华科建筑钢结构第二章平台钢结构设计

第二章平平台钢钢结构设设计本章重点点和难点1合理的结结构布置置2平台结构构中主要要构件梁梁、板、、柱的设设计3梁、板、、柱与其其它相关关构件的的连接设计第二章平平台钢钢结构设设计2022/10/24第二章章平平台钢钢结构构22.1概述2.1.1平平台钢钢结构构应用用应用：：工业厂厂房中中的设设备支支承平平台、、走道道平台台、检检修平平台、、操作作平台台等。。民用用建筑筑中的的楼层层和立立体车车库等等。分类：：室内平台、、室外外平台台、承承受静静力荷荷载和和承受受动力力荷载载平台台以及及生产产辅助助平台台和重重、中中、轻轻型操操作平平台等等。权重：：约占厂厂房全全部结结构用用钢量量的30％。设计考考虑：：工艺生生产的的要求求，平平台布布置、、选材材、制制造安安装等等方面面注意意结构构的合合理性性。第二章章平平台钢钢结构构设计计2022/10/24第二章章平平台钢钢结构构3第二章章平平台钢钢结构构设计2.1.2平平台钢钢结构构类型根据使使用荷荷载不不同分分类：：一般平平台(即轻轻型平平台)：使用荷荷载2kN／m²左右;如人行走道道、单轨吊吊车检修等等的通行平平台普通操作平平台：使用荷载4.0～8.0kN／m²如检修平台台、有小型型设备及少少量堆料的的操作平台台、施工平平台等；重型操作平平台：使用荷载为为10.0kN／m²以上或有行行车及振动动荷载的平平台。如炉顶平台台、炼钢车车间操作平平台、铸锭锭平台、轧轧钢车间均均热炉平台台及电炉操操作平台2022/10/24第二章平平台钢结构构4第二章平平台钢结构构设计2.1.3平台钢钢结构布置一、结构构布置要求1.满足使用用功能和生生产工艺操操作的的净净空要求。。一般通行行平台净空空高度不小小于1.9m，宽度度不应小于于0.7m局部最小宽度不不得小于0.4m。。2.考虑平平台上较大大固定设备备的位置及大直径管道道等的吊挂挂位置，尽尽量将荷载直接作用平平台粱、柱柱上.3.轻型平平台利用厂厂房结构及及其他承重重结构的条条件，将平平台的梁板支承在厂房房柱及大型型设备或结构上。4.较大动动力荷载或或有重型设设备、重储储物的平台台，宜与厂厂房柱脱开开，直接支支承于独立立柱上。5.重型平台一侧支支承于厂房房柱或建筑筑物墙体，，另一侧设设独立柱。。应加设柱柱间支撑。2022/10/24第二章平平台钢结构构5第二章平平台钢结构构设计二梁格布置充分利用铺铺板的允许许跨距合理理布置梁格格简式梁格：：只有主梁，，适用于梁梁跨度较小小的情况；；普通式梁格格：有次梁和主主梁，次粱粱支承于主主梁上；复式梁格：：除主梁和纵纵向次粱外外，还有支支承于纵向向次梁上的的横向次梁梁。2022/10/24第二二章章平平台台钢钢结结构构6第二二章章平平台台钢钢结结构构设设计计三、、平平台台钢钢结结构构的的构构成成、、传传力力路路线线和和受受力力特特点点（1））构构成成：：板板、、次次梁梁、、主主梁梁、、柱柱、、支支撑撑；；（2））传传力力路路线线：：竖向向荷荷载载→→板板→→次次梁梁→→主主梁梁→→柱柱→→基基础础水平平荷荷载载→→板板→→次次梁梁→→主主梁梁→→支支撑撑/柱柱→→基础础(3）受受力力特特点点①竖竖向向荷荷载载为为主主要要荷荷载载；；②板板有有单单向向和和双双向向之之分分，，钢钢板板常常以以变变形形控控制制；；③梁梁分分次次梁梁、、主主梁梁，，可可连连续续或或单单跨跨；；④柱柱两两端端常常用用铰铰接接，，为为轴轴压压杆杆。2022/10/24第二二章章平平台台钢钢结结构构7第二二章章平平台台钢钢结结构构设设计计2.2平平台台铺铺板板设设计计一、、平平台台铺铺板板构构造造类类型型轻型型钢钢铺铺板板：：有有花花纹纹钢钢板板、、带带肋肋钢钢板板和和冲冲泡泡钢钢板板等等。。混凝凝土土预预制制板板：：使使用用比比较较方方便便，，梁梁的的间间距距可可较较大大压型型钢钢板板与与钢钢筋筋混混凝凝土土组组合合楼楼板板：：钢钢板板单单受受力力、、混混凝凝土土单单受受力力、、共共同同受受力2022/10/24第二章平台台钢结构8第二章平台台钢结构设计计二、平台板计计算单向简支板、、四边简支双双向板控制值：弯曲曲强度、挠度度2022/10/24第二章平台台钢结构9第二章平台台钢结构设计计2.3平台梁的设计计钢平台梁一般般宜设计成截截面不变的热热轧普通工字字钢或槽钢.钢平台梁的挠挠度不应大于于下列数值：：设有重轨道的的梁l/600没有轨道的主主梁l/400没有轨道的其其它梁l/250平台梁设计一一般可不考虑虑塑性变形2022/10/24第二章章平平台钢钢结构构10第二章章平平台钢钢结构构设计计2.3.1-2、截面面设计计（型型钢梁梁略））一、截截面选选择原则：强度度、稳稳定、、刚度度、经经济性性等要要求1、截面面高度度（1）容许许最大大高度度hmax——净空要要求；；（2）容许许最小小高度度hmin由刚度条条件确确定，，以简简支梁梁为例例,取荷载载标准准值qk：2022/10/24第二章章平平台钢钢结构构11第二章章平平台钢钢结构构设计计（3）梁的的经济济高度度he经验公公式：：梁的高高度应应满足足：2、腹板板厚度tw由抗剪剪强度度确定定：一般按按上式式求出出的tw较小，，可按按经验验公式式计算算：构造要要求：2022/10/24第二章章平平台钢钢结构构12第二章章平平台钢钢结构构设计计二、截截面验验算截面确定后后，求求得截截面几几何参参数IxWxIyWy等。1、强度强强度验验算：抗弯弯强度度、抗抗剪强强度、、局压压强度度、折算应力；；2、整体体稳定定验算算；3、局部部稳定定验算算，对对于腹腹板一一般通通过加加劲肋肋来保保证4、刚度度验算算；5、动荷荷载作作用，，必要要时尚尚应进进行疲疲劳验算。。2022/10/24第二章平平台钢结构构13第二章平平台钢结构构设计三、焊接组合梁翼缘缘焊缝计算算单位长度上上的焊缝剪剪力＝腹板板剪力V1：2022/10/24第二章平平台钢结构构14第二章平平台钢结构构设计2.3.3梁的拼接1、组合梁的拼拼接：焊接拼接①对接焊焊ⅰ）翼缘对对接焊缝与与腹板对接接焊缝尽可可能错开距距离；ⅱ）腹板对对接焊缝离离开加劲板板距离大于于10tw；ⅲ）焊缝设设在内力较较小处，焊焊缝强度不不足时可用用斜焊缝ⅳ）上、下下翼缘对接接缝开V型坡口，便便于俯焊；；ⅴ）预留一一段翼缘于于腹板间的的焊缝到工工地焊，以以减少焊焊接应力。。2022/10/24第二章平平台钢钢结构15第二章平平台钢钢结构设设计1组合梁的拼接：：≥10tw~500~50012344551245345拼接处对对接焊缝缝不能与与基本金属等强强时,受拉翼缘缘焊缝应计算确确定；翼缘拼接接板的设计内力应按下式计算:N1=AfnfAfn--被拼接翼翼缘板净净截面面面积。2022/10/24第二章平平台钢钢结构16腹板拼接接板及其其连接承承担的内内力为：：1）拼接截截面处的的全部剪剪力v；2）按刚度度分配到到腹板上上的弯矩矩Mw：第二章平平台钢钢结构设设计2022/10/24第二章平台台钢结构17第二章平台台钢结构设计计拼接板焊接验算ⅰ）翼缘拼接板板及周边焊缝缝受力式中——梁翼缘板中心心到梁中和轴轴的距离——翼缘板净截面面积ⅱ）腹板拼接板板受全部剪力力；ⅲ）腹板拼接板板受弯距2022/10/24第二章平台台钢结构18第二章平台台钢结构设计计高强螺拴拼接接①拼接应用夹板板，螺栓双剪剪；②受力同拼接焊焊。2022/10/24第二章平台台钢结构19第二章平台台钢结构设计计2.3.4主、次梁连接接叠接设计不需验算，安安装方便，可可做连续次梁梁，占建筑空空间高度大；；2022/10/24第二章平平台钢结构构202.3.4主、次梁连连接平接：要验验算，构造造复杂，不不能传递弯弯距，不占建筑空间间。第二章平平台钢结构构设计2022/10/24第二章平平台钢结构构212.3.5梁的支座(1)传递压力①主梁支支座处有加加劲肋，突突缘。加紧紧肋要保证证稳定性。。②要有足足够的接触触面传递钢钢-钢，钢-砼的压力(2)铰接支座转转动或滚动动要符合设设计要求；；(3)要能够传递递一定的侧侧向水平推推力；(4)要便于安装装。2022/10/24第二二章章平平台台钢钢结结构构222.3.5梁的的支支座座2022/10/24第二二章章平平台台钢钢结结构构23支于于砌砌体体或或混混凝凝土土上上的的支支座座有有三三种种形形式式：：2.3.5梁的的支支座座第二二章章平平台台钢钢结结构构242022/10/24铰轴轴式式支支座座的的圆圆柱柱形形枢枢轴轴，，当当接接触触面面中中心心角角θ≥90o时，，其其承承压压应应力力应应满满足足：：2.3.5梁的的支支座座第二二章章平平台台钢钢结结构构252022/10/24br为了防防止弧弧形支支座的的弧形形垫块块和滚滚轴支支座的的滚轴轴被劈劈裂，，其圆圆弧面面与钢钢板接接触面面的承承压力力，应应满足足：2.4.1钢平台台柱1.一般宜宜设计计成等等截面面柱：：实实腹柱柱、格格构柱柱2.一般按按轴心心受压压构件件设计计。柱柱的长长细比比不宜宜大于于1503.柱上下下两端端一般般设计计为铰铰接，，对于于承受受较大大荷载载的柱柱，应应设计计成上上端为为铰接接，下下端为为刚接接。4.柱脚底底板厚厚度按按柱基基础对对底板板的反反压力力所产产生的的弯矩矩计算算定，，但不不得小小于柱柱肢的的最小小厚度度及10mm。2.4平台柱柱和柱柱间支支撑设设计第二章章平平台钢钢结构构262022/10/242.4.2柱网布布置（1）按使使用空空间要要求；；（2）考虑虑标准准化及及建筑筑模数数要求求；（3）考虑虑综合合经济济指标标的合理第二章章平平台钢钢结构构272022/10/242.4.3平台柱柱的柱柱间支支撑（1）柱间间支撑撑设计计的原原则①用双向向柱间间支撑撑抵抗抗水平平力；；（柱柱按轴轴压设设计））②支支撑布布置在在柱列列中部部以减减小温温度效效应；；③支撑常常按柔柔性交交叉设设计。。（2）平台台水平平支撑撑设计计原则则①平台水水平支支撑一一般为为柔性性交叉叉支撑撑；②安装时时用水水平支支撑调调节梁梁的相相对位位置；；③平台平平面内内刚度度较弱弱时，，支撑撑将平平台水水平力力传至至柱间间支撑撑第二章章平平台钢钢结构构282022/10/242.4.3平台柱柱的柱柱间支支撑第二章章平平台钢钢结构构292022/10/242.4.4柱头与柱柱脚柱头一柱头头：实腹腹式第二章平平台钢钢结构302022/10/24传力路线线：梁焊缝突缘垫板柱顶板焊缝加劲肋焊缝‚柱身有时，当当荷载较较大时，，加劲肋肋高度h1将很大，，显然构构造不合