钢结构设计-钢平台85230.ppt

第二章平台设计 作业一 有一平台结构长44米 宽12米 高6米 在平台两端设置4 6米楼梯间 平台活载标准值为12kN m2 要求 1 柱 梁格 支撑布置 柱暂按H型钢布置 并画出平面 立面图2 铺板计算 板和肋 3 主梁 次梁 柱 包括柱脚 计算4 画出梁柱节点构造 梁梁节点构造 需计算的要计算 第二章平台设计 1 构成 板 次梁 主梁 柱 支撑 2 传力路线 1 平台钢结构的构成 传力线路和受力特点 2 1结构布置及结构形式 3 受力特点 a 竖向荷载为主要荷载 b 板有单向和双向之分 钢板常以变形控制 c 梁分次梁 主梁 可连续或单跨 d 柱两端常用铰接 为轴压杆 2 1结构布置及结构形式 2 柱间支撑形式 平台柱两端都为铰接时 必须设置柱间支撑 2 1结构布置及结构形式 3 平台结构设计步骤 1 结构体系布置1 梁 柱平布置a柱距选择 一般6 8米为经济柱距 但要结合功能要求 柱截面形式选择 根据平台高度选择实腹柱还是格构柱 b梁系选择 梁格布置体系选择 一级次梁间距均匀 间距1 5 2 5米 二级次梁 铺板加劲肋 考虑板格要求 一般0 6 1 0米 2 柱间支撑布置支撑类型 一般为交叉撑 需要通道时用人字撑或门形撑 支撑形式 使用交叉撑角度30 60度 若角度太大用复合撑 双层或多层 支撑位置 一般为中间支撑或两头均设置支撑 若平台较短也可在一端设置一道支撑 2 1结构布置及结构形式 1 初选构件截面 需注意宽肢薄壁和等截面原则 满足局部稳定要求 2 结构内力分析 M V N 3 构件验算 板 次梁 主梁 柱 支撑 对初选截面调整验算内容包括 强度 整体稳定 挠度 4 节点构造设计和计算包括 梁柱节点 梁梁节点 柱脚和基础 5 绘制施工图 2 1结构布置及结构形式 3 平台结构设计步骤 2 2平台铺板设计 1 铺板形式和构造1 板 板厚一般2 5 8mm 常用4 6mm 加劲肋钢板高度L 12 l 15 厚度大于其高度间断焊 每段长度大于15t a 花纹钢板焊接连接 b 轻型预制钢铺板螺栓连接 2 2平台铺板设计 c 压型钢板钢砼复合板抗剪销连接 2 2平台铺板设计 2 铺板计算 2 2平台铺板设计 1 四边简支板 2 铺板计算 2 2平台铺板设计 2 单向受弯板 3 铺板加劲肋计算 考虑两种荷载分布形式 梯形分布和均匀分布 2 2平台铺板设计 1 稳定计算不考虑 2 强度计算 3 剪应力计算 4 挠度计算 2 2平台铺板设计 3 铺板加劲肋计算 1 梁的连接形式 a 一般用型钢 但梁高大于300时 考虑用焊接H钢 主梁一般用 I H 型钢或焊接 H 型钢 b 支座方式有连续梁叠接或简支梁平接 与柱连接时一般为铰接 梁计算长度为柱轴线距离 2 截面选择 型钢梁 2 截面选择 焊接组合截面梁 A 梁高估算 h应满足三个条件 B 腹板厚度估算 C 翼缘尺寸确定 3 梁的计算 1 强度计算 D 折算应力 3 梁的计算 2 刚度计算 3 梁的整体稳定 符合下列情况之一时 可不计算梁的整体稳定性 上翼缘由连接牢固的铺板 能阻止其侧移时 梁受压翼缘的自由长度与宽度之比不超过规定时 箱形梁高h与腹板间隔宽度之比时 且 VT VT VQ VQ VT 全部荷载标准值产生的挠度 减去预拱值 的容许值 VQ 可变荷载标准值产生的挠度容许值 3 梁的计算 3 梁的整体稳定 2 不符合上述条件时 则 在最大刚度平面内受弯时 应满足 在两个主平面内受弯时 H形截面构件应满足 3 无论何种情况 均要求梁的支座处应能防止截面扭转 4 梁的局部稳定 3 梁的计算 纵向加劲肋布置在腹板高度处 受压区 横向加劲肋间距一般为 须满足 国外限制标准为300 抵抗弯曲引起压力 梁的支座处和上翼缘受较大固定集中力处 宜设支承加劲肋 当 应配纵向加劲肋和横肋 当时 应配横向加劲肋 并作抵抗剪力计算 B 组合梁腹板的局部稳定 a 加劲板的配置 当时 当时宜设构造加劲肋 时不设加劲肋 B 组合梁腹板的局部稳定 b 加劲肋的计算 分三种类型 仅配置横向加劲肋 同时配置横向和纵向加劲肋 受压翼缘和纵向加劲肋间的区格 同时配置横向和纵向加劲肋 受拉翼缘和纵向加劲肋间的区格 5 加劲肋的构造和截面尺寸 3 梁的计算 5 加劲肋的构造和截面尺寸 3 梁的计算 3 梁的计算 4 梁的拼接 1 焊接拼接 a 对接焊 4 梁的拼接 1 焊接拼接 b 拼接焊 翼缘拼接板及周边焊缝受力 腹板拼接板受全部剪力 腹板拼接板受弯矩 式中 梁翼缘板中心到梁中和轴的距离 翼缘板净截面积 4 梁的拼接 2 高强螺拴拼接 拼接应用夹板 螺栓双剪 受力同拼接焊 5 主 次梁连接 叠接 设计不需验算 安装方便 可做连续次梁 占建筑空间高度大 平接 要验算 构造复杂 不能传递弯矩 不占建筑空间 5 主 次梁连接 6 主梁的支座设计要求 传递压力 主梁支座处有加劲肋 突缘 加劲肋要保持稳定 要有足够的接触面传递钢 钢 钢 砼的压力 6 主梁的支座设计要求 传递压力 6 主梁的支座设计要求 传递压力 传递压力 铰接支座转动或滚动符合设计要求 要能够传递一定的侧向水平推力 并维持侧向稳定 要便于安装 6 主梁的支座设计要求 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 2 4平台柱设计2 4 1 截面设计1 按使用空间要求 考虑标准化及建筑模数要求 3 6 9 考虑综合经济指标的合理 大 小 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 四 平台柱网及柱间支撑 2 平台结构支撑 柱间支撑设计原则 用双向柱间支撑抵抗水平力 柱按轴压设计 支撑布置在柱列中部以减小温度效应 注意使用要求 支撑常按柔性交叉设计 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 四 平台柱网及柱间支撑 2 平台结构支撑 平台水平支撑设计原则 平台水平支撑一般为柔性交叉支撑 角钢 安装时用水平支撑调节梁的相对位置 当平台平面内刚度较弱时 平台支撑将平台水平力传至柱间支撑 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 五 轴压实腹柱设计1 设计原则 选择回转半径相对较大的对称截面 提高柱的整体稳定和刚度 使两个主轴方向的计算长细比尽可能接近 提高经济性 便于连接 构造简便 制造省工 尽可能选用可直接采购的型材 以H型钢及钢管 方管为好 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 五 轴压实腹柱设计 2 设计步骤 选择截面类型 截面面积由此定截面规格 确定柱高 柱支座点位置 形式 计算 验算 150柱 吊车梁下支撑 200支撑 查表求 选较小者 注意当时不一定 验算整体稳定 有截面削弱时验算强度 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 2 设计步骤 验算局部稳定 工型 腹板 翼缘 箱型或 钢管 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 六 格构柱设计 1 截面选择 单肢截面面积 假定长细比为70左右 2 整体稳定验算 公式 式中按查表求得 对虚轴 取换算长细比查表取 对双肢组合件 单肢截面选定 按A取型钢 并使 注意格构柱体及单肢的轴线变化 考虑折算长细比修正 a 缀板 b 缀条 对四肢组合件 a 缀板 b 缀条 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 对单肢长细比的构造要求 式中 为单肢对1 1轴的长细比 缀件焊接取净距 螺接取中距 构件截面中垂直于x轴的各缀条毛面积之和 缀条柱 为 中较大值 缀板柱 但当时 3 抗剪计算 剪力V沿构件全长不变 剪力由缀材面承担 轴压杆位于距柱端al处 0 a 1 的支撑力 当 a不能过分接近0 1 因规范 为了减小长细比 4 缀条验算 缀条内力 分配到一个缀面上的剪力 缀条与水平面的交角 单缀条 n 1 交叉缀条 n 2 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 缀条稳定计算 考虑单面连接时强度折减系数 当 1时取 1 当 20时 取 20 为缀条最大长细比 计算缀条连接时 强度折减系数0 85 受力取 横缀条受力 截面一般同斜缀条 5 缀板计算 假定反弯点在各杆件之中点 0 6 0 0015 等边角钢 0 5 0 0025 短边相连的不等边角钢 0 7 长边相连的不等边角钢 缀板内力 剪力 弯矩 构造要求 缀板厚度且 同一截面处缀板线刚度之和不得小于柱较大分肢线刚度6倍 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 七 柱头柱脚 1 柱头设计要求 2 柱头分类 顶接 用于单层结构 1 梁的支承加劲肋对准柱的腹板 P52 图2 48 侧接 用于多层结构 柱连续 满足各传力步骤的强度要求 1 侧接于柱翼缘 2 侧接于柱腹板 直承式 柱脚端部铣平 压在底板上 焊接 P53 图2 51 a 靴梁式 柱与靴梁焊 靴梁再与底板焊 扩散压力 P53 图2 51 b e 应尽可能减小偏心 为施工留有调节余地 2 梁的支承加劲肋对线柱的翼缘 有偏心 P52 图2 49 P52 图2 50 3 柱脚的形式 第二章平台钢结构设计 建筑钢结构设计 4 柱脚的设计要求 动桁架常见做法 底板大小