鋼框架設計說明書
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：結構採用橫向框架承重，樓面活荷載標準值3，樓面板為150mm厚單向實心鋼筋混凝土板，荷載傳力途徑為：樓面板－次梁－主梁－柱－基礎。
設計中僅考慮豎向荷載和活載作用,框架梁按連續梁計算。框架平面布置圖和柱截面圖如圖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線節點，要求採用焊縫連線，短梁段長度一般為0.9～1.2m。
（4）設計框架主梁短梁段與梁體工地拼接節點，要求採用高強螺栓連線。
（5）繪製主梁與柱連線節點詳圖，短梁段及梁體連線節點詳圖，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、內力組合、主次梁截面設計、主次梁強度、剛度、整體穩定、區域性穩定驗算。
2、設計引數
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-1
1.設計荷載
（1）恆載—標準層樓面（標準值）
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
樓面板傳恆載=
樓面傳遞活載=
b. 荷載設計值
c. 最大彎矩與剪力設計值
次梁架於主梁之上，相當於簡支結構，計算簡圖如下圖4：
2.確定次梁的截面尺寸
次梁（跨度l=6m的兩端簡支梁）
荷載及內力（暫不計次梁自重）
荷載標準值
荷載設計值
最大彎矩標準值
最大彎矩設計值
最大剪力設計值
試選介面
設次梁自重引起的彎矩為0.02mx（估計值）。次梁上鋪鋼筋混凝土平台板並與之相焊接，故對次梁不必計算整體穩定性。截面將由抗彎強度確定，需要的截面模量為
均布荷載下簡支梁的撓度條件為
需要的慣性矩為
次梁截面常採用熱軋普通工字鋼，按需要的wx和ix查表，得最輕的熱軋普通工字鋼為i56a，供給截面特性為：
t=21mm
自重 g=106.316*9.18=1.043kn/m
截面驗算（計入次梁自重）
彎矩設計值
剪力設計值
抗彎強度
抗剪強度
說明在型鋼梁的設計中，抗剪強度可不計算、
因供給的ix=65600 ，撓度條件必然滿足，不再驗算。
上述計算中因所選普通工字鋼梁翼緣厚度t>16mm,故取f=205 ，故對 。因腹板厚tw<16mm,故取fv=125
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。
翼緣與腹板採用焊縫連線，hf=8mm，
鋼結構在焊接時焊條採用e43列，
焊接方法為手工焊。
4、設計框架主梁kl-1
1.設計荷載
板荷載傳遞給次梁，次梁傳遞給主梁。主梁受自重恆載、次梁傳遞的集中恆載、次梁傳遞的集中活載。其中邊緣主梁⑤受力是主梁③④受力的一半。則以主梁③④進行研究設計。
主梁計算簡圖如下圖6：
主梁截面尺寸待定，因此先不計主梁自重荷載。
集中恆載：
集中活載：
（1）荷載分析：
由於此結構具有對稱性，故僅對以下六種具有代表性的何在形式進行分析：
1 次梁傳遞集中力恆載
2 連續梁受滿布活載
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）內力計算
1 次梁集中力恆載
2 連續梁受滿布活載
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）內力組合及最不利荷載
（4）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：
由於設計初鋼梁自重未知（考慮安全因素），故取：
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：
主梁的經濟高度：
取腹板厚度
取若翼緣的厚度取：
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：
綜合上述取：
（2）主梁截面尺寸特徵：
（5）確定焊縫尺寸
，，取： 。鋼結構在焊接時焊條採用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） 整體穩定驗算
將次梁作為主梁的側向支撐，則
故主梁的整體穩定需驗算。
2.944
滿足整體穩定性要求
（2）區域性穩定性驗算
故次梁不會發生區域性失穩。
(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
故翼緣焊縫折算應力符合。
綜上所述：主梁為實腹式焊接工字型梁，截面
為2×220×20+660×12，如右圖5-2。
翼緣與腹板採用焊縫連線，hf=8mm，
鋼結構在焊接時焊條採用e43列，
焊接方法為手工焊。
5、框架主梁短梁段與框架柱連線節點的設計：
1. 設計資料
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