第七章平台钢结构设计PPT课件.ppt

建筑钢结构设计 教学内容1平台结构设计2轻型门式刚架设计3重型工业厂房设计 1 第7章平台钢结构设计 本章教学目标1掌握平台钢结构的布置原则2掌握平台铺板设计3掌握平台梁设计及有关构造4掌握平台柱设计及有关构造5掌握平台柱脚设计 2 一 平台结构的组成与分类平台结构 由板 主次梁 柱 支撑系统和次要构件 栏杆 楼梯等 组成 形成一个空间不变体系 二 用途操作平台 检修平台 走道平台等主要用于工业建筑 第7 1节平台钢结构布置 3 4 上海东卫消防钢结构平台 5 上海奉贤电厂钢结构平台 6 上海贝莎时装钢结构平台 7 8 三 平台结构布置1 满足工艺要求2 传力明确 直接合理3 经济4 梁格布置 第7 1节平台钢结构布置 单向梁格 双向梁格 复式梁格 9 7 2 1平台铺板的类型和构造按工艺要求 固定式和可拆御式按构造要求 轻型钢铺板 钢筋混凝土板和组合楼板 第7 2节平台铺板设计 10 第7 2节平台铺板设计 11 现浇混凝土楼盖板配筋 框架柱 抗剪栓钉 楼板双向钢筋 12 现浇混凝土楼盖与钢梁的连接 13 现浇混凝土楼盖板支模 充分利用钢梁的下翼缘替代支撑模板分布梁的脚手架 14 现浇混凝土楼盖 15 现浇混凝土楼板后浇带 16 现浇混凝土楼板后浇带 17 应用在组合楼板的镀锌压型钢板 18 压型钢板与抗剪栓钉的连接 抗剪栓钉 压型钢板 19 带有抗剪栓钉的钢构件 20 抗剪栓钉 21 分布钢筋 抗剪栓钉 22 23 7 2 1平台铺板的类型和构造主要针对轻型钢铺板进行设计轻型钢铺板 有肋铺板和无肋铺板铺板加劲肋间距大于二倍铺板跨距或加劲肋不够 或仅仅按构造设置加劲肋时 可按无肋铺板进行设计 第7 2节平台铺板设计 24 25 上海东卫消防钢结构平台 26 7 2 1平台铺板的类型和构造有肋铺板加劲肋类型扁钢 高度取1 12 1 15跨度 且不小于 mm 厚度不小于 mm 角钢 等肢角钢L45x4 不等肢角钢L56x36x4 C型钢 第7 2节平台铺板设计 27 第7 2节平台铺板设计 7 2 1平台铺板的类型和构造C型钢 28 7 2 2平台铺板计算通常铺板被梁和加劲肋分成矩形区格 铺板按区格计算 第7 2节平台铺板设计 次梁 加紧肋 29 上海东卫消防钢结构平台 30 7 2 2平台铺板计算 第7 2节平台铺板设计 1 四边简支板 31 7 2 2平台铺板计算 第7 2节平台铺板设计 2 单向受弯板 32 7 2 3铺板加劲肋计算 第7 2节平台铺板设计 q q 33 7 2 3铺板加劲肋计算 第7 2节平台铺板设计 图 加紧肋的计算截面 34 7 2 3铺板加劲肋计算 第7 2节平台铺板设计 强度 刚度 35 第7 2节平台铺板设计 例题2 1 设一平台结构 平台布置如图所示 平台的均布活荷载标准值 qk 10KN mm2 Q235 A 铺板采用花纹钢板 设计并计算平台铺板 图 平台结构计算例题 36 钢结构平台肋间距选择 单向板 37 第7 2节平台铺板设计 图 平台结构计算例题 38 第7 2节平台铺板设计 图 平台结构计算例题 39 上海东卫消防钢结构平台 40 第7 2节平台铺板设计 1 平板计算 41 第7 2节平台铺板设计 加紧肋计算 1 加紧肋设计 选用 80X6 Q235 2 荷载计算 42 第7 2节平台铺板设计 43 第7 2节平台铺板设计 加紧肋计算 3 内力计算 44 第7 2节平台铺板设计 加紧肋计算 4 截面特性 5 验算 45 第7 2节平台铺板设计 作业题 a 600mm b 1 2m t 6mm 活荷载的标准值qk 2KN mm2 Q235 A 加紧肋L45x4 验算铺板强度和刚度 46 第7 2节平台铺板设计 作业题 a 600mm b 1 2m t 6mm 活荷载的标准值qk 2KN mm2 Q235 A 加紧肋L45x4 验算铺板强度和刚度 1 平板计算 47 第7 2节平台铺板设计 作业题 a 600mm b 1 2m t 6mm 活荷载的标准值qk 2KN mm2 Q235 A 加紧肋L45x4 验算铺板强度和刚度 1 平板计算 48 第7 2节平台铺板设计 例题 a 600mm b 1 2m t 6mm 活荷载的标准值qk 2KN mm2 Q235 A 加紧肋L45x4 验算铺板强度和刚度 加紧肋计算 49 第7 2节平台铺板设计 加紧肋计算 50 7 3 1平台梁设计要点 1 平台梁应优先选用型钢截面 以减少成本 2 当没有合适尺寸或供货困难时可采用组合截面 3 设计主次梁连接时 次梁与主梁常做成铰接 主梁与柱做成刚接或铰接 4 认真确定梁的计算跨度 第7 3节平台梁设计 51 52 北京中关村金融中心安装现场 53 北京中关村金融中心安装现场 54 1 梁的内力求解 设计荷载下的最大Mmax及Vmax 不含自重 第7 3节平台梁设计 7 3 2 1 型钢梁设计步骤总结 55 2 根据Mmax按下式求出需要的Wnx 查型钢表试选截面 3 弯曲正应力验算 求设计荷载及其自重作用下的Mmax和Vmax 第7 3节平台梁设计 7 3 2 1 型钢梁设计步骤总结 56 4 最大剪力验算 5 整体稳定验算 对平台来说 若有刚性铺板 整体稳定自动满足 不必计算 6 刚度验算 7 3 2 1 型钢梁设计步骤总结 第7 3节平台梁设计 57 第7 3节平台梁设计 例题2 3 设一平台结构 平台布置如图所示 平台的均布活荷载标准值 qk 10KN mm2 Q235 A 铺板采用花纹钢板 设计次梁截面 图 平台结构计算例题 58 第7 3节平台梁设计 图 平台结构计算例题 59 60 第7 3节平台梁设计 查型钢表试选I28a 1 初选截面 61 第7 3节平台梁设计 2 截面验算 62 第7 3节平台梁设计 2 截面验算 63 1 截面高度容许最大高度hmax容许最小高度hmin经济高度he hmin h hmax h he 焊接梁截面 一 确定截面尺寸 第7 3节平台梁设计 7 3 2 2 焊接组合梁设计步骤总结 64 均布荷载作用下简支梁的最小高度hmin 7 3 2 2 焊接组合梁设计步骤总结 第7 3节平台梁设计 65 2 腹板高度hw腹板高度hw比h略小 3 腹板厚度tw抗剪 可取1 2 1 5 局部稳定 焊接梁截面 tw 8 22mm 第7 3节平台梁设计 66 4 翼缘尺寸b和t所需截面模量为 初选时取h h1 hw 考虑局部稳定 通常取b 25t且大于180mm 且h 2 5 b h 6 焊接梁截面 第7 3节平台梁设计 67 二 截面验算 验算时要包含自重产生的效应强度弯曲正应力 单向弯曲时 双向弯曲时 第7 3节平台梁设计 68 剪应力 局部压应力 折算应力 第7 3节平台梁设计 69 稳定整体稳定 一般通过构造措施解决 局部稳定 翼缘 腹板 刚度 第7 3节平台梁设计 二 截面验算 70 工作平台布置示例 71 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计 焊接组合梁局部失稳 第7 3节平台梁设计 72 当采用塑性设计时 1 翼缘不发生局部失稳条件 当采用弹性设计时 箱型梁翼缘板 b1 b0 t t 73 腹板的高厚比限值 加紧肋布置见教材 短加劲肋 横向加劲肋 纵向加劲肋 2 腹板的局部稳定 第7 3节平台梁设计 提高梁腹板局部稳定可采取以下措施 加大腹板厚度 不经济 设置加劲肋 经济有效 74 75 柱间支撑 76 77 吊车梁 78 24米跨吊车梁 79 柱间支撑 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 图梁腹板的失稳 a 弯曲正应力单独作用下 b 剪应力单独作用下 c 局部压应力单独作用下 横向加劲肋 防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳 纵向加劲肋 防止由弯曲压应力引起的腹板失稳 通常布置在受压区 短加劲肋 防止局部压应力引起的失稳 布置在受压区 同时设有横向和纵向加劲肋时 断纵不断横 105 1 仅用横向加劲肋加强的腹板 同时受正应力 剪应力和边缘压应力作用 稳定条件 腹板边缘的弯曲压应力 由区格内的平均弯矩计算 腹板平均剪应力 V hwtw 临界应力 腹板局部稳定计算 图设置横向加劲肋 图应力形式 106 腹板受压区高度 其他情况时 c h 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 b cr b b cr b cr b cr y b cr f f f 1 1 25 1 85 0 75 0 1 25 1 85 0 85 0 2 l s l l s l s l s l s f 图应力形式 107 1 1 2 1 8 0 59 0 1 2 1 8 0 8 0 2 s v cr s v s cr s v cr s cr vy s cr f f f f l t l l t l t l t l t 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 图5 22应力形式 108 图应力形式 1 1 2 1 9 0 79 0 1 2 1 9 0 9 0 2 c cr c c c cr c c cr c cr c y c cr c f f f f l s l l s l s l s l s 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 c 109 2 同时用横向和纵向加劲肋加强的腹板 1 I区格 高为h1 h1 h2 图设置横向和纵向加劲肋 图应力形式 110 腹板区格I的高度 其他情况时 1 h 图应力形式 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 b1 cr1 b1 b1 cr1 b1 cr1 b1 cr1 y b1 cr1 f f f 1 1 25 1 85 0 75 0 1 25 1 85 0 85 0 2 l s l l s l s l s l s f 111 图应力形式 1 1 2 1 8 0 59 0 1 2 1 8 0 8 0 2 s1 v cr1 s1 v s1 cr1 s1 v cr1 s1 cr1 vy s1 cr1 f f f f l t l l t l t l t l t 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 112 腹板区格I的高度 其他情况时 1 h 图应力形式 1 1 25 1 85 0 75 0 1 25 1 0 85 0 85 2 c1 cr1 c c1 c1 c cr1 c1 c cr1 cr1 c y c1 cr1 c f f f f l s l l s l s l s l s 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 c1 113 纵向加劲肋边缘的弯曲压应力 纵向加劲肋边缘的局部压应力 0 3 c2 腹板平均剪应力 2 II区格 高为h2 2 c c2 图设置横向和纵向加劲肋 图应力形式 114 腹板区格II的高度 2 h 图应力形式 1 1 25 1 85 0 75 0 1 25 1 0 85 0 85 2 b2 cr2 b2 b2 cr2 b2 cr2 cr2 y b2 cr2 f f f f l s l l s l s l s l s 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 b2 115 图应力形式 1 1 2 1 8 0 59 0 1 2 1 8 0 8 0 2 s2 v cr2 s2 v s2 cr2 s1 v cr2 s2 cr2 vy s2 cr2 f f f f l t l l t l t l t l t 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 116 235 5 9 18 28 2 5 1 2 0 2 y w c2 f h a t h h a l 时 当 235 83 1 4 13 9 10 28 5 1 5 0 3 2 2 2 y w c2 f h a t h h a l 时 当 图应力形式 1 1 2 1 0 9 79 0 1 2 1 9 0 9 0 2 c cr2 c c2 c cr2 c c2 cr2 c cr2 c y c2 cr2 c f f f f l s l l s l s l s l s 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 c2 117 3 在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格 腹板边缘的弯曲压应力 由区格内的平均弯矩计算 腹板平均剪应力 V hwtw 区格 肋之间设有短加劲肋的 在受压翼缘与纵向加劲 1 图设置横向 纵向加劲肋以及短加劲肋 118 腹板区格I的高度 其他情况时 1 h 图设置横向 纵向加劲肋以及短加劲肋 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 b1 cr1 b1 b1 cr1 b1 cr1 b1 cr1 y b1 cr1 f f f 1 1 25 1 85 0 75 0 1 25 1 85 0 85 0 2 l s l l s l s l s l s f 119 图设置横向 纵向加劲肋以及短加劲肋 1 1 2 1 8 0 59 0 1 2 1 8 0 8 0 2 s1 v cr1 s1 v s1 cr1 s1 v cr1 s1 cr1 vy s1 cr1 f f f f l t l l t l t l t l t 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 120 235 5 0 4 0 73 235 5 0 4 0 87 2 1 235 73 235 87 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 y w c y w c y w c y w c f h a t a f h a t a h a f t a f t a h a l l l l 其他情况时 全约束时 当受压翼缘扭转受到完 的区格 对 其他情况时 全约束时 当受压翼缘扭转受到完 的区格 对 1 1 25 1 85 0 75 0 1 25 1 0 85 0 85 2 c1 cr1 c c1 c1 c cr1 c1 c cr1 cr1 c y c1 cr1 c f f f f l s l l s l s l s l s 时 当 时 当 时 当 作为参数 的表达式 以 c1 121 计算时 先布置加劲肋 再计算各区格的平均