平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).ppt

第八章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)什么 難點(diǎn)和重點(diǎn) 主要內(nèi)容一 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式二 平臺(tái)板的設(shè)計(jì)三 平臺(tái)梁的設(shè)計(jì)四 平臺(tái)柱網(wǎng)及柱間支撐五 軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì)六 格構(gòu)柱設(shè)計(jì)七 柱頭柱腳 重點(diǎn)和難點(diǎn)1合理的結(jié)構(gòu)布置2平臺(tái)結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件梁板柱的設(shè)計(jì)3梁板柱與其它相關(guān)構(gòu)件的連接設(shè)計(jì) 一 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 1 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成 傳力路線和受力特點(diǎn) 1 構(gòu)成 板 次梁 主梁 柱 支撐 2 傳力路線 豎向荷載 板 次梁 主梁 柱 基礎(chǔ)水平荷載 板 次梁 主梁 支撐 柱 基礎(chǔ) 3 受力特點(diǎn) 豎向荷載為主要荷載 板有單向和雙向之分 鋼板常以變形控制 梁分次梁 主梁 可連續(xù)或單跨 柱兩端常用鉸接 為軸壓桿 2 平臺(tái)構(gòu)件的形式 1 板 花紋鋼板焊接連接 輕型預(yù)制鋼鋪板螺栓連接 壓型鋼板鋼砼符合板抗剪銷(xiāo)連接 2 平臺(tái)構(gòu)件的形式 2 梁 次梁一般用型鋼 主梁一般用 工 型鋼或焊接 H 型鋼 支座方式有連續(xù)梁疊接合簡(jiǎn)支梁平接 與柱連接時(shí)一般為鉸接 2 平臺(tái)構(gòu)件的形式 3 柱 實(shí)腹柱 格構(gòu)柱 二 平臺(tái)板的設(shè)計(jì)1形式輕型鋼板 壓型鋼板與混凝土組合樓板 鋼筋混凝土預(yù)制板2 計(jì)算單向簡(jiǎn)支板 四邊簡(jiǎn)支雙向板控制值 彎曲強(qiáng)度 撓度 三 平臺(tái)梁的設(shè)計(jì) 梁的計(jì)算 1 截面選擇 2 強(qiáng)度驗(yàn)算 3 剛度計(jì)算 4 梁的整體穩(wěn)定 5 梁的局部穩(wěn)定 6 梁的拼接 7 主次梁連接 8 主梁支座設(shè)計(jì) 1 截面選擇 1 梁高估算h應(yīng)滿足三個(gè)條件 2 腹板厚度估算 3 翼緣尺寸確定 2 強(qiáng)度驗(yàn)算 1 正應(yīng)力 單向彎曲 雙向彎曲 式中相對(duì)于處的對(duì)x軸 y軸的凈截面抗彎模量 塑性截面發(fā)展系數(shù) 對(duì)工型截面 對(duì)箱形截面 其他截面查規(guī)范 有疲勞荷載者 2 剪應(yīng)力 式中 S 計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積距 V 剪力 腹板厚度I 毛面積慣性距 抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 16 3 局部壓應(yīng)力 有集中荷載 無(wú)加勁肋 F 集中荷載 考慮動(dòng)力系數(shù) 集中荷載增大系數(shù) 對(duì)重級(jí)工作制吊車(chē)梁 1 35 其他 1 0 a 50mm 梁頂支腹板計(jì)算高度之距離 軌道高度 對(duì)無(wú)軌梁 0 4 折算應(yīng)力式中 腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的正應(yīng)力 剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力 以拉應(yīng)力為正 壓應(yīng)力為負(fù) 式中 梁凈截面慣距 所計(jì)算點(diǎn)之中和軸距離 強(qiáng)度增大系數(shù) 當(dāng)異號(hào)時(shí) 1 2 同號(hào)或 0時(shí) 1 1 3 剛度計(jì)算 全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度的容許值 減去預(yù)拱值 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度的容許值 預(yù)拱值一般為恒載 活載下的撓度值 4 梁的整體穩(wěn)定符合下列情況之一時(shí) 可不計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性 上翼緣由連接牢固的鋪板 能阻止其側(cè)移時(shí) 梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度與寬度之比不超過(guò)規(guī)定時(shí) 箱形梁高h(yuǎn)與腹板間隔寬度之比時(shí) 且 2 不符合上述條件時(shí) 則 在最大剛度平面內(nèi)受彎時(shí) 應(yīng)滿足 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) 按規(guī)范定 在兩個(gè)主平面內(nèi)受彎時(shí) H形截面構(gòu)件應(yīng)滿足 3 無(wú)論何種情況 均要求梁的支座處應(yīng)能防止截面扭轉(zhuǎn) 5 梁的局部穩(wěn)定提高梁局部穩(wěn)定的措施 1 增加厚度 2 設(shè)置加勁肋 22 1 組合梁翼緣板的局部穩(wěn)定應(yīng)符合下列要求 工字型 箱形 2 組合梁腹板的局部穩(wěn)定 23 2 組合梁腹板的局部穩(wěn)定 加勁板的配置 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí)宜設(shè)構(gòu)造加勁肋 當(dāng)時(shí) 不設(shè)加勁肋 當(dāng)時(shí) 應(yīng)配橫向加勁肋 并計(jì)算橫向加勁肋間距和腹板局部穩(wěn)定性 當(dāng)時(shí) 應(yīng)受壓區(qū)配縱向加勁肋和橫肋加勁肋 須滿足 國(guó)外限制標(biāo)準(zhǔn)為300 抵抗彎距引起的壓力 梁的支座處和上翼緣受較大固定集中力處 宜設(shè)支承加勁肋 縱向加勁肋布置在腹板至高度處 受壓區(qū) 橫向加勁肋間距一般為至 加勁肋的計(jì)算 分三種類(lèi)型 僅配置橫向加勁肋 同時(shí)配置橫向和縱向加勁肋 受壓翼緣和縱向加勁肋間的區(qū)格 同時(shí)配置橫向和縱向加勁肋 受拉翼緣和縱向加勁肋間的區(qū)格 加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸 加勁肋一般雙面對(duì)稱(chēng)配置 橫肋外伸寬度 厚度 在同時(shí)有橫 縱向肋時(shí) 橫肋截面對(duì)梁軸 z軸 應(yīng)滿足 縱肋截面對(duì)腹板中心 y軸 應(yīng)滿足 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) 橫肋內(nèi)側(cè)上 下段內(nèi)斜角 寬 高 但不大于40X60 支承加勁肋應(yīng)做整體穩(wěn)定計(jì)算 其中A 加勁肋和兩側(cè)范圍內(nèi)的腹板面積 構(gòu)件長(zhǎng)度取h 支承加勁肋應(yīng)作端面承壓驗(yàn)算 支承加勁肋下伸自由高度不大于厚度的2倍 6 梁的拼接焊接拼接 對(duì)接焊 翼緣對(duì)接焊縫與腹板對(duì)接焊縫盡可能錯(cuò)開(kāi)距離 腹板對(duì)接焊縫離開(kāi)加勁板距離大于 焊縫設(shè)在內(nèi)力較小處 焊縫強(qiáng)度不足時(shí)可用斜焊縫 上 下翼緣對(duì)接縫開(kāi)V型坡口 便于俯焊 預(yù)留一段翼緣于腹板間的焊縫到工地焊 以減少焊接應(yīng)力 拼接板焊接 翼緣拼接板及周邊焊縫受力式中 梁翼緣板中心到梁中和軸的距離 翼緣板凈截面積 腹板拼接板受全部剪力 腹板拼接板受彎距 2 高強(qiáng)螺拴拼接 拼接應(yīng)用夾板 螺栓雙剪 受力同拼接焊 7 主 次梁連接 1 疊接 設(shè)計(jì)不須驗(yàn)算 安裝方便 可做連續(xù)次梁 占建筑空間高度大 33 7 主 次梁連接 2 平接 要驗(yàn)算 構(gòu)造復(fù)雜 不能傳遞彎距 不占建筑空間 8 主梁支座設(shè)計(jì) 1 傳遞壓力 主梁支座處有加勁肋 突緣 加緊肋要保證穩(wěn)定性 要有足夠的接觸面?zhèn)鬟f鋼 鋼 鋼 砼的壓力 2 鉸接支座轉(zhuǎn)動(dòng)或滾動(dòng)要符合設(shè)計(jì)要求 3 要能夠傳遞一定的側(cè)向水平推力 4 要便于安裝 四 平臺(tái)柱網(wǎng)布置及平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐1 柱網(wǎng)布置原則 1 按使用空間要求 2 考慮標(biāo)準(zhǔn)化及建筑模數(shù)要求 3 考慮綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理 2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 1 柱間支撐設(shè)計(jì)的原則 用雙向柱間支撐抵抗水平力 柱按軸壓設(shè)計(jì) 支撐布置在柱列中部以減小溫度效應(yīng) 支撐常按柔性交叉設(shè)計(jì) 2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 2 平臺(tái)水平支撐設(shè)計(jì)原則 平臺(tái)水平支撐一般為柔性交叉支撐 安裝時(shí)用水平支撐調(diào)節(jié)梁的相對(duì)位置 當(dāng)平臺(tái)平面內(nèi)剛度較弱時(shí) 支撐將平臺(tái)水平力傳至柱間支撐 五 軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)原則 1 選擇回轉(zhuǎn)半徑箱對(duì)較大的對(duì)稱(chēng)截面 提高柱的整體穩(wěn)定和剛度 2 兩個(gè)主軸方向的計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比盡可能接近 提高經(jīng)濟(jì)性 3 便于連接 4 構(gòu)造簡(jiǎn)便 制造省工 5 盡可能選用可直接采購(gòu)的型材 如H型鋼管及圓管 方管 2 設(shè)計(jì)步驟 1 選擇截面類(lèi)型 假定長(zhǎng)細(xì)比 定截面規(guī)格 2 確定柱高 柱支座點(diǎn)位置 形式 3 計(jì)算 驗(yàn)算 150柱 吊車(chē)梁下支撐200 4 查表求 選較小者 5 驗(yàn)算整體穩(wěn)定 6 由截面削弱試驗(yàn)算強(qiáng)度 7 驗(yàn)算局部穩(wěn)定 工型腹板 翼緣 箱形 鋼管 六 格構(gòu)柱設(shè)計(jì)1 截面選擇 1 單肢截面面積 假定長(zhǎng)細(xì)比為70左右 2 單肢截面選定 按A取型鋼 并使 3 考慮折算長(zhǎng)細(xì)比修正 2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算 1 公式 式中按查表求得 2 對(duì)虛軸 去換算長(zhǎng)細(xì)比查表取 對(duì)雙肢組合件 綴板 綴條 對(duì)四肢組合件 綴板 綴條 式中 為單肢對(duì)1 1軸的長(zhǎng)細(xì)比 綴件焊接取凈距 螺栓連接取中距 構(gòu)件截面中垂直于x軸的各綴條毛截面積之和 3 對(duì)單肢長(zhǎng)細(xì)比的構(gòu)造要求 單肢穩(wěn)定 綴條柱 為中較大值 綴板柱 但當(dāng)時(shí) 3 剪力計(jì)算最大剪力V 剪力由綴材面承擔(dān) 單個(gè)綴材面上為V1 4 綴條驗(yàn)算 1 綴條內(nèi)力 分配到一個(gè)綴面上的剪力 綴條與水平面的交角單綴條 n 1 交叉綴條n 2 2 綴條穩(wěn)定計(jì)算 考慮單面連接式強(qiáng)度折剪系數(shù) 3 計(jì)算綴條連接時(shí) 強(qiáng)度折剪系數(shù)0 85 受力取 4 橫綴條受力 截面一般同斜綴條5 綴板計(jì)算 1 假定反彎點(diǎn)在各桿件之中點(diǎn) 2 綴板內(nèi)力 剪力 彎距 3 構(gòu)造要求 綴板厚度且 6mm 同一截面處綴板線剛度之和不得小于柱較大分肢線剛度的6倍 七 柱頭柱腳1 柱頭設(shè)計(jì)要求 1 滿足各傳力步驟的強(qiáng)度要求 2 應(yīng)盡可能減小偏心 3 為施工留有調(diào)節(jié)余地 七 柱頭柱腳2 柱頭分類(lèi) 1 頂接 用于單層結(jié)構(gòu) 梁的支撐加勁肋對(duì)準(zhǔn)柱的腹板 梁的支撐加勁肋對(duì)準(zhǔn)柱的翼緣 有偏心 2 側(cè)接 用于多層結(jié)構(gòu) 柱連續(xù) 接于柱翼緣 接于柱腹板 3 柱腳的形式 1 直承式 柱腳端部銑平 壓在底板上 焊接 2 靴梁式 柱與靴梁焊 靴梁再與底板焊 擴(kuò)散壓力 4 柱腳的設(shè)計(jì)要求 1 底板大小要滿足基礎(chǔ)砼的抗壓強(qiáng)度及邊緣構(gòu)造要求 2 底板厚度要滿足雙