(huì)發(fā)生局部失穩(wěn)。（3）剛度驗(yàn)算Gl3_U=1.146x+1.615x100EI100EIQl3ql4+0.667x100EIX219.794x103x80003=1.146x+100x2.06x105x2.123x109376.32x103x800031.615x100x2.06x105x2.123x1091.769x80004…l8000[u]===20mm>u=9.151mm400400故滿足剛度要求。M1963.932x10M1963.932x106y護(hù)—1.05x5.446x106=168.569N/mm2<fd=310N/mm2故抗彎強(qiáng)度滿足要求。（5）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：Tmax=36.296N/mm2<f=180N/mm2Tmax=36.296N/mm2<f=180N/mm2V（6）翼緣焊縫驗(yàn)算￡=280x20x380=2128000mm3=44.557N/mm2405.116x103x2128000x109x15=44.557N/mm2MyIx963.932x106x370x109MyIx=167.996N/mm2加2+3t2=(167.9962+3x44.5572=184.874N/mm2<Pf=254N/mm2故翼緣焊縫折算應(yīng)力符合。綜上所述：次梁為實(shí)腹式焊接工字型梁，截面為2x280x20+740x15，翼緣與腹板采用焊縫連接，hf=10mm，鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)焊條采用E55列，焊接方法為手工焊。五、框架主梁短梁段與框架柱連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)資料受力類型：彎矩、剪力(軸力較小忽略不計(jì))荷載數(shù)據(jù)：短梁和柱通過焊縫連接，短梁長(zhǎng)1m。由以上計(jì)算知，梁端最大彎矩和最大剪力分別為：M=790.60KNm，V=396.88KN。焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fw=fw=215N/mm2,fw=125N/mm2,fw=160N/mm2cvf主梁為組合工字型截面(12x280x20+740x15)，材料Q345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。連接計(jì)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口缺陷，并假定全部剪力由腹板的連接焊縫承擔(dān)，不考慮工字形翼緣端部繞轉(zhuǎn)部分焊縫的作用。

設(shè)沿工字形梁全周角焊縫的焊角尺寸為hf=10mmPfl22水平焊縫繞自身軸的慣性矩很小，計(jì)算時(shí)忽略，全部焊縫對(duì)x軸的截面慣性矩近似地取：If=2X0.7X10XGX7403+2x(140-7.5—10)x3602+260x3852)=2.021x109mm4焊縫在最外面邊緣“1”點(diǎn)處的截面抵抗矩:W=L=5.052x106f1400焊縫在腹板頂部“2”點(diǎn)處的截面抵抗矩:W=L=5.613X106f2360在彎矩作用下，角焊縫在最邊緣處“1”點(diǎn)處的最大應(yīng)力為:bM=^—="°.6°x'°6=156.492n/mm2<Pfw=195.24N/mm21W^15.052x106rf在翼緣和腹板交接的角焊縫“2”點(diǎn)處的M與V的共同作用下的應(yīng)力為:…虬=790.60X106X740=133.628^/mm2fW^2h5.613x106x780b=280-2h=260mmfa=——5=125mm2396.88x103=38.308N/mm22x0.7x氣xh2x0.7x10b=280-2h=260mmfa=——5=125mm2：(^fL)2+(tv)2=116.036N/mm2<fw=160N/mmIpff滿足設(shè)計(jì)要求。按構(gòu)造設(shè)置水平加勁肋水平加勁肋應(yīng)設(shè)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(yīng)與梁翼緣的水平中心線相重合；此時(shí)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)

a、點(diǎn)處不致于產(chǎn)生局部破環(huán)，水平加勁肋應(yīng)按以下要求分別在與梁上下翼緣對(duì)應(yīng)處柱腹板的兩a、按水平加勁肋的構(gòu)造要求，設(shè)定其厚度為七=15mm>0.7t死b、水平加勁肋的自由外伸寬度應(yīng)滿足下式要求:得出，b=14.855x15=222.837mmc、水平加勁肋采用完全焊透的坡口對(duì)接焊接連接btf/2270x15x215/2/2x0.7/fw—2x0.7x540x160—.頃wWfh>0.7t=21mmh〉btf/2_222.837x15x215/2_297^加—2mfw—2x0.7x540x160—.""h〉0.7t_21mmWc取h_21mmfw故焊縫截面取hf_10mm六、設(shè)計(jì)框架主梁短梁段與梁體工地拼接節(jié)點(diǎn)（采用高強(qiáng)度螺栓）計(jì)算螺栓連接處的荷載：：（1）由集中荷載產(chǎn)生的固端彎矩：MM01vMM01v01梁端最大彎矩M1_Mma_-790.60KNm，

對(duì)應(yīng)工況下支座最大剪力為匕=Vmax=396.88KN取短梁長(zhǎng)度為1.0m，則集中荷載在1.0m處產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算如下:彎矩：M01=M1-匕a=—393.72KNm剪力：匕］=匕=396.88KN(2)由均布荷載產(chǎn)生的固端彎矩：l'1\M2/1.0mm'V2■.1V0202M2=M均=-0.100ql2=l'1\M2/1.0mm'V2■.1V0202V2=V均=-0.600ql=-0.600x2.059x8=—9.883KN均布荷載在1.2m處產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算如下：彎矩：M02=M2-V2a-2qa2=-2.264KNm剪力：V02=-V2+qa=7.84KN（3）由集中、均布荷載疊加所得的彎矩剪力：彎矩：M0=M01+M02=-390.72-2.264=-392.984KNm剪力：V0=V01+V02=396.88+7.84=404.72KN設(shè)計(jì)螺栓連接：采用精確設(shè)計(jì)的方法，即彎矩由翼緣和腹板共同承擔(dān)，剪力僅由腹板承擔(dān)，翼緣承擔(dān)的彎矩Mf和腹板承擔(dān)的彎矩M仃二者按剛度成比例分配：b=280mmh=780mmt=20mmt=15mmIb=2bt(h-1)2+6bt3=1.618x109mm4

Ib=_t(h)3=5.07x108mm4w12wwIb=Ib+1b=2.12x109mm4OWF則：M=Mm=L618x109x392.984=299.285KNm

fIb02.12x109M=Mo.-Mf=392.984-299.285=93.699KNm匕=y01+、=404.72KN(1)翼緣拼接設(shè)計(jì)①梁?jiǎn)蝹?cè)翼緣連接所需的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目〃Fb采用10.9級(jí)的M22螺栓:NbH=0.9nRP=0.9x2x0.50x190=171kNv彳=^^=393.796KN760n=-M^=299.彳=^^=393.796KN760FbhbNbH760x171螺栓孔徑取23mm，翼緣板的凈截面面積為：A=(280—2x23)x20=4680mm2翼緣板所能承受的軸向力設(shè)計(jì)值為：N=Af=4680x310x10-3=1450.8KN>N「n=工=性=8.484FbNbH171v故采用8個(gè)。翼緣外側(cè)拼接連接板的厚度：t]=2+3=13mm取[=14mm寬度與梁翼緣同為280mm,螺栓中心距最小為3d。,邊緣最小為2d。，連接板長(zhǎng)度不小于2x(3d0x2+2d0x2)+10=20d0=20x23=460mm，取490mm.故翼緣外側(cè)板的尺寸為：1-280x14x490③翼緣內(nèi)側(cè)拼接連接板的厚度:

b=b一"2氣=28。-15-2x1。=gm22t=——+4=15.42mm24b如果考慮內(nèi)外側(cè)拼接板截面面積相等，則有:280x14?t=2~M25=16mm取12=16mm，內(nèi)拼接板的尺寸為：2-122.5x16x470④螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算上述計(jì)算表明螺栓強(qiáng)度滿足，可不必進(jìn)行驗(yàn)算。故，翼緣拼接采用八個(gè)M22螺栓，拼接板尺寸為：外拼接板：1-14x280x470外拼接板：2-16x122.5x470（2）腹板拼接設(shè)計(jì)梁腹板連接所需的高強(qiáng)螺栓數(shù)目nwb:采用10.9級(jí)的M22螺栓：乃=Abf=740x15x0.85x180=6533wb—2NbH2x171x760.考慮到彎矩作用的影響，采用8個(gè)M22螺栓，并成兩排布置。腹板兩側(cè)連接板的厚度：th=—w_w+1=

2h740x102x780+1=5.74mm取13=6mm根據(jù)構(gòu)造要求，暫取腹板的拼接板截面為2-480th=—w_w+1=

2h740x102x780+1=5.74mm腹板兩側(cè)連接板的尺寸不妨取為：2-480x12x490則梁與梁的拼接板連接圖如下圖：

6012060601.20606012060601.2060490連接構(gòu)件的接觸面采用噴砂處理。螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：Nb=0.9npP=0.9x2x0.50x190=171kNvf剪力匕在螺栓群形心處所引起的附加彎矩：M'=V0a'=404.72x0.125=54.637KNm修正后的彎矩:M'=M+M'=93.699+54.637=148.336KNm148.336x106x180螺栓最大應(yīng)力=89.66KN148.336x106x604x1802+4x1802+4x602+4x602=32.376KN4x1802+4x1802+4x60148.336x106x180148.336x106x60——=50.59KN8J(N1M)2+(N1M+N1V)2=(89.662+(32.376+50.59)2=122.156KN<Nb=171KN故螺栓的連接強(qiáng)度滿足要求。

故，翼緣拼接采用8個(gè)M22螺栓，拼接板尺寸為:外拼接板：2-480x12x490螺栓的凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算:(1)選截面1—1討論:aaM1=M+V%=392.984+404.72x0.185=467.857KNmV1=404.72KN12I=I—(4x*：：32+2x15x25.5x602+2x15x23x1802)nxx=2.097x109mm4wrx3902.097x109=5.377x10639012wrx3902.097x109=5.377x106390-23x15x60-23x15x180=3154750-91800=3062950mm3最大正應(yīng)力maxna467.85