鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-鋼平臺(tái)

第二章平臺(tái)設(shè)計(jì) 作業(yè)一 有一平臺(tái)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)44米 寬12米 高6米 在平臺(tái)兩端設(shè)置4 6米樓梯間 平臺(tái)活載標(biāo)準(zhǔn)值為12kN m2 要求 1 柱 梁格 支撐布置 柱暫按H型鋼布置 并畫出平面 立面圖2 鋪板計(jì)算 板和肋 3 主梁 次梁 柱 包括柱腳 計(jì)算4 畫出梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 梁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 需計(jì)算的要計(jì)算 第二章平臺(tái)設(shè)計(jì) 1 構(gòu)成 板 次梁 主梁 柱 支撐 2 傳力路線 1 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成 傳力線路和受力特點(diǎn) 2 1結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 3 受力特點(diǎn) a 豎向荷載為主要荷載 b 板有單向和雙向之分 鋼板常以變形控制 c 梁分次梁 主梁 可連續(xù)或單跨 d 柱兩端常用鉸接 為軸壓桿 2 1結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 2 柱間支撐形式 平臺(tái)柱兩端都為鉸接時(shí) 必須設(shè)置柱間支撐 2 1結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 3 平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 1 結(jié)構(gòu)體系布置1 梁 柱平布置a柱距選擇 一般6 8米為經(jīng)濟(jì)柱距 但要結(jié)合功能要求 柱截面形式選擇 根據(jù)平臺(tái)高度選擇實(shí)腹柱還是格構(gòu)柱 b梁系選擇 梁格布置體系選擇 一級(jí)次梁間距均勻 間距1 5 2 5米 二級(jí)次梁 鋪板加勁肋 考慮板格要求 一般0 6 1 0米 2 柱間支撐布置支撐類型 一般為交叉撐 需要通道時(shí)用人字撐或門形撐 支撐形式 使用交叉撐角度30 60度 若角度太大用復(fù)合撐 雙層或多層 支撐位置 一般為中間支撐或兩頭均設(shè)置支撐 若平臺(tái)較短也可在一端設(shè)置一道支撐 2 1結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 1 初選構(gòu)件截面 需注意寬肢薄壁和等截面原則 滿足局部穩(wěn)定要求 2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 M V N 3 構(gòu)件驗(yàn)算 板 次梁 主梁 柱 支撐 對(duì)初選截面調(diào)整驗(yàn)算內(nèi)容包括 強(qiáng)度 整體穩(wěn)定 撓度 4 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)和計(jì)算包括 梁柱節(jié)點(diǎn) 梁梁節(jié)點(diǎn) 柱腳和基礎(chǔ) 5 繪制施工圖 2 1結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 3 平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 2 2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 1 鋪板形式和構(gòu)造1 板 板厚一般2 5 8mm 常用4 6mm 加勁肋鋼板高度L 12 l 15 厚度大于其高度間斷焊 每段長(zhǎng)度大于15t a 花紋鋼板焊接連接 b 輕型預(yù)制鋼鋪板螺栓連接 2 2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) c 壓型鋼板鋼砼復(fù)合板抗剪銷連接 2 2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 2 鋪板計(jì)算 2 2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 1 四邊簡(jiǎn)支板 2 鋪板計(jì)算 2 2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 2 單向受彎板 3 鋪板加勁肋計(jì)算 考慮兩種荷載分布形式 梯形分布和均勻分布 2 2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 1 穩(wěn)定計(jì)算不考慮 2 強(qiáng)度計(jì)算 3 剪應(yīng)力計(jì)算 4 撓度計(jì)算 2 2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì) 3 鋪板加勁肋計(jì)算 1 梁的連接形式 a 一般用型鋼 但梁高大于300時(shí) 考慮用焊接H鋼 主梁一般用 I H 型鋼或焊接 H 型鋼 b 支座方式有連續(xù)梁疊接或簡(jiǎn)支梁平接 與柱連接時(shí)一般為鉸接 梁計(jì)算長(zhǎng)度為柱軸線距離 2 截面選擇 型鋼梁 2 截面選擇 焊接組合截面梁 A 梁高估算 h應(yīng)滿足三個(gè)條件 B 腹板厚度估算 C 翼緣尺寸確定 3 梁的計(jì)算 1 強(qiáng)度計(jì)算 D 折算應(yīng)力 3 梁的計(jì)算 2 剛度計(jì)算 3 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規(guī)定時(shí) 箱形梁高h(yuǎn)與腹板間隔寬度之比時(shí) 且 VT VT VQ VQ VT 全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度 減去預(yù)拱值 的容許值 VQ 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度容許值 3 梁的計(jì)算 3 梁的整體穩(wěn)定 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 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 無論何種情況 均要求梁的支座處應(yīng)能防止截面扭轉(zhuǎn) 4 梁的局部穩(wěn)定 3 梁的計(jì)算 縱向加勁肋布置在腹板高度處 受壓區(qū) 橫向加勁肋間距一般為 須滿足 國(guó)外限制標(biāo)準(zhǔn)為300 抵抗彎曲引起壓力 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 當(dāng) 應(yīng)配縱向加勁肋和橫肋 當(dāng)時(shí) 應(yīng)配橫向加勁肋 并作抵抗剪力計(jì)算 B 組合梁腹板的局部穩(wěn)定 a 加勁板的配置 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí)宜設(shè)構(gòu)造加勁肋 時(shí)不設(shè)加勁肋 B 組合梁腹板的局部穩(wěn)定 b 加勁肋的計(jì)算 分三種類型 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 5 加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸 3 梁的計(jì)算 5 加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸 3 梁的計(jì)算 3 梁的計(jì)算 4 梁的拼接 1 焊接拼接 a 對(duì)接焊 4 梁的拼接 1 焊接拼接 b 拼接焊 翼緣拼接板及周邊焊縫受力 腹板拼接板受全部剪力 腹板拼接板受彎矩 式中 梁翼緣板中心到梁中和軸的距離 翼緣板凈截面積 4 梁的拼接 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 5 主 次梁連接 疊接 設(shè)計(jì)不需驗(yàn)算 安裝方便 可做連續(xù)次梁 占建筑空間高度大 平接 要驗(yàn)算 構(gòu)造復(fù)雜 不能傳遞彎矩 不占建筑空間 5 主 次梁連接 6 主梁的支座設(shè)計(jì)要求 傳遞壓力 主梁支座處有加勁肋 突緣 加勁肋要保持穩(wěn)定 要有足夠的接觸面?zhèn)鬟f鋼 鋼 鋼 砼的壓力 6 主梁的支座設(shè)計(jì)要求 傳遞壓力 6 主梁的支座設(shè)計(jì)要求 傳遞壓力 傳遞壓力 鉸接支座轉(zhuǎn)動(dòng)或滾動(dòng)符合設(shè)計(jì)要求 要能夠傳遞一定的側(cè)向水平推力 并維持側(cè)向穩(wěn)定 要便于安裝 6 主梁的支座設(shè)計(jì)要求 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 4平臺(tái)柱設(shè)計(jì)2 4 1 截面設(shè)計(jì)1 按使用空間要求 考慮標(biāo)準(zhǔn)化及建筑模數(shù)要求 3 6 9 考慮綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理 大 小 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四 平臺(tái)柱網(wǎng)及柱間支撐 2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 柱間支撐設(shè)計(jì)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) 注意使用要求 支撐常按柔性交叉設(shè)計(jì) 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四 平臺(tái)柱網(wǎng)及柱間支撐 2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 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 角鋼 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) 平臺(tái)支撐將平臺(tái)水平力傳至柱間支撐 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 五 軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)原則 選擇回轉(zhuǎn)半徑相對(duì)較大的對(duì)稱截面 提高柱的整體穩(wěn)定和剛度 使兩個(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 便于連接 構(gòu)造簡(jiǎn)便 制造省工 盡可能選用可直接采購(gòu)的型材 以H型鋼及鋼管 方管為好 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 五 軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)步驟 選擇截面類型 截面面積由此定截面規(guī)格 確定柱高 柱支座點(diǎn)位置 形式 計(jì)算 驗(yàn)算 150柱 吊車梁下支撐 200支撐 查表求 選較小者 注意當(dāng)時(shí)不一定 驗(yàn)算整體穩(wěn)定 有截面削弱時(shí)驗(yàn)算強(qiáng)度 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)步驟 驗(yàn)算局部穩(wěn)定 工型 腹板 翼緣 箱型或 鋼管 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 六 格構(gòu)柱設(shè)計(jì) 1 截面選擇 單肢截面面積 假定長(zhǎng)細(xì)比為70左右 2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算 公式 式中按查表求得 對(duì)虛軸 取換算長(zhǎng)細(xì)比查表取 對(duì)雙肢組合件 單肢截面選定 按A取型鋼 并使 注意格構(gòu)柱體及單肢的軸線變化 考慮折算長(zhǎng)細(xì)比修正 a 綴板 b 綴條 對(duì)四肢組合件 a 綴板 b 綴條 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)單肢長(zhǎng)細(xì)比的構(gòu)造要求 式中 為單肢對(duì)1 1軸的長(zhǎng)細(xì)比 綴件焊接取凈距 螺接取中距 構(gòu)件截面中垂直于x軸的各綴條毛面積之和 綴條柱 為 中較大值 綴板柱 但當(dāng)時(shí) 3 抗剪計(jì)算 剪力V沿構(gòu)件全長(zhǎng)不變 剪力由綴材面承擔(dān) 軸壓桿位于距柱端al處 0 a 1 的支撐力 當(dāng) a不能過分接近0 1 因規(guī)范 為了減小長(zhǎng)細(xì)比 4 綴條驗(yàn)算 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 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 綴條穩(wěn)定計(jì)算 考慮單面連接時(shí)強(qiáng)度折減系數(shù) 當(dāng) 1時(shí)取 1 當(dāng) 20時(shí) 取 20 為綴條最大長(zhǎng)細(xì)比 計(jì)算綴條連接時(shí) 強(qiáng)度折減系數(shù)0 85 受力取 橫綴條受力 截面一般同斜綴條 5 綴板計(jì)算 假定反彎點(diǎn)在各桿件之中點(diǎn) 0 6 0 0015 等邊角鋼 0 5 0 0025 短邊相連的不等邊角鋼 0 7 長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼 綴板內(nèi)力 剪力 彎矩 構(gòu)造要求 綴板厚度且 同一截面處綴板線剛度之和不得小于柱較大分肢線剛度6倍 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 七 柱頭柱腳 1 柱頭設(shè)計(jì)要求 2 柱頭分類 頂接 用于單層結(jié)構(gòu) 1 梁的支承加勁肋對(duì)準(zhǔn)柱的腹板 P52 圖2 48 側(cè)接 用于多層結(jié)構(gòu) 柱連續(xù) 滿足各傳力步驟的強(qiáng)度要求 1 側(cè)接于柱翼緣 2 側(cè)接于柱腹板 直承式 柱腳端部銑平 壓在底板上 焊接 P53 圖2 51 a 靴梁式 柱與靴梁焊 靴梁再與底板焊 擴(kuò)散壓力 P53 圖2 51 b e 應(yīng)盡可能減小偏心 為施工留有調(diào)節(jié)余地 2 梁的支承加勁肋對(duì)線柱的翼緣 有偏心 P52 圖2 49 P52 圖2 50 3 柱腳的形式 第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 柱腳的設(shè)計(jì)要求 動(dòng)桁架常見做法 底板大小