平台钢结构设计.ppt

第八章平台钢结构设计 学什么 难点和重点 主要内容一 结构布置及结构形式二 平台板的设计三 平台梁的设计四 平台柱网及柱间支撑五 轴压实腹柱设计六 格构柱设计七 柱头柱脚 重点和难点1合理的结构布置2平台结构中主要构件梁板柱的设计3梁板柱与其它相关构件的连接设计 一 结构布置及结构形式 1 平台钢结构的构成 传力路线和受力特点 1 构成 板 次梁 主梁 柱 支撑 2 传力路线 竖向荷载 板 次梁 主梁 柱 基础水平荷载 板 次梁 主梁 支撑 柱 基础 3 受力特点 竖向荷载为主要荷载 板有单向和双向之分 钢板常以变形控制 梁分次梁 主梁 可连续或单跨 柱两端常用铰接 为轴压杆 2 平台构件的形式 1 板 花纹钢板焊接连接 轻型预制钢铺板螺栓连接 压型钢板钢砼符合板抗剪销连接 2 平台构件的形式 2 梁 次梁一般用型钢 主梁一般用 工 型钢或焊接 H 型钢 支座方式有连续梁叠接合简支梁平接 与柱连接时一般为铰接 2 平台构件的形式 3 柱 实腹柱 格构柱 二 平台板的设计1形式轻型钢板 压型钢板与混凝土组合楼板 钢筋混凝土预制板2 计算单向简支板 四边简支双向板控制值 弯曲强度 挠度 三 平台梁的设计 梁的计算 1 截面选择 2 强度验算 3 刚度计算 4 梁的整体稳定 5 梁的局部稳定 6 梁的拼接 7 主次梁连接 8 主梁支座设计 1 截面选择 1 梁高估算h应满足三个条件 2 腹板厚度估算 3 翼缘尺寸确定 2 强度验算 1 正应力 单向弯曲 双向弯曲 式中相对于处的对x轴 y轴的净截面抗弯模量 塑性截面发展系数 对工型截面 对箱形截面 其他截面查规范 有疲劳荷载者 2 剪应力 式中 S 计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积距 V 剪力 腹板厚度I 毛面积惯性距 抗剪强度设计值 16 3 局部压应力 有集中荷载 无加劲肋 F 集中荷载 考虑动力系数 集中荷载增大系数 对重级工作制吊车梁 1 35 其他 1 0 a 50mm 梁顶支腹板计算高度之距离 轨道高度 对无轨梁 0 4 折算应力式中 腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力 剪应力和局部压应力 以拉应力为正 压应力为负 式中 梁净截面惯距 所计算点之中和轴距离 强度增大系数 当异号时 1 2 同号或 0时 1 1 3 刚度计算 全部荷载标准值产生的挠度的容许值 减去预拱值 可变荷载标准值产生的挠度的容许值 预拱值一般为恒载 活载下的挠度值 4 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 2 不符合上述条件时 则 在最大刚度平面内受弯时 应满足 梁的整体稳定系数 按规范定 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 5 梁的局部稳定提高梁局部稳定的措施 1 增加厚度 2 设置加劲肋 22 1 组合梁翼缘板的局部稳定应符合下列要求 工字型 箱形 2 组合梁腹板的局部稳定 23 2 组合梁腹板的局部稳定 加劲板的配置 当时 当时宜设构造加劲肋 当时 不设加劲肋 当时 应配横向加劲肋 并计算横向加劲肋间距和腹板局部稳定性 当时 应受压区配纵向加劲肋和横肋加劲肋 须满足 国外限制标准为300 抵抗弯距引起的压力 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 纵向加劲肋布置在腹板至高度处 受压区 横向加劲肋间距一般为至 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 加劲肋的构造和截面尺寸 加劲肋一般双面对称配置 横肋外伸宽度 厚度 在同时有横 纵向肋时 横肋截面对梁轴 z轴 应满足 纵肋截面对腹板中心 y轴 应满足 当时 当时 横肋内侧上 下段内斜角 宽 高 但不大于40X60 支承加劲肋应做整体稳定计算 其中A 加劲肋和两侧范围内的腹板面积 构件长度取h 支承加劲肋应作端面承压验算 支承加劲肋下伸自由高度不大于厚度的2倍 6 梁的拼接焊接拼接 对接焊 翼缘对接焊缝与腹板对接焊缝尽可能错开距离 腹板对接焊缝离开加劲板距离大于 焊缝设在内力较小处 焊缝强度不足时可用斜焊缝 上 下翼缘对接缝开V型坡口 便于俯焊 预留一段翼缘于腹板间的焊缝到工地焊 以减少焊接应力 拼接板焊接 翼缘拼接板及周边焊缝受力式中 梁翼缘板中心到梁中和轴的距离 翼缘板净截面积 腹板拼接板受全部剪力 腹板拼接板受弯距 2 高强螺拴拼接 拼接应用夹板 螺栓双剪 受力同拼接焊 7 主 次梁连接 1 叠接 设计不须验算 安装方便 可做连续次梁 占建筑空间高度大 33 7 主 次梁连接 2 平接 要验算 构造复杂 不能传递弯距 不占建筑空间 8 主梁支座设计 1 传递压力 主梁支座处有加劲肋 突缘 加紧肋要保证稳定性 要有足够的接触面传递钢 钢 钢 砼的压力 2 铰接支座转动或滚动要符合设计要求 3 要能够传递一定的侧向水平推力 4 要便于安装 四 平台柱网布置及平台结构支撑1 柱网布置原则 1 按使用空间要求 2 考虑标准化及建筑模数要求 3 考虑综合经济指标的合理 2 平台结构支撑 1 柱间支撑设计的原则 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 支撑常按柔性交叉设计 2 平台结构支撑 2 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 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 支撑将平台水平力传至柱间支撑 五 轴压实腹柱设计1 设计原则 1 选择回转半径箱对较大的对称截面 提高柱的整体稳定和刚度 2 两个主轴方向的计算长细比尽可能接近 提高经济性 3 便于连接 4 构造简便 制造省工 5 尽可能选用可直接采购的型材 如H型钢管及圆管 方管 2 设计步骤 1 选择截面类型 假定长细比 定截面规格 2 确定柱高 柱支座点位置 形式 3 计算 验算 150柱 吊车梁下支撑200 4 查表求 选较小者 5 验算整体稳定 6 由截面削弱试验算强度 7 验算局部稳定 工型腹板 翼缘 箱形 钢管 六 格构柱设计1 截面选择 1 单肢截面面积 假定长细比为70左右 2 单肢截面选定 按A取型钢 并使 3 考虑折算长细比修正 2 整体稳定验算 1 公式 式中按查表求得 2 对虚轴 去换算长细比查表取 对双肢组合件 缀板 缀条 对四肢组合件 缀板 缀条 式中 为单肢对1 1轴的长细比 缀件焊接取净距 螺栓连接取中距 构件截面中垂直于x轴的各缀条毛截面积之和 3 对单肢长细比的构造要求 单肢稳定 缀条柱 为中较大值 缀板柱 但当时 3 剪力计算最大剪力V 剪力由缀材面承担 单个缀材面上为V1 4 缀条验算 1 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 2 缀条稳定计算 考虑单面连接式强度折剪系数 3 计算缀条连接时 强度折剪系数0 85 受力取 4 横缀条受力 截面一般同斜缀条5 缀板计算 1 假定反弯点在各杆件之中点 2 缀板内力 剪力 弯距 3 构造要求 缀板厚度且 6mm 同一截面处缀板线刚度之和不得小于柱较大分肢线刚度的6倍 七 柱头柱脚1 柱头设计要求 1 满足各传力步骤的强度要求 2 应尽可能减小偏心 3 为施工留有调节余地 七 柱头柱脚2 柱头分类 1 顶接 用于单层结构 梁的支撑加劲肋对准柱的腹板 梁的支撑加劲肋对准柱的翼缘 有偏心 2 侧接 用于多层结构 柱连续 接于柱翼缘 接于柱腹板 3 柱脚的形式 1 直承式 柱脚端部铣平 压在底板上 焊接 2 靴梁式 柱与靴梁焊 靴梁再与底板焊 扩散压力 4 柱脚的设计要求 1 底板大小要满足基础砼的抗压强度及边缘构造要求 2 底板厚度要满足双