水工钢结构课程设计
四．水平次梁，顶梁和底梁的设计 1.荷载与内力计算
水平次梁和顶底梁都是支承在隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力按 q=P
a上?a下 2现列表计算如下：
?q=896.4482KN/m 水平次梁，顶梁和底梁均布荷载的计算
梁号 梁轴线水压强梁间度（kN） (mm) 2mm0 12.02 1.175 3 23.544 1.125 4 5主梁 6 7 8 9主梁 10 11 34.58 1.075 45.126 54.936 0.975 64.5 73.575 82.404 0.875 90.99 99.33 0.775 6
距 a上?a下(m) 2q=pa上?a下(m) 21顶梁 2 1.225 1.2 2.1864 14.424 1.15 27.0756 0.6 0.5375 1 0.9875 0.925 0.9 0.9125 0.8875 0.85 0.8125 0.8625 0.95 20.748 24.255 54.2493 61.275 67.137 73.134 78.479 80.706 水工钢结构课程设计
12主梁 13 14 106.929 0.75 114.2865 0.65 120.663 0.6 0.7625 0.7 0.625 81.533 80 75.414 15主梁 16 17底梁 126.549 0.5 131.454 0.3 135.378 0.55 0.45 0.2 69.602 59.1543 27.0756
根据上表计算，水平次梁计算荷载取80.706KN/m, 水平次梁为10跨连续梁，跨度为2m.如下图所示。水平次梁弯曲时的边跨跨中弯矩为： M次中=0.077ql^2=0.077*80.706*4=24.857KN﹒m 支座B处的负弯矩为：
M次B=0.107ql^2=0.107*80.706*4=34.542KN·m 2.截面选择 W=
M=(34.542*10^6)/160=215887.5mm3 ????考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选槽
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20b.由表查得：
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A=3283mm2； WX=1914000mm3; IX=19137000mm4；
b1=75mm; d=9mm; h=200mm
面板参加次梁工作有效宽度按下式计算，然后取最小值。 B≤b1+60t=75+60*14=915mm B=ξ1b( 对跨间正弯矩段）； B=ξ2b(对支座负弯矩段）；
按11号梁计算，设梁间距b=(b1+b2)/2=(850+775)/2=812.5mm.确定上式中面板的有效宽度系数ξ时，需要知道梁弯矩零点之间的距离L0与梁间距b之比值。对于第一跨中正弯矩段取L0=0.8L=0.8*2000=1600mm;对于支座负弯矩段取L0=0.4L=0.4*2000=800mm.根据L0/b查表2-1得： 对于L0/b=1600/812.5=1.97得 ξ1=0.6928
则B=ξ1b=0.6928*812.5=562.9mm.
对于L0/b=800/812.5=0.98 得ξ2=0.2944
则 B=ξ2b=0.2944*812.5=239.2mm
对于第一跨中弯矩选用B=562.9mm，则水平次梁组合截面面积（如下图）：
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A=3283+14*562.9=11163.6mm2 组合截面形心到槽钢中心线的距离：
e=(562.9*14*107)/11163.6=75.53mm 跨中组合截面的惯性矩及截面模量为：
I次中=19137000+3283*75.532+562.9*14*31.472
=45670433.8mm4
Wmin=45670433.8/175.53=260185.9mm2 对支座段选用B=239.2mm.
则组合截面面积：A=3283+239.2*14=6631.8mm2 组合截面形心到槽钢中心线的
距离：e=(239.2*14*107)/6631.8=54.03mm. 支座处组合截面的惯性矩及截面模量：
I次B=19137000+3283*54.032+239.2*14*52.972
=38117000.9mm4
Wmin=38117000.9/154.03=247464.79mm2
3.水平次梁的强度验算
由于支座处B弯矩最大，而截面模量较小，故只需验算支座B处截面的抗弯强度，即：
M次B ?次==34.542*106/247464.79=139.58N2
mmWmin< ???=160N
mm2说明水平次梁选用20b槽钢满足要求。
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扎成梁的剪应力一般很小，可不必验算。 4.水平次梁的挠度验算
受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在边跨，由于水平次梁在B支座处，截面的弯矩已经求得M次B
=34.542KN·m,则边跨挠度可近似地按下
式计算：
w/l=5ql^3/(384EI次)-M次Bl/(16EI次)=0.0004346
≤?w1???L??=250=0.004
故水平次梁选用20a槽钢满足强度和刚度要求。 5.顶梁和底梁
顶梁所受荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁刚度，所以也采用20b槽钢。 五．主梁设计 （一）设计资料
1.主梁跨度如下图，净宽L0=20.00m;计算跨度L=20.6m；
荷载跨度L1=20m. 2.主梁荷载q=233.527KN/m. 3.横向隔间距：2m。 4.主梁容许挠度：?w?=1/600
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