第七章平台钢结构设计

建筑钢结构设计教学内容1平台结构设计2轻型门式刚架设计3重型工业厂房设计第7章平台钢结构设计本章教学目标1掌握平台钢结构的布置原则2掌握平台铺板设计3掌握平台梁设计及有关构造4掌握平台柱设计及有关构造5掌握平台柱脚设计一、平台结构的组成与分类平台结构：由板、主次梁、柱、支撑系统和次要构件(栏杆、楼梯等）组成，形成一个空间不变体系。二、用途操作平台、检修平台、走道平台等主要用于工业建筑第7－1节平台钢结构布置

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三、平台结构布置1、满足工艺要求2、传力明确、直接合理3、经济4、梁格布置第7－1节平台钢结构布置

单向梁格双向梁格复式梁格7.2.1平台铺板的类型和构造按工艺要求：固定式和可拆御式按构造要求：轻型钢铺板、钢筋混凝土板和组合楼板第7－2节平台铺板设计

第7－2节平台铺板设计

现浇混凝土楼盖板配筋框架柱抗剪栓钉楼板双向钢筋现浇混凝土楼盖与钢梁的连接现浇混凝土楼盖板支模充分利用钢梁的下翼缘替代支撑模板分布梁的脚手架现浇混凝土楼盖现浇混凝土楼板后浇带现浇混凝土楼板后浇带应用在组合楼板的镀锌压型钢板压型钢板与抗剪栓钉的连接抗剪栓钉压型钢板带有抗剪栓钉的钢构件抗剪栓钉分布钢筋抗剪栓钉7.2.1平台铺板的类型和构造主要针对轻型钢铺板进行设计轻型钢铺板：有肋铺板和无肋铺板铺板加劲肋间距大于二倍铺板跨距或加劲肋不够，或仅仅按构造设置加劲肋时，可按无肋铺板进行设计。第7－2节平台铺板设计

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7.2.1平台铺板的类型和构造有肋铺板加劲肋类型扁钢（高度取1/12~1/15跨度，且不小于６０mm，厚度不小于５mm）角钢（等肢角钢L45x4，不等肢角钢L56x36x4)C型钢第7－2节平台铺板设计

第7－2节平台铺板设计

7.2.1平台铺板的类型和构造C型钢7.2.2平台铺板计算通常铺板被梁和加劲肋分成矩形区格,铺板按区格计算.第7－2节平台铺板设计

ab次梁加紧肋上海东卫消防钢结构平台

7.2.2平台铺板计算第7－2节平台铺板设计b/a1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.03.0≥4.0α0.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.1251、四边简支板：

β0.0430.0530.0620.0700.0770.0840.0910.0970.1020.1060.1110.1190.1257.2.2平台铺板计算第7－2节平台铺板设计b/a单跨或双跨三跨或三跨以上α0.1250.100β0.1400.1102、单向受弯板：

7.2.3铺板加劲肋计算第7－2节平台铺板设计ab次梁加紧肋qq7.2.3铺板加劲肋计算第7－2节平台铺板设计xxt15t15txxt15t15t图:加紧肋的计算截面7.2.3铺板加劲肋计算第7－2节平台铺板设计VmaxMmaxq强度:刚度:第7-2节平台铺板设计

例题2-1：设一平台结构,平台布置如图所示,平台的均布活荷载标准值,qk=10KN/mm2，Q235-A，铺板采用花纹钢板,设计并计算平台铺板.柱间支撑主梁次梁图:平台结构计算例题钢结构平台肋间距选择(单向板)

第7-2节平台铺板设计

图:平台结构计算例题第7-2节平台铺板设计

图:平台结构计算例题上海东卫消防钢结构平台

第7-2节平台铺板设计

1、平板计算：第7-2节平台铺板设计

２、加紧肋计算：1)加紧肋设计：选用-80X6,Q2352)荷载计算：xx69090680xx69090第7-2节平台铺板设计

150(50)6第7-2节平台铺板设计

２、加紧肋计算：3)内力计算：VmaxMmaxP第7-2节平台铺板设计

２、加紧肋计算：4)截面特性：xx690906805)验算：第7-2节平台铺板设计

作业题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度

ab第7-2节平台铺板设计

作业题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度

1、平板计算：第7-2节平台铺板设计

作业题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度

1、平板计算：第7-2节平台铺板设计

例题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度

２、加紧肋计算：第7-2节平台铺板设计

２、加紧肋计算：

7.3.1平台梁设计要点1、平台梁应优先选用型钢截面,以减少成本;2、当没有合适尺寸或供货困难时可采用组合截面；3、设计主次梁连接时，次梁与主梁常做成铰接，主梁与柱做成刚接或铰接；4、认真确定梁的计算跨度

第7-3节平台梁设计北京中关村金融中心安装现场北京中关村金融中心安装现场1、梁的内力求解：

设计荷载下的最大Mmax及Vmax

（不含自重）。VmaxMmaxqVmaxMmaxFVmaxMmaxgk+qk第7-3节平台梁设计7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结2、根据Mmax按下式求出需要的Wnx

，查型钢表试选截面。3、弯曲正应力验算：求设计荷载及其自重作用下的Mmax和Vmax

第7-3节平台梁设计7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结4、最大剪力验算：5、整体稳定验算：（对平台来说，若有刚性铺板，整体稳定自动满足，不必计算）

6、刚度验算：集中荷载下等截面简支梁均布荷载下等截面简支梁7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结第7-3节平台梁设计第7-3节平台梁设计

例题2-3：设一平台结构,平台布置如图所示,平台的均布活荷载标准值,qk=10KN/mm2，Q235-A，铺板采用花纹钢板,设计次梁截面.柱间支撑主梁次梁图:平台结构计算例题第7-3节平台梁设计

图:平台结构计算例题第7-3节平台梁设计查型钢表试选I28a1、初选截面：第7-3节平台梁设计2、截面验算：第7-3节平台梁设计2、截面验算：1、截面高度容许最大高度hmax

容许最小高度hmin

经济高度hehmin≤h≤hmax，h≈he焊接梁截面一）确定截面尺寸第7-3节平台梁设计7.3.2（2）焊接组合梁设计步骤总结均布荷载作用下简支梁的最小高度hmin7.3.2（2）焊接组合梁设计步骤总结第7-3节平台梁设计

2、腹板高度hw

腹板高度hw比h略小。

3、腹板厚度tw

抗剪可取1.2~1.5局部稳定焊接梁截面tw=8~22mm第7-3节平台梁设计

4、翼缘尺寸b和t

所需截面模量为：初选时取h≈h1≈hw考虑局部稳定，通常取b=25t且大于180mm，且h/2.5<b<h/6。焊接梁截面第7-3节平台梁设计二）截面验算验算时要包含自重产生的效应

强度弯曲正应力单向弯曲时双向弯曲时第7-3节平台梁设计剪应力

局部压应力

折算应力第7-3节平台梁设计

稳定整体稳定（一般通过构造措施解决）

局部稳定（翼缘、腹板）

刚度集中荷载下简支梁第7-3节平台梁设计二）截面验算

工作平台布置示例梁的局部稳定和腹板加劲肋设计

焊接组合梁局部失稳翼缘腹板第7-3节平台梁设计当采用塑性设计时1）翼缘不发生局部失稳条件:当采用弹性设计时箱型梁翼缘板b1b0tt

腹板的高厚比限值（加紧肋布置见教材）短加劲肋横向加劲肋纵向加劲肋2）腹板的局部稳定第7-3节平台梁设计提高梁腹板局部稳定可采取以下措施：①加大腹板厚度—不经济②设置加劲肋—经济有效柱间支撑吊车梁24米跨吊车梁柱间支撑图梁腹板的失稳(a)弯曲正应力单独作用下；(b)剪应力单独作用下；(c)局部压应力单独作用下横向加劲肋：防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳；纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失稳，通常布置在受压区；短加劲肋：防止局部压应力引起的失稳，布置在受压区。

同时设有横向和纵向加劲肋时，断纵不断横。1、仅用横向加劲肋加强的腹板同时受正应力、剪应力和边缘压应力作用。稳定条件：σστ1£+c,crσσ()cr2crτc+()2

σ—腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算；

σ—腹板边缘的局部压应力,σc=F/(lztw)cσcrτ—腹板平均剪应力,τ=V/(hwtw)；—临界应力。σc,crτcr腹板局部稳定计算图设置横向加劲肋图应力形式腹板受压区高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完chywcbfth2351532=lywcbfth2351772=l()[]=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①bcrbbcrbcrbcrybcrfff/1.125.185.075.0125.185.085.02>--£<£lsllslslslsf图应力形式()235434.5410.12000ywsfahthha+=>l时：当()23534.54410.12000ywsfahthha+=£l时：当()[]/1.12.18.059.012.18.08.02svcrsvscrsvcrscrvyscrffff>--£<£ltlltltltlt=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②图5.22应力形式235/59.182825.1000ywcfhathha-=£<l时：当()235/83.14.139.10285.15.03000ywcfhathha-+=££l时：当图应力形式()[]/1.12.19.079.012.19.09.02,,,,,ccrccccrcccrccrcyccrcffff>--£<£lsllslslsls=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以③c2、同时用横向和纵向加劲肋加强的腹板(1)I区格，高为h1：σσστ1£+c,cr1σ()cr12cr1τc+()2IⅡh1h2图设置横向和纵向加劲肋图应力形式腹板区格I的高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完1hyw1b1fth23564=lyw1b1fth23575=l图应力形式()[]=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①b1cr1b1b1cr1b1cr1b1cr1yb1cr1fff/1.125.185.075.0125.185.085.02>--£<£lsllslslslsf()235434.5410.12111yws1fahthha+=>l时：当()23534.54410.12111yws1fahthha+=£l时：当图应力形式()[]/1.12.18.059.012.18.08.02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffff>--£<£ltlltltltlt=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②腹板区格I的高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完1hyw1c1fth23540=lyw1c1fth23556=l图应力形式()[]/1.125.185.075.0125.10.850.852,,,,c1cr1cc1c1c,cr1c1c,cr1cr1cyc1cr1cffff>--£<£lsllslslsls=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以③c1σ

—纵向加劲肋边缘的弯曲压应力；σ—纵向加劲肋边缘的局部压应力，σ=0.3σ；c2τ—腹板平均剪应力；IⅡh1h2(2)II区格，高为h2：σστ1£+c,cr2σσ()cr22crτc2+()222cc2图设置横向和纵向加劲肋图应力形式腹板区格II的高度—2hyw2b2fth235194=l图应力形式()[]/1.125.185.075.0125.10.850.852b2cr2b2b2cr2b2cr2cr2yb2cr2ffff>--£<£lsllslslsls=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①b2()235434.5410.12222yws2fahthha+=>l时：当()23534.54410.12222yws2fahthha+=£l时：当图应力形式()[]/1.12.18.059.012.18.08.02s2vcr2s2vs2cr2s1vcr2s2cr2vys2cr2ffff>--£<£ltlltltltlt=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②235/59.182825.1202ywc2fhathha-=£<l时：当()235/83.14.139.10285.15.03222ywc2fhathha-+=££l时：当图应力形式()[]/1.12.10.979.012.19.09.02,,,,,ccr2cc2ccr2cc2cr2ccr2cyc2cr2cffff>--£<£lsllslslsls=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以③c2（3）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格

σ—腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算；

σ—腹板边缘的局部压应力,σc=F/(lztw)c

τ—腹板平均剪应力,

τ=V/(hwtw

)；区格Ⅰ肋之间设有短加劲肋的在受压翼缘与纵向加劲）1σστ1£+c,crσσ()cr2crτc+()2图设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋腹板区格I的高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完1hyw1b1fth23564=lyw1b1fth23575=l图设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋()[]=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①b1cr1b1b1cr1b1cr1b1cr1yb1cr1fff/1.125.185.075.0125.185.085.02>--£<£lsllslslslsf()235434.5410.12111yws1fahthha+=>l时：当()23534.54410.12111yws1fahthha+=£l时：当图设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋()[]/1.12.18.059.012.18.08.02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffff>--£<£ltlltltltlt=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②235/5.04.073235/5.04.0872.123573235872.11111111111111111ywcywcywcywcfhatafhatahaftaftaha+=+=£==£llll其他情况时，全约束时，当受压翼缘扭转受到完的区格：对其他情况时，全约束时，当受压翼缘扭转受到完的区格：对()[]/1.125.185.075.0125.10.850.852,,,,c1cr1cc1c1c,cr1c1c,cr1cr1cyc1cr1cffff>--£<£lsllslslsls=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以③c1计算时，先布置加劲肋，再计算各区格的平均作用应力和相应的临界应力，使其满足稳定条件。Ⅱ项中加劲肋布置的区格计算同第肋之间的区格Ⅱ在受拉翼缘与纵向加劲）)2(2图设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋加劲肋构造和截面尺寸（1）双侧配置的横肋bsh0≧/30～40ts≧bs/15（2）横向加劲肋间距h00.5h0≦