石家莊鐵道大學四方學院
集中實踐報告書
2023年6月27日
焊接工字形簡支梁設計指導書
一、設計資料:
計算簡圖如下:
(1)梁承受靜力荷載,作用於梁上翼緣,均布恆荷載中沒有計入鋼梁自重。
(2)鋼材:採用q345鋼
(3)要求梁的最大高度h ≤ 3000mm
(4)梁的撓度νmax ≤ l/400
二、設計內容:
(1)根據已知條件選取截面,並驗算其是否滿足要求。
(2)繪製組合梁圖(a3圖紙一張,cad製圖列印)。
三、設計步驟:
1、梁截面的初選
(1)根據計算簡圖確定荷載的標準值、設計值
總設計值=恆載設計值+活載設計值=恆載標準值×1.2+活載標準值×1.4
(2)計算內力:跨中mmax和支座vmax
(3)計算淨截面模量
(4)估算腹板高度:計算梁的最大、最小高度和經濟高度,並確定盡可能接近經濟高度且為50mm倍數的腹板高度。
(5)由vmax確定腹板厚度:從腹板的抗剪強度和經驗公式兩方面來確定腹板厚度,取在8~22mm之間。
(6)估算樑高為腹板高度+50mm;並求淨截面慣性矩、腹板慣性矩(慣性矩均為關於強軸的)。
(7)估算翼緣面積,由翼緣寬度取(1/3~1/5)樑高來確定翼緣厚度;考慮以下兩方面
a.保證區域性穩定性;
b.翼緣寬度取10mm倍數;翼緣厚度取2mm倍數且不小於8mm;
2、截面的驗算
(1)因為梁截面尺寸已定,所以需要考慮梁自重的影響,並重新計算荷載、內力以及截面幾何性質:
a.荷載的標準值、設計值;
b.跨中mmax和支座vmax;
c.淨截面模量
d.截面慣性矩(對於強軸、弱軸的)
e.截面面積
(2)驗算強度(若有不需驗算的專案,必須說明理由)
a.抗彎強度驗算
b.抗剪強度驗算
c.區域性壓應力驗算
d.折算應力
(3)剛度驗算(若有不需驗算的專案,必須說明理由)
(4)整體穩定驗算(關鍵在於確定整體穩定係數φ)
a.計算對弱軸的慣性矩、迴轉半徑以及長細比
b.根據附表3.1求βb
c.計算φb
d.若φb>0.6,則需修正
e.若整體穩定不滿足,則需在跨中設定一道側向支撐,並重新驗算整體穩定性(即重複a~d的步驟)
3、區域性穩定驗算(以下兩種情況,任選一種計算)
(1)不利用腹板屈曲後的強度(步驟參考教材例題5.6)
(2)利用腹板屈曲後的強度(步驟參考教材例題5.5)
4、中間加勁肋的設計
(1)由加勁肋設定原則,確定設定的加勁肋的形式
(2)由橫向加勁肋最大、最小間距的構造要求,劃分區格
(3)確定橫向加勁肋尺寸(教材第5章第3節)
(4)若設定縱向加勁肋,需確定縱向加勁肋尺寸(教材第5章第3節)
注意:iy的選取可參考教材第5章圖5.3.2
5、支承加勁肋的設計
(1)支承加勁肋一般設定在支座和作用有集中荷載處
(2)支座加勁肋與相鄰橫向加勁肋所組成的區格需滿足該區格λs≤0.8;避免利用腹板屈曲強度時,支座加勁肋還要承受張力場產生的水平分力作用
(3)確定支承加勁肋的尺寸(按構造要求,不要忘了切角)
(4)計算加勁肋與腹板間角焊縫的尺寸
(5)驗算平面外穩定(按軸心受壓構件計算,截面的選取參考教材第5章的圖5.3.3)
(6)驗算肋板的端麵承壓
6、翼緣和腹板連線焊縫的計算
(1)滿足縱向水平剪力的條件
(2)滿足最小焊角尺寸的構造要求
四、設計計算書(附後,手寫)
五、設計體會(附後,手寫)
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