華科建筑鋼結(jié)構(gòu)第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 1 1 合理的結(jié)構(gòu)布置合理的結(jié)構(gòu)布置o 2 2 平臺結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件梁、板、柱的平臺結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件梁、板、柱的設(shè)計設(shè)計o 3 3 梁、板、柱與其它相關(guān)構(gòu)件的連接梁、板、柱與其它相關(guān)構(gòu)件的連接設(shè)計設(shè)計第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計2022-3-122o 應用：應用：工業(yè)廠房中的設(shè)備支承平臺、走道平臺、檢工業(yè)廠房中的設(shè)備支承平臺、走道平臺、檢修平臺、操作平臺等。民用建筑中的樓層和立體車修平臺、操作平臺等。民用建筑中的樓層和立體車庫等庫等。o 分類：分類：室內(nèi)室內(nèi)平臺、室外平臺、承受靜力荷載和承平臺、室外平臺、承受靜力荷載和承受動力荷載平臺以及

2、生產(chǎn)輔助平臺和重、中、輕型受動力荷載平臺以及生產(chǎn)輔助平臺和重、中、輕型操作平臺等操作平臺等。o 權(quán)重：權(quán)重：約占廠房全部結(jié)構(gòu)用鋼量的約占廠房全部結(jié)構(gòu)用鋼量的3030。o 設(shè)計考慮：設(shè)計考慮：工藝生產(chǎn)的要求，平臺布置、選材、工藝生產(chǎn)的要求，平臺布置、選材、制造安裝等方面注意結(jié)構(gòu)的合理性。制造安裝等方面注意結(jié)構(gòu)的合理性。第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計2022-3-123第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計根據(jù)使用荷載不同分類：根據(jù)使用荷載不同分類：o 一般平臺一般平臺( (即輕型平臺即輕型平臺) )：使用荷載使用荷載2kN2kNm m左右左右; ; 如人行走道、單軌吊車檢修等的通

3、行平臺如人行走道、單軌吊車檢修等的通行平臺o 普通操作平臺：普通操作平臺：使用荷載使用荷載4.04.08.0kN8.0kNm m 如檢修平臺、有小型設(shè)備及少量堆料的操作平臺、施如檢修平臺、有小型設(shè)備及少量堆料的操作平臺、施工平臺等；工平臺等；o 重型操作平臺：重型操作平臺：使用荷載為使用荷載為10.0kN10.0kNm m以上或有行車及以上或有行車及振動荷載的平臺。振動荷載的平臺。 如爐頂平臺、煉鋼車間操作平臺、鑄錠平臺、軋鋼車如爐頂平臺、煉鋼車間操作平臺、鑄錠平臺、軋鋼車間均熱爐平臺及電爐操作平臺間均熱爐平臺及電爐操作平臺2022-3-124第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 一一

4、 、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)布置要求要求1 1. .滿足使用功能和生產(chǎn)工藝操作的的凈空要求。一般滿足使用功能和生產(chǎn)工藝操作的的凈空要求。一般通行平臺凈空高度不小于通行平臺凈空高度不小于1.9m1.9m，寬度不應小于，寬度不應小于0 0.7.7m m局部局部最小寬度不得小于最小寬度不得小于0 0.4 m.4 m。位置及位置及大直徑管道等的吊掛位置，盡量大直徑管道等的吊掛位置，盡量將荷載將荷載直接作直接作用平臺粱、柱上用平臺粱、柱上. .3.3.輕型平臺利用廠房結(jié)構(gòu)及其他承重結(jié)構(gòu)的條件，將輕型平臺利用廠房結(jié)構(gòu)及其他承重結(jié)構(gòu)的條件，將平臺的平臺的梁板梁板支承在廠房柱及大型設(shè)備支承在廠房柱及大型設(shè)備或結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)

5、上。上。4.4.較大動力荷載或有重型設(shè)備、重儲物的平臺，宜與較大動力荷載或有重型設(shè)備、重儲物的平臺，宜與廠房柱脫開，直接支承于獨立柱上。廠房柱脫開，直接支承于獨立柱上。平臺一側(cè)支承于廠房柱或建筑物墻體，另一側(cè)設(shè)獨立平臺一側(cè)支承于廠房柱或建筑物墻體，另一側(cè)設(shè)獨立柱。應加設(shè)柱間支撐柱。應加設(shè)柱間支撐。2022-3-125第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 二二 梁格布置梁格布置o 充分利用鋪板的允許跨距合理布置梁格充分利用鋪板的允許跨距合理布置梁格o 簡式梁格：簡式梁格：只有主梁，適用于梁跨度較小的情只有主梁，適用于梁跨度較小的情況；況；o 普通式梁格：普通式梁格：有次梁和主梁，次粱支承

6、于主梁有次梁和主梁，次粱支承于主梁上；上；o 復式梁格：復式梁格：除主梁和縱向次粱外，還有支承于除主梁和縱向次粱外，還有支承于縱向次梁上的橫向次梁縱向次梁上的橫向次梁。2022-3-126第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 三、平臺鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、傳力路線和受力特點三、平臺鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、傳力路線和受力特點 o （1 1）構(gòu)成：板、次梁、主梁、柱、支撐；）構(gòu)成：板、次梁、主梁、柱、支撐； o （2 2）傳力路線：）傳力路線：o 豎向荷載豎向荷載板板次梁次梁主梁主梁柱柱基礎(chǔ)基礎(chǔ)o 水平荷載水平荷載板板次梁次梁主梁主梁支撐支撐/ /柱柱基礎(chǔ)基礎(chǔ)o (3 (3） 受力特點受力特點 o 豎向荷載

7、為主要荷載；豎向荷載為主要荷載；o 板有單向和雙向之分，鋼板常以變形控制；板有單向和雙向之分，鋼板常以變形控制；o 梁分次梁、主梁，可連續(xù)或單跨；梁分次梁、主梁，可連續(xù)或單跨；o 柱兩端常用鉸接，為軸壓桿柱兩端常用鉸接，為軸壓桿。2022-3-127第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 一、一、 平臺鋪板構(gòu)造類型平臺鋪板構(gòu)造類型o 輕型鋼鋪板：有花紋鋼板、帶肋鋼板和沖泡鋼板等。輕型鋼鋪板：有花紋鋼板、帶肋鋼板和沖泡鋼板等。o 混凝土預制板：使用比較方便，梁的間距可較大混凝土預制板：使用比較方便，梁的間距可較大o 壓型鋼板與鋼筋混凝土組合樓板：鋼板單受力、混凝土壓型鋼板與鋼筋混凝土組合樓

8、板：鋼板單受力、混凝土單受力、共同受單受力、共同受力力2022-3-128第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 二、平臺板計算二、平臺板計算o 單向簡支板、四邊簡支雙向板單向簡支板、四邊簡支雙向板o 控制值：彎曲強度、撓度控制值：彎曲強度、撓度a,6,a4 . 6,6,8134max22max3422wEtqwftMqMwEtlqwftMqlMkk雙向板：簡支板：2022-3-129第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼平臺梁一般宜設(shè)計成截面不變的熱軋普鋼平臺梁一般宜設(shè)計成截面不變的熱軋普通工字鋼或槽鋼通工字鋼或槽鋼. .鋼平臺梁的撓度不應大于下列數(shù)值：鋼平臺梁的撓度不應大于下列

9、數(shù)值：o 設(shè)有重軌道的梁設(shè)有重軌道的梁l/600l/600o 沒有軌道的主梁沒有軌道的主梁l/400l/400o 沒有軌道的其它梁沒有軌道的其它梁l/250l/250平臺梁設(shè)計一般可不考慮塑性變形平臺梁設(shè)計一般可不考慮塑性變形2022-3-1210第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 原則原則：強度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟性等要求：強度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟性等要求o 1 1、截面高度、截面高度o （1 1）容許最大高度）容許最大高度hmaxhmax凈空要求；凈空要求；o （2 2）容許最小高度）容許最小高度hminhmino 由由剛度條件確定，以簡支梁為例剛度條件確定，以簡支梁為例, ,取荷載

10、標準值取荷載標準值qkqk：EhlhEWlMEIMlEIlqkxkxkxk4810481048538452224 2min1048 1.3TflhE2022-3-1211第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o （3 3）梁的經(jīng)濟高度）梁的經(jīng)濟高度heheo 經(jīng)驗公式：經(jīng)驗公式：o 梁的高度應滿足梁的高度應滿足：o 2 2、腹板、腹板厚度厚度twtwo 由抗剪強度確定：由抗剪強度確定：o 一般按上式求出的一般按上式求出的twtw較小，可按經(jīng)驗公式計算：較小，可按經(jīng)驗公式計算：o 構(gòu)造要求構(gòu)造要求：0.432730()exexhWhWcm或單位ehhhhh 且且maxminvwwfhVtma

11、x2 . 1):(5 . 3cmhtww單位mmtw62022-3-1212第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 截面截面確定后，求得截面幾何參數(shù)確定后，求得截面幾何參數(shù)Ix Wx Iy Wy Ix Wx Iy Wy 等。等。o1 1、強度強度驗算強度強度驗算：抗彎強度、抗剪強度、局壓強度：抗彎強度、抗剪強度、局壓強度、折算折算應力；應力；o2 2、整體穩(wěn)定驗算；、整體穩(wěn)定驗算；o3 3、局部穩(wěn)定驗算，對于腹板一般通過加勁肋來保證、局部穩(wěn)定驗算，對于腹板一般通過加勁肋來保證o4 4、剛度驗算；、剛度驗算；o5 5、動荷載作用，必要時尚應進行疲勞、動荷載作用，必要時尚應進行疲勞驗算。驗算。

12、2022-3-1213第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 單位長度上的焊縫剪力腹板剪力單位長度上的焊縫剪力腹板剪力V1V1：且且滿滿足足構(gòu)構(gòu)造造要要求求。wfxfwfxffffIVShfIhVShV4 . 14 . 17 . 02111 2022-3-1214第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計1 1、組合梁的拼接：組合梁的拼接：焊接拼接焊接拼接 對接焊對接焊 ）翼緣對接焊縫與腹板對）翼緣對接焊縫與腹板對接焊縫盡可能錯開距離；接焊縫盡可能錯開距離； ）腹板對接焊縫離開加勁）腹板對接焊縫離開加勁板距離大于板距離大于10tw10tw ； ）焊縫設(shè)在內(nèi)力較小處，）焊縫設(shè)在內(nèi)力較小處，

13、焊縫強度不足時可用斜焊縫焊縫強度不足時可用斜焊縫 ）上、下翼緣對接縫開）上、下翼緣對接縫開V V型坡口，便于俯焊；型坡口，便于俯焊； ）預留一段翼緣于腹板間）預留一段翼緣于腹板間的焊縫到工地焊，以的焊縫到工地焊，以 減少焊接減少焊接應力。應力。2022-3-1215第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計p 1 1 組合梁組合梁的拼接：的拼接：1010t tw w 500500 5005001234 45 51245345u拼接處對接焊縫不能與基本拼接處對接焊縫不能與基本 金屬等強時金屬等強時, ,受拉翼緣焊縫受拉翼緣焊縫 應計算確定；應計算確定；u翼緣拼接板翼緣拼接板的的設(shè)計設(shè)計內(nèi)力內(nèi)力應

14、按下應按下式計算式計算: : N N1 1= =A Afnfnf f A Afnfn-被拼接翼緣板凈截面面積。被拼接翼緣板凈截面面積。2022-3-1216u 腹板拼接板及其連接承擔的內(nèi)力為：腹板拼接板及其連接承擔的內(nèi)力為： 1 1）拼接截面處的全部剪力）拼接截面處的全部剪力v v； 2 2）按剛度分配到腹板上的彎矩）按剛度分配到腹板上的彎矩M Mw w：第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計wwwIMMIII腹板截面慣性矩；梁截面慣性矩。2022-3-1217第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計u 拼接板拼接板焊接驗算焊接驗算 ）翼緣拼接板及周邊焊縫受）翼緣拼接板及周邊焊縫受力力

15、o 式中式中 梁翼緣板中心到梁中和軸的距離梁翼緣板中心到梁中和軸的距離o 翼緣板凈截面積翼緣板凈截面積o ）腹板拼接板受全部剪力；）腹板拼接板受全部剪力；o ）腹板拼接板受）腹板拼接板受彎距彎距 1yn1A2022-3-1218第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 高強螺拴拼接高強螺拴拼接 拼接應用夾板，螺栓雙剪；拼接應用夾板，螺栓雙剪； 受力同拼接焊。受力同拼接焊。2022-3-1219第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計o 疊疊接接 設(shè)計設(shè)計不需驗算，安裝方便，可做連續(xù)次梁，占建筑空間不需驗算，安裝方便，可做連續(xù)次梁，占建筑空間高度大；高度大；2022-3-1220o 平接：

16、要驗算，構(gòu)造復雜，不能傳遞彎距，平接：要驗算，構(gòu)造復雜，不能傳遞彎距，不不占建筑空間。占建筑空間。第二章第二章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計2022-3-1221a)b)c)d)e)o (1) (1) 傳遞壓力傳遞壓力 o 主梁支座處有加勁肋，突緣。加緊肋要保證穩(wěn)定主梁支座處有加勁肋，突緣。加緊肋要保證穩(wěn)定性。性。o 要有足夠的接觸面?zhèn)鬟f鋼要有足夠的接觸面?zhèn)鬟f鋼- -鋼，鋼鋼，鋼- -砼的壓力砼的壓力o (2) (2) 鉸接支座轉(zhuǎn)動或滾動要符合設(shè)計要求；鉸接支座轉(zhuǎn)動或滾動要符合設(shè)計要求；o (3) (3) 要能夠傳遞一定的側(cè)向水平推力；要能夠傳遞一定的側(cè)向水平推力；o (4 )(4 )要便于安

17、裝。要便于安裝。2022-3-12222022-3-1223p 支于砌體或混凝土上的支座有三種形式：支于砌體或混凝土上的支座有三種形式：242022-3-12支支座座墊墊板板的的長長和和寬寬；、支支承承材材料料的的承承壓壓強強度度；支支座座反反力力；：支支座座板板截截面面面面積積 bafRfRbaAAccp 鉸軸式支座的圓柱形樞軸，當接觸面中心角鉸軸式支座的圓柱形樞軸，當接觸面中心角9090o o時，時，其承壓應力應滿足：其承壓應力應滿足：252022-3-12brp 為了防止弧形支座的弧為了防止弧形支座的弧形墊塊和滾軸支座的滾軸被劈形墊塊和滾軸支座的滾軸被劈裂，其圓弧面與鋼板接觸面的裂，其圓

18、弧面與鋼板接觸面的承壓力，應滿足：承壓力，應滿足：。座座滾滾軸軸個個數(shù)數(shù)，對對于于弧弧形形支支的的接接觸觸長長度度；弧弧形形表表面面或或滾滾軸軸與與平平板板滾滾軸軸支支座座的的滾滾軸軸直直徑徑；倍倍或或的的弧弧形形支支座座板板表表面面半半徑徑式式中中：112)3(401 nnabrrdEndaV1. 1. 一般宜設(shè)計成等截面柱：一般宜設(shè)計成等截面柱： 實實腹柱、格構(gòu)柱腹柱、格構(gòu)柱o 2 2 . .一般按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計。柱一般按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計。柱的長細比不宜大于的長細比不宜大于150150o 3 3 . .柱上下兩端一般設(shè)計為鉸接，柱上下兩端一般設(shè)計為鉸接，對于承受較大荷載的柱，應設(shè)計成對于

19、承受較大荷載的柱，應設(shè)計成上端為鉸接，下端為剛接。上端為鉸接，下端為剛接。o 4 4. .柱腳底板厚度按柱基礎(chǔ)對底板柱腳底板厚度按柱基礎(chǔ)對底板的反壓力所產(chǎn)生的彎矩計算定，但的反壓力所產(chǎn)生的彎矩計算定，但不得小于柱肢的最小厚度及不得小于柱肢的最小厚度及10mm10mm。2.4 2.4 平臺柱和柱間支撐設(shè)計平臺柱和柱間支撐設(shè)計262022-3-12l01xyyxl01xyyxyxa )xxxxf )e )yg )yyyyb )yyyc )d )yyxxxxxyxxyyxx（1 1）按使用空間要求；）按使用空間要求；o （2 2）考慮標準化及建筑模數(shù)要求；）考慮標準化及建筑模數(shù)要求；o （3 3）考

20、慮綜合經(jīng)濟指標的）考慮綜合經(jīng)濟指標的合理合理272022-3-12600040001BA4000DC4000600060006000234柱間支撐600056 （1 1）柱間支撐設(shè)計的原則）柱間支撐設(shè)計的原則 用雙向柱間支撐抵抗水平力；（柱按軸壓設(shè)計）用雙向柱間支撐抵抗水平力；（柱按軸壓設(shè)計） 支撐布置在柱列中部以減小溫度效應；支撐布置在柱列中部以減小溫度效應； 支撐常按柔性交叉設(shè)計。支撐常按柔性交叉設(shè)計。 （2 2）平臺水平支撐設(shè)計原則）平臺水平支撐設(shè)計原則 平臺水平支撐一般為柔性交叉支撐；平臺水平支撐一般為柔性交叉支撐； 安裝時用水平支撐調(diào)節(jié)梁的相對位置；安裝時用水平支撐調(diào)節(jié)梁的相對位置；

21、 平臺平面內(nèi)剛度較弱時，支撐將平臺水平力傳至柱間平臺平面內(nèi)剛度較弱時，支撐將平臺水平力傳至柱間支撐支撐282022-3-12292022-3-1211/ 60/ 240 (1)/ 30(1)0.4(0.6)60bbbmibmFNorFNFNmNFn單列柱一道支撐：單列柱多道支撐：多列柱一道支撐： 一一 柱頭：實腹式柱頭：實腹式302022-3-12實腹柱柱端構(gòu)造集中墊板a )b )梁端加勁肋傳力路線：梁傳力路線：梁焊縫焊縫突緣突緣墊板墊板柱頂板柱頂板 焊縫焊縫 加勁肋加勁肋 焊焊縫縫 柱身柱身有時，當荷載較大有時，當荷載較大時，加勁肋高度時，加勁肋高度h h1 1將很將很大，顯然構(gòu)造不合理，大

22、，顯然構(gòu)造不合理，這時，可將腹板切開一這時，可將腹板切開一個缺口，將兩邊的加勁個缺口，將兩邊的加勁肋連為一體，這時，四肋連為一體，這時，四條焊縫就都只承受條焊縫就都只承受N N/4/4力并均勻受力并均勻受剪剪h1+2mmt+ 2 m mt + 2 m mwh1b1t圖 4 - 3 5 雙 懸 臂 加 勁 肋 格格構(gòu)構(gòu)式式柱頭柱頭312022-3-12傳力路線傳力路線：梁梁墊板墊板 柱頂板柱頂板加勁肋加勁肋 綴板綴板 柱肢柱肢綴板與加勁肋受力形式相同。加勁綴板與加勁肋受力形式相同。加勁肋的抗彎及抗剪強度應進行計算。肋的抗彎及抗剪強度應進行計算。墊圈填板突緣b/2N /2h1l110-20b墊板加勁肋柱頂板綴板2l23l綴板aN /2N /4柱頭構(gòu)造a)b)柱板