钢结构设计-钢平台（PPT67页）

1、第二章 平台设计作业一：有一平台结构长44米，宽12米，高6米，在平台两端设置4*6米楼梯间。平台活载标准值为12kN/m2.要求：1、柱、梁格、支撑布置（柱暂按H型钢布置），并画出平面、立面图2、铺板计算（板和肋）3、主梁、次梁、柱（包括柱脚）计算4、画出梁柱节点构造、梁梁节点构造，需计算的要计算。第二章 平台设计1）构成：板、次梁、主梁、柱、支撑； 2）传力路线： 1、平台钢结构的构成、传力线路和受力特点：2.1 结构布置及结构形式：3）受力特点： a)竖向荷载为主要荷载；b) 板有单向和双向之分，钢板常以变形控制；c) 梁分次梁、主梁，可连续或单跨；d) 柱两端常用铰接，为轴压杆。 2.

2、1 结构布置及结构形式：2、柱间支撑形式： 平台柱两端都为铰接时，必须设置柱间支撑2.1 结构布置及结构形式：3、平台结构设计步骤 （1）结构体系布置 1）梁、柱平布置 a 柱距选择：一般6-8米为经济柱距，但要结合功能要求； 柱截面形式选择： 根据平台高度选择实腹柱还是格构柱； b 梁系选择：梁格布置体系选择；一级次梁间距均匀， 间距1.5-2.5米；二级次梁（铺板加劲肋）考虑板格要 求，一般0.6-1.0米。 2）柱间支撑布置 支撑类型：一般为交叉撑，需要通道时用人字撑或门形撑； 支撑形式：使用交叉撑角度30-60度，若角度太大用复合撑 （双层或多层）； 支撑位置：一般为中间支撑或两头均设

3、置支撑，若平台较短 也可在一端设置一道支撑。2.1 结构布置及结构形式： （1）初选构件截面：需注意宽肢薄壁和等截面原则； 满足局部稳定要求。 （2）结构内力分析（M，V，N） （3）构件验算：板、次梁、主梁、柱、支撑。对初选截面调整 验算内容包括：强度、整体稳定，挠度 （4）节点构造设计和计算 包括：梁柱节点，梁梁节点，柱脚和基础 （5）绘制施工图 2.1 结构布置及结构形式：3、平台结构设计步骤 2.2 平台铺板设计1、铺板形式和构造1）板：板厚一般2.5-8mm, 常用4,6mm，加劲肋钢板高度 L/12l/15, 厚度大于其高度 间断焊，每段长度大于15t; a) 花纹钢板焊接连接:b

4、) 轻型预制钢铺板螺栓连接2.2 平台铺板设计c)压型钢板钢砼复合板抗剪销连接 2.2 平台铺板设计2、铺板计算铺板弯矩：铺板板厚：铺板挠度：2.2 平台铺板设计1）四边简支板：2、铺板计算2.2 平台铺板设计2）单向受弯板：铺板弯矩：铺板板厚：铺板挠度：3、铺板加劲肋计算考虑两种荷载分布形式：梯形分布和均匀分布2.2 平台铺板设计1)稳定计算不考虑2)强度计算： 3)剪应力计算：4)挠度计算：2.2 平台铺板设计3、铺板加劲肋计算1、梁的连接形式a)一般用型钢，但梁高大于300时，考虑用焊接H钢， 主梁一般用“I”“H”型钢或焊接“H”型钢。b)支座方式有连续梁叠接或简支梁平接，与柱连接时一

5、般为铰接。 梁计算长度为柱轴线距离。2.3 平台梁设计2、截面选择型钢梁 2.3 平台梁设计2、截面选择焊接组合截面梁 A梁高估算： h应满足三个条件 B腹板厚度估算： C翼缘尺寸确定： 2.3 平台梁设计3、梁的计算：1）强度计算： 2.3 平台梁设计A.正应力 a)单向弯曲：b)双向弯曲： B.剪应力： C.局部压应力：（有集中荷载，无加劲肋） D.折算应力： 3、梁的计算：2.3 平台梁设计2）刚度计算： 3）梁的整体稳定； 符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性。 上翼缘由连接牢固的铺板，能阻止其侧移时； 梁受压翼缘的自由长度 与宽度之比 不超过规定时； 箱形梁高h与腹板间隔宽度

6、之比 时， 且 ； VTVT，VQVQVT 全部荷载标准值产生的挠度（减去预拱值）的 容许值； VQ 可变荷载标准值产生的挠度容许值； 3、梁的计算：2.3 平台梁设计3）梁的整体稳定； (2) 不符合上述条件时，则: 在最大刚度平面内受弯时，应满足 ； 在两个主平面内受弯时，H形截面构件应满足： (3) 无论何种情况，均要求梁的支座处应能防止截面扭转。 4）梁的局部稳定： A组合梁翼缘板的局部稳定应符合下列要求 ：a)工字型 b)箱形 3、梁的计算：2.3 平台梁设计)纵向加劲肋布置在腹板高度 处（受压区） )横向加劲肋间距一般为 )须满足 （国外限制标准为300）（抵抗弯曲引起压力） )梁

7、的支座处和上翼缘受较大固定集中力处，宜设支承加劲肋； )当 ，应配纵向加劲肋和横肋； )当 时，应配横向加劲肋，并作抵抗剪力计算。 B. 组合梁腹板的局部稳定： a)加劲板的配置： )当 时，当 时宜设构造加劲肋， 时不设加劲肋； 2.3 平台梁设计B. 组合梁腹板的局部稳定： 2.3 平台梁设计b）加劲肋的计算（分三种类型）仅配置横向加劲肋）同时配置横向和纵向加劲肋，受压翼缘和纵向加劲肋间的区格）同时配置横向和纵向加劲肋，受拉翼缘和纵向加劲肋间的区格2.3 平台梁设计5）加劲肋的构造和截面尺寸： 3、梁的计算：2.3 平台梁设计5）加劲肋的构造和截面尺寸： 3、梁的计算：2.3 平台梁设计3

8、、梁的计算：4.梁的拼接：1)焊接拼接： a) 对接焊 ）翼缘对接焊缝与腹板对接焊缝尽可能错开距离；）腹板对接焊缝离开加劲板距离大于10 ；）焊缝设在内力较小处，焊缝强度不足时可用斜焊缝；）上、下翼缘对接焊缝开V型坡口，便于俯焊；）预留一段翼缘与腹板间的焊缝到工地焊，以减少焊接应力。 2.3 平台梁设计4.梁的拼接：1)焊接拼接： 2.3 平台梁设计b) 拼接焊： ）翼缘拼接板及周边焊缝受力）腹板拼接板受全部剪力；）腹板拼接板受弯矩 。式中 梁翼缘板中心到梁中和轴的距离， 翼缘板净截面积；4.梁的拼接：2.3 平台梁设计2) 高强螺拴拼接 拼接应用夹板，螺栓双剪； 受力同拼接焊。2.3 平台梁

9、设计5.主、次梁连接：叠接：设计不需验算，安装方便，可做连续次梁， 占建筑空间高度大；平接：要验算、构造复杂，不能传递弯矩，不占建筑空间。 5.主、次梁连接：2.3 平台梁设计6.主梁的支座设计要求 传递压力 ）主梁支座处有加劲肋，突缘；加劲肋要保持稳定；）要有足够的接触面传递钢钢，钢砼的压力；2.3 平台梁设计6.主梁的支座设计要求 传递压力 2.3 平台梁设计6.主梁的支座设计要求 传递压力 2.3 平台梁设计 传递压力 铰接支座转动或滚动符合设计要求; 要能够传递一定的侧向水平推力，并维持侧向稳定； 要便于安装。6.主梁的支座设计要求2.3 平台梁设计第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设

10、计2.4 平台柱设计2.4.1、截面设计1）按使用空间要求；）考虑标准化及建筑模数要求； 3.6.9）考虑综合经济指标的合理。 （大、小）第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计四）平台柱网及柱间支撑2 、平台结构支撑 柱间支撑设计原则：）用双向柱间支撑抵抗水平力。（柱按轴压设计）；）支撑布置在柱列中部以减小温度效应；（注意使用要求）支撑常按柔性交叉设计。 第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计四）平台柱网及柱间支撑2 、平台结构支撑 平台水平支撑设计原则：）平台水平支撑一般为柔性交叉支撑； （角钢）安装时用水平支撑调节梁的相对位置；）当平台平面内刚度较弱时，平台支撑将平台水平力传至柱间支撑。第

11、二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计五）轴压实腹柱设计1、设计原则 选择回转半径相对较大的对称截面，提高柱的整体稳定和刚度；使两个主轴方向的计算长细比尽可能接近，提高经济性；便于连接； 构造简便，制造省工； 尽可能选用可直接采购的型材，以H型钢及钢管、方管为好。第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计五）轴压实腹柱设计2、设计步骤 选择截面类型，截面面积 由此定截面规格； 确定柱高，柱支座点位置、形式； 计算 ， ，验算 ， ；150 柱，吊车梁下支撑 200 支撑 查表求 ，选较小者 ；（注意当 时不一定 验算整体稳定 ； 有截面削弱时验算强度 ； 第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计2、设

12、计步骤： 验算局部稳定：）工型： 腹板： 翼缘： ）箱型 或 ）钢管：第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计六）格构柱设计1、截面选择： 单肢截面面积： （假定长细比为70左右）； 2、整体稳定验算： 公式： ，（式中按查表求得）； 对虚轴，取换算长细比查表取 ； ）对双肢组合件： 单肢截面选定：按A取型钢，并使 (注意格构柱体及单肢的轴线变化) ，（考虑折算长细比修正）。a)缀板： b)缀条： ）对四肢组合件： a)缀板： b)缀条： 第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计 对单肢长细比的构造要求：式中： 为单肢对11轴的长细比；缀件焊接取净距，螺接取中距； 构件截面中垂直于x轴的各缀条毛面

13、积之和。 ）缀条柱： 为 ， 中较大值， ； ）缀板柱： ， ，但当 时， 。 3、抗剪计算： 剪力V沿构件全长不变： ，剪力由缀材面承担； 轴压杆位于距柱端al处（0a1时取 1，当 20时，取 20，为缀条最大长细比。 计算缀条连接时，强度折减系数0.85，受力取 ； 横缀条受力 ，截面一般同斜缀条。 5、缀板计算： 假定反弯点在各杆件之中点； 0.6+0.0015 （等边角钢） 0.5+0.0025 （短边相连的不等边角钢） 0.7（长边相连的不等边角钢） 缀板内力：剪力： 弯矩： 构造要求： ）缀板厚度 且 ； ）同一截面处缀板线刚度之和不得小于柱较大分肢线刚度6倍。 第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计七）柱头柱脚：1、柱头设计要求： 2、柱头分类： ）顶接（用于单层结构） （1）梁的支承加劲肋对准柱的腹板（P52.图248） ）侧接（用于多层结构，柱连续） ）满足各传力步骤的强度要求； （1）侧接于柱翼缘 （2）侧接于柱腹板 ）直承式：柱脚端部铣平，压在底板上，焊接 （P53.图251（a） ）靴梁式：柱与靴梁焊、靴梁再与底板焊，扩散压力（P53.图251（b、e） ）应尽可能减小偏心； ）为施工留有调节余地。 （2）梁的支承加劲肋对线柱的翼缘（有偏心）（P52.图249） （P52.图250） 3、柱脚的形式： 第二章 平台钢结构设计 建筑钢结构设计4、柱脚的设计