钢结构基本原理课程设计
1Sx1??320?142?320?14?342?1540000mm2
8由剪力产生的焊缝中水平应力为：
VSx1390.706?103?1540000??463.27N/mm Ix1298779620由均布荷载（N = 1204.7238 N/m每米自重）产生的焊缝中竖向力为：
1204.7238?10?3?9?crql/2?1.2?6.51N/mm
2焊缝强度验算为：
11.4hf(6.512)?463.272?ffw?200N/mm2 1.22解得：hf?1.65mm 根据构造要求：
hmin?1.514?5.6mmhmax?1.2?10?12mm所以取hf?6mm 6.刚度验算
?maxM2850.651?106L2?l??9000?25.8mm??36mm 10EIx10?2.06?105?1298779620250挠度满足要求。
综上：主梁设计合格，满足要求，不用配置横向加劲肋。
四．连接
（一）.框架主梁短梁段与框架柱连接
采用焊缝连接：Q345角焊接的的抗拉强度ffw?200N/mm2
Q345对接焊缝的抗拉强度ffw?315N/mm2
短梁段长度一般为L=0.9～1.2m。柱距为9米，而柱的截面高度h为0.6米，假设主梁与柱采用牛腿角焊缝连接，所以主梁长度为9-0.6=8.4m。取短梁段长度L为1.2m。
在剪力和轴力作用下，焊缝应力分布为矩形。其中剪应力由腹板承担，轴力则由所有焊缝承受。在弯矩作用下，焊缝应力分布为三角形。从应力分布来看，最危险点为“a”或者“b”点(如下图)。
- 16 -
钢结构基本原理课程设计
ab
角焊缝连接的基本受力图
1）.焊角尺寸
采用手工焊角焊缝，则有焊角尺寸应满足hf?1.5t(其中t为较厚焊件尺寸)，
取t?30mm，hmin?1.530?8.22mm 又hmax?1.2t(其中t为较薄焊件的厚度),
取t?10mm，hmax?1.2?10?12mm
取hf?10mm 2）.焊缝截面特征
2320?20?320?10?20?8260mm?水平焊缝面积Af1?0.7?10?2?? ??????竖向焊缝面积Af'?0.7?10?2?670?9380mm2 焊缝总面积 Af?Af1?Af'?8260?9380?17640mm2
构件截面对称，焊缝也对称，因此焊缝形心至水平板顶面的距离（y1）与焊缝形心至水平板底面的距离（y2）等于y=y1=y2=求焊缝惯性矩
?6703?22If???320?20??(349?5)??320?10?20??(349?14?5)??2?0.7?10 ?12??h=349mm 2?1319351367mm4
3).焊缝受力分析
根据最不利荷载计算出的内力，可知在短梁段与柱连接点处的最大内力可能出现两种情况：
情况一：计算3梁与框架柱焊接处
其最大内力为:
- 17 -
钢结构基本原理课程设计
Mmax?786.631?Vmax?363.387kNNmax?97.218kN“a”处受力为：
2.25?0.3?681.747kN.m2.25
?Vfa?0??NfaN97.218?103???5.5N/mm2Af17640My681.747?106?349???180.3N/mm2If1319351367
Mfa“a“点应力为
M?N5.5?180.32fa??fa22?a?()?(?V)?()?(0)2?152.3N/mm2?ffw?200N/mm2 fa?f1.22结论：“a“点应力满足要求。 “b”处受力为：
V363.387?103??'??38.74N/mm2Af9380VfbN97.218?103????5.5N/mm2Af17640Nfb
?MfbMy681.747?106?(349?14)???173.1N/mm2If1319351367“b“点应力为
M?N??5.5?173.12fb22?b?(fb)?(?V)?()?(38.74)2?151.4N/mm2?ffw?200N/mm2 fb?f1.22结论：“b“点应力满足要求。
情况二：计算2或者4梁与框架柱焊接处
其最大内力为：
Mmax?850.651?Vmax?390.706kN2.25?0.3?737.23kN.m2.25
Nmax?124.337kN“a”处受力为：
- 18 -
钢结构基本原理课程设计
?Vfa?0??NfaN124.337?103???7.05N/mm2Af17640My737.23?106?349???195.01N/mm2If1319351367
Mfa“a“点应力为
M?N7.05?195.012fa??fa22?a?()?(?V)?()?(0)2?165.6N/mm2?ffw?200N/mm2 fa?f1.22结论：“a“点应力满足要求。
“b”处受力为：
V390.706?103??'??41.65N/mm2Af9380VfbN124.337?103????7.05N/mm2Af17640Nfb
?MfbMy737.23?106?(349?14)???187.19N/mm2If1319351367“b“点应力为
M?N??7.05?187.192fb22?b?(fb)?(?V)?()?(41.65)2?164.57N/mm2?ffw?200N/mm2fb?f1.22
结论：“b“点应力满足要求。
由以上计算可知采用全部双面角焊缝能满足设计的要求。 （二）.主梁短梁段与梁体工地拼接
设拼接中心的弯矩由翼缘和腹板承担，剪力和轴力分别则由腹板承担。弯矩按照钢梁翼缘和腹板的刚度分配。
同样，根据最不利荷载计算出的内力，其最大内力值为：
Mmax?786.631?Vmax?363.387kNNmax?97.218kN1.螺栓选择
2.25?1.2?367.09kN?m2.25
选择采用M20（d=20mm）的8.8级高强螺栓摩擦型连接，孔径do?22mm。 一个高强螺栓的抗剪承载力设计值：
- 19 -
钢结构基本原理课程设计
Nvb?0.9nf?P?112.5kN 2．截面特性
毛截面惯性矩，由前已算出Ix?1298779620mm4 腹板惯性矩Ixw?1?1.0?673?250635833.3mm4 12翼缘惯性矩Ixf?Ix?Ixw?1298779620?250635833.3?1048143787mm4 则分配到翼缘的弯矩
Mxf?IxfIxM?1048143787?367.09?296.250kN/m
1298779620分配到腹板上的弯矩
Mxw?Ixw250635833.3M??367.09?70.840kN/m Ix1298779620
3.螺栓计算
(1）.梁单侧翼缘连接所需的高强度螺栓数目为：
nfx?MxfhNvb296.250?106??3.77 698?112.5?103取nfx?4。 (2).腹板上的螺栓计算 1).设计资料
- 20 -