平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n課件

1、2 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)什么？難點(diǎn)和重點(diǎn)？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)2.1概述2.1.1 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用應(yīng)用：工業(yè)廠房中的設(shè)備支承平臺(tái)、走道平臺(tái)、檢修平臺(tái)、操作平臺(tái)等。民用建筑中的樓層和立體車庫等。分類：室內(nèi)平臺(tái)、室外平臺(tái)、承受靜力荷載和承受動(dòng)力荷載平臺(tái)以及生產(chǎn)輔助平臺(tái)和重、中、輕型操作平臺(tái)等。權(quán)重：約占廠房全部結(jié)構(gòu)用鋼量的30。 設(shè)計(jì)考慮：工藝生產(chǎn)的要求，平臺(tái)布置、選材、制造安裝等方面注意結(jié)構(gòu)的合理性。2.1.2 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)類型根據(jù)使用荷載不同分類：一般平臺(tái)(即輕型平臺(tái))：使用荷載2kNm左右; 如人行走道、單軌吊車檢

2、修等的通行平臺(tái)普通操作平臺(tái)：使用荷載4.08.0kNm 如檢修平臺(tái)、有小型設(shè)備及少量堆料的操作平臺(tái)、施工平臺(tái)等；重型操作平臺(tái)：使用荷載為10.0kNm以上或有行車及振動(dòng)荷載的平臺(tái)。 如爐頂平臺(tái)、煉鋼車間操作平臺(tái)、鑄錠平臺(tái)、軋鋼車間均熱爐平臺(tái)及電爐操作平臺(tái)2.1.3 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)布置一 、結(jié)構(gòu)布置要求：1.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(tái)凈空高度不小于1.9m，寬度不應(yīng)小于0.7m，局部最小寬度不得小于0.4 m。2.考慮平臺(tái)上較大固定設(shè)備的位置以及大直徑管道等的吊掛位置，盡量將這些荷載直接作用平臺(tái)粱、柱上.3.輕型平臺(tái)利用廠房結(jié)構(gòu)及其他承重結(jié)構(gòu)的條件，將平臺(tái)的梁、板支承在廠房

3、柱及大型設(shè)備或其他結(jié)構(gòu)上。4.較大動(dòng)力荷載或有重型設(shè)備、重儲(chǔ)物的平臺(tái)，宜與廠房柱脫開，直接支承于獨(dú)立柱上。5。重型平臺(tái)一側(cè)支承于廠房柱或建筑物墻體，另一側(cè)設(shè)獨(dú)立柱。應(yīng)加設(shè)柱間支撐。二 梁格布置充分利用鋪板的允許跨距合理布置梁格簡式梁格：只有主梁，適用于梁跨度較小的情況；普通式梁格：有次梁和主梁，次粱支承于主梁上；復(fù)式梁格：除主梁和縱向次粱外，還有支承于縱向次梁上的橫向次梁。三、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

4、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. 2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì)一、 平臺(tái)鋪板構(gòu)造類型輕型鋼鋪板：有花紋鋼板、帶肋鋼板和沖泡鋼板等?；炷令A(yù)制板：使用比較方便，梁的間距可較大壓型鋼板與鋼筋混凝土組合樓板：鋼板單受力、混凝土單受力、共同受力二、平臺(tái)板計(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)2.4 平臺(tái)梁的設(shè)計(jì)鋼平臺(tái)梁一般宜設(shè)計(jì)成截面不變的熱軋普通工字鋼或槽鋼.鋼平臺(tái)梁的撓度不應(yīng)大于下列數(shù)值：設(shè)有重軌道的梁l/600沒有軌道的

5、主梁l/400沒有軌道的其它梁l/250平臺(tái)梁設(shè)計(jì)一般可不考慮塑性變形一、截面選擇 原則：強(qiáng)度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟(jì)性等要求1、截面高度（1）容許最大高度hmax凈空要求；（2）容許最小高度hmin 由剛度條件確定，以簡支梁為例,取荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk：（3）梁的經(jīng)濟(jì)高度he 經(jīng)驗(yàn)公式：2、腹板高度hw 因翼緣厚度較小，可取hw比h稍小，滿足50的模數(shù)。3、腹板厚度tw 由抗剪強(qiáng)度確定： 一般按上式求出的tw較小，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 構(gòu)造要求：4、初選翼緣寬度bf： ：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：一般bf以10mm為模數(shù)，t以2mm為模數(shù),且不小于8mm。bfhwh1httwxx二、截面驗(yàn)算 截面確定后，

6、求得截面幾何參數(shù)Ix Wx Iy Wy 等。1、強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局壓強(qiáng)度、折 算應(yīng)力；2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算；3、局部穩(wěn)定驗(yàn)算，對(duì)于腹板一般通過加勁肋來保證4、剛度驗(yàn)算；5、動(dòng)荷載作用，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。三、組合梁截面沿長度的改變 一般來講，截面M沿L改變，為節(jié)約鋼材，將M較小區(qū)段的梁截面減小，截面的改變有兩種方式：1、改變翼緣板截面（1）單層翼緣板，一般改變bf，而t不變，做法如圖：bfbf12.5（a）（b）ll/6l/6M1M1M （2）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷 點(diǎn)計(jì)算確定，做法如圖： 為了保證，斷點(diǎn)處能正常工作，實(shí)際斷點(diǎn)外伸長度l1應(yīng)滿足：lM1M1l1

7、l1 1）端部有正面角焊縫時(shí)： 當(dāng)hf 0.75t1時(shí)： l1 b1當(dāng)hf 0.75t1時(shí)： l1 1.5b1 2）端部無正面角焊縫時(shí)：l1 2b1 b1 、t1-外層翼緣板的寬度和厚度；hf -焊腳尺寸。lM1M1l1l12、改變梁高 具體做法如圖：hh/2hh/2抵緊焊接l/6 l/5四、焊接組合梁翼緣焊縫計(jì)算單位長度上的焊縫剪力腹板剪力V1：將腹板剪力V1代入下式 當(dāng)有集中力作用而又未設(shè)加勁肋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行折算應(yīng)力計(jì)算：五 梁的拼接、連接和支座一、梁的拼接1、型鋼梁的拼接：2、組合梁的拼接：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)開距離； ）腹板對(duì)接焊縫離開加勁板距離大于10t

8、w ； ）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。組合梁的拼接：10tw50050012344551245345拼接處對(duì)接焊縫不能與基本 金屬等強(qiáng)時(shí),受拉翼緣焊縫 應(yīng)計(jì)算確定；翼緣拼接板的內(nèi)力應(yīng)按下式 計(jì)算: N1=Afnf Afn-被拼接翼緣板凈截面面積。腹板拼接板及其連接承擔(dān)的內(nèi)力為： 1）拼接截面處的全部剪力v； 2）按剛度分配到腹板上的彎矩Mw： 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)

9、 高強(qiáng)螺拴拼接 拼接應(yīng)用夾板，螺栓雙剪； 受力同拼接焊。二、 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； 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。三、梁的支座 (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。支于砌體或混凝土上的支座有三種形式：R平板支座鉸軸式支座b弧形支座r 為了防止弧形支座的弧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承壓

10、力，應(yīng)滿足：br 鉸軸式支座的圓柱形樞軸，當(dāng)接觸面中心角90o時(shí)，其承壓應(yīng)力應(yīng)滿足：2.3 鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)柱與平臺(tái)支撐一、 鋼平臺(tái)柱 1. 一般宜設(shè)計(jì)成等截面柱： 實(shí)腹柱、格構(gòu)柱 2 .一般按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。柱的長細(xì)比不宜大于150 3 .柱上下兩端一般設(shè)計(jì)為鉸接，對(duì)于承受較大荷載的柱，應(yīng)設(shè)計(jì)成上端為鉸接，下端為剛接。 4.柱腳底板厚度按柱基礎(chǔ)對(duì)底板的反壓力所產(chǎn)生的彎矩計(jì)算定，但不得小于柱肢的最小厚度及10mm。二、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、6、9； （3）考慮綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理三.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；

11、（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)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； 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 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)算長細(xì)比盡可能接近，提高經(jīng)濟(jì)性；便于連接； 構(gòu)造簡便，制造省工； 盡可能選用可直接采購的型材，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)

12、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) ，（考慮折算長細(xì)比修正）。a)綴板： b)綴條： ）對(duì)四肢

13、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)單肢長細(xì)比的構(gòu)造要求：式中： 為單肢對(duì)11軸的長細(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)件全長不變： ，剪力由綴材面承擔(dān)； 軸壓桿位于距柱端al處（0a1時(shí)取 1，當(dāng) 20時(shí)，取 20，為綴條最大長細(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

14、 （短邊相連的不等邊角鋼） 0.7（長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。 六、柱頭、柱腳節(jié)點(diǎn)構(gòu)造（一）柱頭1實(shí)腹式柱頭傳力路線：梁焊縫突緣墊板柱頂板 焊縫 加勁肋 焊縫 柱身有時(shí)，當(dāng)荷載較大時(shí)，加勁肋高度h1將很大，顯然構(gòu)造不合理，這時(shí)，可將腹板切開一個(gè)缺口，將兩邊的加勁肋連為一體，這時(shí)，四條焊縫就都只承受N/4力并均勻受剪，但要求h160hf（側(cè)焊縫最大焊縫長度）雙懸臂加勁肋2格構(gòu)式柱頭傳力路線：梁墊板 柱頂板 加勁肋 綴板 柱肢綴板與加勁肋受力形式相同。加勁肋的抗彎及抗剪強(qiáng)度應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。3簡單實(shí)腹式柱端構(gòu)造 這兩種構(gòu)造非常簡單傳力簡捷，但不明確，只有在荷載不太大的時(shí)候采用，無論哪一種都應(yīng)當(dāng)考慮其中一邊無活荷作用時(shí)偏心荷載的作用。4側(cè)面和梁連接的柱頭 按V =1.25N計(jì)算承托焊縫（二）柱腳 通常為鉸接。 傳力路線：柱肢靴梁底板混凝土基礎(chǔ)通常柱肢制作稍短一些，其與底板用構(gòu)造焊縫相連，不計(jì)受力。計(jì)算自下而上，即從底板開始，