平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、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)？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

2、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。 yxa)xxxxf)e)yg)yyyyb)yyyc)d)yyxxxxxyxxyyxxl01xyyxl01xyyx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)算單向簡支板、四邊簡支雙向板控制值：彎曲強(qiáng)度、撓度三、平臺(tái)梁的設(shè)計(jì)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

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 maxhh由建筑高度決定0minmin5n flhhh1.3 24E由梁的剛度條件決定：2/53ssxsxhhh3Wh7 W30cm經(jīng)濟(jì)高度：或（2）腹板厚度估算 （3）翼緣尺寸確定 maxww v1.2Vth f按抗剪計(jì)算，按鋼板規(guī)格x1wwwW1At h ()h6近似公式2. 強(qiáng)度驗(yàn)算（1）正應(yīng)力 單向彎曲： 雙向彎曲： 式中 相對于 處的對x軸，y軸的凈截面抗彎模量。 ：塑性截面發(fā)展系數(shù)。對工型截面： 對箱形截面： ；其他截面查規(guī)范， 有疲勞荷

4、載者： xxnxMfW yxxnxynyMMfWW nxnyW ,WxyM ,Mxy,xy1.05,1.2 xy1.05 xy1.0 （2）剪應(yīng)力： 式中：S計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積距； V剪力 腹板厚度 I毛面積慣性距 抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值vwVSfIt wtvf16（3）局部壓應(yīng)力：（有集中荷載，無加勁肋） F集中荷載（考慮動(dòng)力系數(shù)） 集中荷載增大系數(shù)，對重級(jí)工作制吊車梁 =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， 對無軌梁 =0 cw zFft l zykla5h2hyhkhkhalz=a+5hyhy主梁lz=a+2.5hyaRtwhy（4

5、）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 222cc13f xcc和1nMyI nI1y1c與c113.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。TTQQww,wwTwQw4.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度 與寬度之比 不超過規(guī)

6、定時(shí)； 箱形梁高h(yuǎn)與腹板間隔寬度 之比 時(shí)， 且 ； 1l1b0b0h/b610yl /b95 235/fhb2tb1twtwtb0(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) 無論何種情況，均要求梁的支座處應(yīng)能防止截面扭轉(zhuǎn)。 xbxMfWbyxbxyyMMfWW5.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 y235b/t13f0yb23540tfyb23515tfah0h

7、twh2hh0atwh112a1a1a1hah2h012h123 (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。 0wyh23580tf0ywyh23523580160ftfc0 c0 ） 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 。0wyh235160tf0wyh235250tf00h

8、 h5 4000 .5 h 2 .0 h000 .5 h 2 .0 h00h h5 4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22ccrcrc,cr122ccr1cr1c,cr1122c22cr2cr2c,cr21 加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸 ）加勁肋一般雙面對稱配置 ）橫肋外伸寬度 ，厚度 ; ) 在同時(shí)有橫、縱向肋時(shí)； 橫肋截面對梁軸（z軸）應(yīng)滿足： 縱肋截面對腹板中心（y軸）應(yīng)滿足： (當(dāng) 時(shí)) （當(dāng) 時(shí)）0shb40mm30ssbt153z0 wI3h t3y0 wI1.5h

9、t0a/h0.8523y0 w00aaI(2.50.45)h thh0a/h0.85h0atsbs/3(40)bsytwbs/2(60)ybstw）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)件長度取h。NfAwy23515tfsb3sb2h0tw15tw15tw 15tw15twzz刨平頂緊刨平頂緊）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。15twtw2t刨平頂緊zzh0t6梁的拼接焊接拼接 對接焊 ）翼緣對接焊縫與腹板對接焊縫盡可能錯(cuò)開距離； ）腹板對接焊縫離開加勁板距

10、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、下翼緣對接縫開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。w10ta)4425005001553 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wwIMMI111n1IMyNM/2yAII翼緣1yn1A(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； 337. 主、次梁連接 (2)平接：要驗(yàn)算，構(gòu)造復(fù)雜，不

11、能傳遞彎距， 不占建筑空間。a)b)c)d)e)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)。600040001BA4000D

12、C4000600060006000234柱間支撐600056 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)五、軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)原則（1）選擇回轉(zhuǎn)半徑箱對較大的對稱截面，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)造簡便，制造省工；（5）盡可能選用可直接采購的型材，如H型鋼管及圓管、方管。yxa)xxxxf)e)yg)yyyyb)yyyc)d)yyxxxxxyxxyyxx2.設(shè)計(jì)步驟 （1

13、）選擇截面類型，假定長細(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 ；oyoxxyxyll,rr xy, xy, minminNfnNfA xxyy（7）驗(yàn)算局部穩(wěn)定 工型 腹板： 翼緣： 箱形 鋼管：0wyh235250.5tfyb235100.1tf00yhb23540ttf或yD235100tfxxyyhb2tb1twtwtb0六、 格構(gòu)柱設(shè)計(jì)1.截面選擇 （1）單肢截面面積： （假定長細(xì)比 為70左右）； （2）單肢截面選定：按A取型鋼，并使 （

14、3） ，（考慮折算長細(xì)比修正）。2.整體穩(wěn)定驗(yàn)算 （1）公式： ，（式中 按 查表求得）； NNA2f0.751.5f oyylr70oxlh30NfAxyyx（2）對虛軸，去換算長細(xì)比查表取 ； 對雙肢組合件 ）綴板： ）綴條： 對四肢組合件 ）綴板： ）綴條： 22oxx1 max 2oxx1xA27A max 22oxx1 max 2oxx1xA40A max 2oyy1yA40A 22oyy1 l01xyyxl01xyyx 式中： 為單肢對1-1軸的長細(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）對單肢長細(xì)比的構(gòu)造要求（單肢穩(wěn)定） 綴條柱：

15、為 中較大值， ； 綴板柱： ，但當(dāng) 時(shí)， 11xAmaxxy,1max0.7 11max40,0.5 max50125 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V1yfAfV852354.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)； 1tVNncostRtttNfA 1VRtRt0.60.0015 ()0.50.0025等邊角鋼（短邊連接的不等邊角鋼)0.7(長邊連接的不等邊角鋼）V1aNtV1V1aNtV1 (3) 計(jì)算綴條連接時(shí)，強(qiáng)度折剪系數(shù)0.

16、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。1V /ncos1V1aTVc1aMV2tc/40V /2V /2aV /2V /2Ta/2a/2Tc/2cV /2V /2七、七、 柱頭柱腳柱頭柱腳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、七、 柱頭柱腳柱頭柱腳2.柱頭分類 (1) 頂接（用于單層結(jié)構(gòu)） 梁的支撐加勁肋對準(zhǔn)柱的腹板 梁的支撐加勁肋對準(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