平台钢结构设计n课件

1、2 平台钢结构设计学什么？难点和重点？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2.1概述2.1.1 平台钢结构应用应用：工业厂房中的设备支承平台、走道平台、检修平台、操作平台等。民用建筑中的楼层和立体车库等。分类：室内平台、室外平台、承受静力荷载和承受动力荷载平台以及生产辅助平台和重、中、轻型操作平台等。权重：约占厂房全部结构用钢量的30。 设计考虑：工艺生产的要求，平台布置、选材、制造安装等方面注意结构的合理性。2.1.2 平台钢结构类型根据使用荷载不同分类：一般平台(即轻型平台)：使用荷载2kNm左右; 如人行走道、单轨吊车检

2、修等的通行平台普通操作平台：使用荷载4.08.0kNm 如检修平台、有小型设备及少量堆料的操作平台、施工平台等；重型操作平台：使用荷载为10.0kNm以上或有行车及振动荷载的平台。 如炉顶平台、炼钢车间操作平台、铸锭平台、轧钢车间均热炉平台及电炉操作平台2.1.3 平台钢结构布置一 、结构布置要求：1.满足使用功能和生产工艺操作的的净空要求。一般通行平台净空高度不小于1.9m，宽度不应小于0.7m，局部最小宽度不得小于0.4 m。2.考虑平台上较大固定设备的位置以及大直径管道等的吊挂位置，尽量将这些荷载直接作用平台粱、柱上.3.轻型平台利用厂房结构及其他承重结构的条件，将平台的梁、板支承在厂房

3、柱及大型设备或其他结构上。4.较大动力荷载或有重型设备、重储物的平台，宜与厂房柱脱开，直接支承于独立柱上。5。重型平台一侧支承于厂房柱或建筑物墙体，另一侧设独立柱。应加设柱间支撑。二 梁格布置充分利用铺板的允许跨距合理布置梁格简式梁格：只有主梁，适用于梁跨度较小的情况；普通式梁格：有次梁和主梁，次粱支承于主梁上；复式梁格：除主梁和纵向次粱外，还有支承于纵向次梁上的横向次梁。三、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

4、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. 2 平台铺板设计一、 平台铺板构造类型轻型钢铺板：有花纹钢板、带肋钢板和冲泡钢板等。混凝土预制板：使用比较方便，梁的间距可较大压型钢板与钢筋混凝土组合楼板：钢板单受力、混凝土单受力、共同受力二、平台板计算单向简支板、四边简支双向板控制值：弯曲强度、挠度梁的计算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2.4 平台梁的设计钢平台梁一般宜设计成截面不变的热轧普通工字钢或槽钢.钢平台梁的挠度不应大于下列数值：设有重轨道的梁l/600没有轨道的

5、主梁l/400没有轨道的其它梁l/250平台梁设计一般可不考虑塑性变形一、截面选择 原则：强度、稳定、刚度、经济性等要求1、截面高度（1）容许最大高度hmax净空要求；（2）容许最小高度hmin 由刚度条件确定，以简支梁为例,取荷载标准值qk：（3）梁的经济高度he 经验公式：2、腹板高度hw 因翼缘厚度较小，可取hw比h稍小，满足50的模数。3、腹板厚度tw 由抗剪强度确定： 一般按上式求出的tw较小，可按经验公式计算： 构造要求：4、初选翼缘宽度bf： ：综上所述，梁的高度应满足：一般bf以10mm为模数，t以2mm为模数,且不小于8mm。bfhwh1httwxx二、截面验算 截面确定后，

6、求得截面几何参数Ix Wx Iy Wy 等。1、强度验算：抗弯强度、抗剪强度、局压强度、折 算应力；2、整体稳定验算；3、局部稳定验算，对于腹板一般通过加劲肋来保证4、刚度验算；5、动荷载作用，必要时尚应进行疲劳验算。三、组合梁截面沿长度的改变 一般来讲，截面M沿L改变，为节约钢材，将M较小区段的梁截面减小，截面的改变有两种方式：1、改变翼缘板截面（1）单层翼缘板，一般改变bf，而t不变，做法如图：bfbf12.5（a）（b）ll/6l/6M1M1M （2）多层翼缘板，可采用切断外层翼缘板的方法，断 点计算确定，做法如图： 为了保证，断点处能正常工作，实际断点外伸长度l1应满足：lM1M1l1

7、l1 1）端部有正面角焊缝时： 当hf 0.75t1时： l1 b1当hf 0.75t1时： l1 1.5b1 2）端部无正面角焊缝时：l1 2b1 b1 、t1-外层翼缘板的宽度和厚度；hf -焊脚尺寸。lM1M1l1l12、改变梁高 具体做法如图：hh/2hh/2抵紧焊接l/6 l/5四、焊接组合梁翼缘焊缝计算单位长度上的焊缝剪力腹板剪力V1：将腹板剪力V1代入下式 当有集中力作用而又未设加劲肋时，应进行折算应力计算：五 梁的拼接、连接和支座一、梁的拼接1、型钢梁的拼接：2、组合梁的拼接：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10t

8、w ； ）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。组合梁的拼接：10tw50050012344551245345拼接处对接焊缝不能与基本 金属等强时,受拉翼缘焊缝 应计算确定；翼缘拼接板的内力应按下式 计算: N1=Afnf Afn-被拼接翼缘板净截面面积。腹板拼接板及其连接承担的内力为： 1）拼接截面处的全部剪力v； 2）按刚度分配到腹板上的弯矩Mw： 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)

9、 高强螺拴拼接 拼接应用夹板，螺栓双剪； 受力同拼接焊。二、 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； 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。三、梁的支座 (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。支于砌体或混凝土上的支座有三种形式：R平板支座铰轴式支座b弧形支座r 为了防止弧形支座的弧形垫块和滚轴支座的滚轴被劈裂，其圆弧面与钢板接触面的承压

10、力，应满足：br 铰轴式支座的圆柱形枢轴，当接触面中心角90o时，其承压应力应满足：2.3 钢结构平台柱与平台支撑一、 钢平台柱 1. 一般宜设计成等截面柱： 实腹柱、格构柱 2 .一般按轴心受压构件设计。柱的长细比不宜大于150 3 .柱上下两端一般设计为铰接，对于承受较大荷载的柱，应设计成上端为铰接，下端为刚接。 4.柱脚底板厚度按柱基础对底板的反压力所产生的弯矩计算定，但不得小于柱肢的最小厚度及10mm。二、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、6、9； （3）考虑综合经济指标的合理三.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；

11、（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； 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 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

12、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

13、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

14、 （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。 六、柱头、柱脚节点构造（一）柱头1实腹式柱头传力路线：梁焊缝突缘垫板柱顶板 焊缝 加劲肋 焊缝 柱身有时，当荷载较大时，加劲肋高度h1将很大，显然构造不合理，这时，可将腹板切开一个缺口，将两边的加劲肋连为一体，这时，四条焊缝就都只承受N/4力并均匀受剪，但要求h160hf（侧焊缝最大焊缝长度）双悬臂加劲肋2格构式柱头传力路线：梁垫板 柱顶板 加劲肋 缀板 柱肢缀板与加劲肋受力形式相同。加劲肋的抗弯及抗剪强度应进行计算。3简单实腹式柱端构造 这两种构造非常简单传力简捷，但不明确，只有在荷载不太大的时候采用，无论哪一种都应当考虑其中一边无活荷作用时偏心荷载的作用。4侧面和梁连接的柱头 按V =1.25N计算承托焊缝（二）柱脚 通常为铰接。 传力路线：柱肢靴梁底板混凝土基础通常柱肢制作稍短一些，其与底板用构造焊缝相连，不计受力。计算自下而上，即从底板开始，