第二章平台钢结构设计

2平台钢结构设计学什么？难点和重点？重点和难点1合理的结构布置2平台结构中主要构件梁、板、柱的设计3梁、板、柱与其它相关构件的连接设计2.1概述2.1.1平台钢结构应用

应用：工业厂房中的设备支承平台、走道平台、检修平台、操作平台等。民用建筑中的楼层和立体车库等。

分类：室内平台、室外平台、承受静力荷载和承受动力荷载平台以及生产辅助平台和重、中、轻型操作平台等。

权重：约占厂房全部结构用钢量的30％。

设计考虑：工艺生产的要求，平台布置、选材、制造安装等方面注意结构的合理性。2.1.2平台钢结构类型根据使用荷载不同分类：一般平台(即轻型平台)：使用荷载2kN／m²左右;

如人行走道、单轨吊车检修等的通行平台。普通操作平台：使用荷载4.0～8.0kN／m²如检修平台、有小型设备及少量堆料的操作平台、施工平台等；重型操作平台：使用荷载为10.0kN／m²以上或有行车及振动荷载的平台。

如炉顶平台、炼钢车间操作平台、铸锭平台、轧钢车间均热炉平台及电炉操作平台2.1.3平台钢结构布置一、结构布置要求：1.满足使用功能和生产工艺操作的的净空要求。一般通行平台净空高度不小于1.9m，宽度不应小于o.7m，局部最小宽度不得小于o.4m。2.考虑平台上较大固定设备的位置以及大直径管道等的吊挂位置，尽量将这些荷载直接作用平台粱、柱上.3.轻型平台利用厂房结构及其他承重结构的条件，将平台的梁、板支承在厂房柱及大型设备或其他结构上。4.较大动力荷载或有重型设备、重储物的平台，宜与厂房柱脱开，直接支承于独立柱上。5。重型平台一侧支承于厂房柱或建筑物墙体，另一侧设独立柱。应加设柱间支撑。二梁格布置充分利用铺板的允许跨距合理布置梁格简式梁格：只有主梁，适用于梁跨度较小的情况；普通式梁格：有次梁和主梁，次粱支承于主梁上；复式梁格：除主梁和纵向次粱外，还有支承于纵向次梁上的横向次梁。三、平台钢结构的构成、传力路线和受力特点（1）构成：板、次梁、主梁、柱、支撑；（2）传力路线：竖向荷载→板→次梁→主梁→柱→基础水平荷载→板→次梁→主梁→支撑/柱→基础（3）受力特点①竖向荷载为主要荷载；②板有单向和双向之分，钢板常以变形控制；③梁分次梁、主梁，可连续或单跨；④柱两端常用铰接，为轴压杆。2.2平台铺板设计一、平台铺板构造类型轻型钢铺板：有花纹钢板、带肋钢板和冲泡钢板等。混凝土预制板：使用比较方便，梁的间距可较大压型钢板与钢筋混凝土组合楼板：钢板单受力、混凝土单受力、共同受力二、平台板计算单向简支板、四边简支双向板控制值：弯曲强度、挠度2.3钢结构平台柱与平台支撑一、钢平台柱

1.

一般宜设计成等截面柱：实腹柱、格构柱

2.一般按轴心受压构件设计。柱的长细比不宜大于150

3.柱上下两端一般设计为铰接，对于承受较大荷载的柱，应设计成上端为铰接，下端为刚接。4.柱脚底板厚度按柱基础对底板的反压力所产生的弯矩计算定，但不得小于柱肢的最小厚度及10mm。二、柱网布置原则

（1）按使用空间要求；（2）考虑标准化及建筑模数要求；（3）考虑综合经济指标的合理三.

平台结构支撑

（1）柱间支撑设计的原则①用双向柱间支撑抵抗水平力；（柱按轴压设计）②支撑布置在柱列中部以减小温度效应；③支撑常按柔性交叉设计。（2）平台水平支撑设计原则①平台水平支撑一般为柔性交叉支撑；②安装时用水平支撑调节梁的相对位置；③平台平面内刚度较弱时，支撑将平台水平力传至柱间支撑。梁的计算1.截面选择2.强度验算3.刚度计算4.梁的整体稳定5.梁的局部稳定6.梁的拼接7.主次梁连接8.主梁支座设计2.4平台梁的设计钢平台梁一般宜设计成截面不变的热轧普通工字钢或槽钢.2钢平台梁的挠度不应大于下列数值：设有重轨道的梁l/600没有轨道的主梁l/400没有轨道的其它梁l/250平台梁设计一般可不考虑塑性变形

一、截面选择

原则：强度、稳定、刚度、经济性等要求 1、截面高度 （1）容许最大高度hmax—净空要求； （2）容许最小高度hmin

由刚度条件确定，以简支梁为例,取荷载标准值qk：（3）梁的经济高度he

经验公式：2、腹板高度hw

因翼缘厚度较小，可取hw比h稍小，满足50的模数。3、腹板厚度tw

由抗剪强度确定： 一般按上式求出的tw较小，可按经验公式计算：构造要求：4、初选翼缘宽度bf： ：综上所述，梁的高度应满足：一般bf以10mm为模数，t以2mm为模数,且不小于8mm。bfhwh1httwxx二、截面验算

截面确定后，求得截面几何参数Ix

WxIyWy

等。 1、强度验算：抗弯强度、抗剪强度、局压强度、折算应力；p14

2、整体稳定验算； 3、局部稳定验算，对于腹板一般通过加劲肋来保证 4、刚度验算； 5、动荷载作用，必要时尚应进行疲劳验算。三、焊接组合梁截面沿长度的改变

一般来讲，截面M沿L改变，为节约钢材，将M较小区段的梁截面减小，截面的改变有两种方式：1、改变翼缘板截面（1）单层翼缘板，一般改变bf，而t不变，做法如图：bfbf’12.5（a）（b）l~l/6~l/6M1M1M

（2）多层翼缘板，可采用切断外层翼缘板的方法，断

点计算确定，做法如图：

为了保证，断点处能正常工作，实际断点外伸长度l1应满足： lM1M1l1l1

1）端部有正面角焊缝时：当hf

≥0.75t1时：l1

≥b1

当hf

<0.75t1时：l1

≥1.5b12）端部无正面角焊缝时：l1

≥2b1

b1、t1---外层翼缘板的宽度和厚度；hf--焊脚尺寸。lM1M1l1l12、改变梁高

具体做法如图：h≥h/2h≥h/2抵紧焊接l/6~l/5四、焊接组合梁翼缘焊缝计算单位长度上的焊缝剪力＝腹板剪力V1：将腹板剪力V1代入下式

当有集中力作用而又未设加劲肋时，应进行折算应力计算：2.5梁的拼接、连接和支座一、梁的拼接1、型钢梁的拼接：2、组合梁的拼接：焊接拼接①对接焊ⅰ）翼缘对接焊缝与腹板对接焊缝尽可能错开距离；ⅱ）腹板对接焊缝离开加劲板距离大于10tw

；ⅲ）焊缝设在内力较小处，焊缝强度不足时可用斜焊缝ⅳ）上、下翼缘对接缝开V型坡口，便于俯焊；ⅴ）预留一段翼缘与腹板间的焊缝到工地焊，以减少焊接应力。组合梁的拼接：≥10tw~500~50012344551245345拼接处对接焊缝不能与基本金属等强时,受拉翼缘焊缝应计算确定；翼缘拼接板的内力应按下式计算:N1=AfnfAfn--被拼接翼缘板净截面面积。腹板拼接板及其连接承担的内力为：1）拼接截面处的全部剪力v；2）按刚度分配到腹板上的弯矩Mw：

②拼接板焊接ⅰ）翼缘拼接板及周边焊缝受力

式中——梁翼缘板中心到梁中和轴的距离——上翼缘板净截面积ⅱ）腹板拼接板受全部剪力；ⅲ）腹板拼接板受弯距(2)高强螺拴拼接

①拼接应用夹板，螺栓双剪；②受力同拼接焊。二、主、次梁连接

(1)叠接：连接不须验算，安装方便，可做连续次梁，占建筑空间高度大；

(2)平接：要验算，构造复杂，不能传递弯矩，不占建筑空间。三、梁的支座

(1)传递压力

①主梁支座处有加劲肋，突缘。加紧肋要保证稳定性。②要有足够的接触面传递钢-钢，钢-砼的压力(2)铰接支座转动或滚动要符合设计要