钢结构设计-钢平台.ppt

第二章平台设计,1,2,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,3,1）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：,4,3）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：,5,2、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：,6,3、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：,7,（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,8,2.2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/12l/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:,9,b)轻型预制钢铺板螺栓连接,2.2平台铺板设计,10,c)压型钢板钢砼复合板抗剪销连接,2.2平台铺板设计,11,2、铺板计算,2.2平台铺板设计,1）四边简支板：,12,2、铺板计算,2.2平台铺板设计,2）单向受弯板：,13,3、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,14,1)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,15,16,17,18,19,20,21,22,1、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。,23,2、截面选择型钢梁,24,2、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：,25,3、梁的计算：,1）强度计算：,D.折算应力：,26,3、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；,VTVT，VQVQ,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；,27,3、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。,28,4）梁的局部稳定：,3、梁的计算：,29,)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；,30,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,31,5）加劲肋的构造和截面尺寸：,3、梁的计算：,32,5）加劲肋的构造和截面尺寸：,3、梁的计算：,33,3、梁的计算：,34,4.梁的拼接：,1)焊接拼接：,a)对接焊,35,4.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；,36,4.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。,37,5.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；,38,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：,39,6.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；,40,6.主梁的支座设计要求传递压力,41,6.主梁的支座设计要求传递压力,42,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,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,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）,57,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。,58,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。,59,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。,60,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；,61,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：,62,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：,63,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11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（0a1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。,65,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248）,）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251（a）,）靴梁式：柱与靴梁焊、靴梁再与底板焊，扩散压力（P53.图251（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249）,（P52.图250）,3、柱脚的形式：,66,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：,）底板大小要满足基