《建筑鋼結構設計》PPT課件

1、第二章 平臺設計,作業(yè)一：有一平臺結構長44米，寬12米，高6米，在平臺兩端設置4*6米樓梯間。平臺活載標準值為12kN/m2. 要求： 1、柱、梁格、支撐布置（柱暫按H型鋼布置），并畫出平面、立面圖 2、鋪板計算（板和肋） 3、主梁、次梁、柱（包括柱腳）計算 4、畫出梁柱節(jié)點構造、梁梁節(jié)點構造，需計算的要計算,第二章 平臺設計,1）構成：板、次梁、主梁、柱、支撐,2）傳力路線,1、平臺鋼結構的構成、傳力線路和受力特點,2.1 結構布置及結構形式,3）受力特點,a)豎向荷載為主要荷載； b) 板有單向和雙向之分，鋼板常以變形控制； c) 梁分次梁、主梁，可連續(xù)或單跨； d) 柱兩端常用鉸接，為

2、軸壓桿,2.1 結構布置及結構形式,2、柱間支撐形式,平臺柱兩端都為鉸接時，必須設置柱間支撐,2.1 結構布置及結構形式,3、平臺結構設計步驟,1）結構體系布置 1）梁、柱平布置 a 柱距選擇：一般6-8米為經濟柱距，但要結合功能要求； 柱截面形式選擇： 根據平臺高度選擇實腹柱還是格構柱； b 梁系選擇：梁格布置體系選擇；一級次梁間距均勻， 間距1.5-2.5米；二級次梁（鋪板加勁肋）考慮板格要 求，一般0.6-1.0米。 2）柱間支撐布置 支撐類型：一般為交叉撐，需要通道時用人字撐或門形撐； 支撐形式：使用交叉撐角度30-60度，若角度太大用復合撐 （雙層或多層）； 支撐位置：一般為中間支撐

3、或兩頭均設置支撐，若平臺較短 也可在一端設置一道支撐,2.1 結構布置及結構形式,1）初選構件截面：需注意寬肢薄壁和等截面原則； 滿足局部穩(wěn)定要求。 （2）結構內力分析（M，V，N） （3）構件驗算：板、次梁、主梁、柱、支撐。對初選截面調整 驗算內容包括：強度、整體穩(wěn)定，撓度 （4）節(jié)點構造設計和計算 包括：梁柱節(jié)點，梁梁節(jié)點，柱腳和基礎 （5）繪制施工圖,2.1 結構布置及結構形式,3、平臺結構設計步驟,2.2 平臺鋪板設計,1、鋪板形式和構造 1）板：板厚一般2.5-8mm, 常用4,6mm，加勁肋鋼板高度 L/12l/15, 厚度大于其高度 間斷焊，每段長度大于15t; a) 花紋鋼板焊

4、接連接,b) 輕型預制鋼鋪板螺栓連接,2.2 平臺鋪板設計,c)壓型鋼板鋼砼復合板抗剪銷連接,2.2 平臺鋪板設計,2、鋪板計算,2.2 平臺鋪板設計,1）四邊簡支板,2、鋪板計算,2.2 平臺鋪板設計,2）單向受彎板,3、鋪板加勁肋計算,考慮兩種荷載分布形式：梯形分布和均勻分布,2.2 平臺鋪板設計,1)穩(wěn)定計算不考慮,2)強度計算： 3)剪應力計算,4)撓度計算,2.2 平臺鋪板設計,3、鋪板加勁肋計算,1、梁的連接形式,a)一般用型鋼，但梁高大于300時，考慮用焊接H鋼， 主梁一般用“I”“H”型鋼或焊接“H”型鋼。 b)支座方式有連續(xù)梁疊接或簡支梁平接，與柱連接時一般為鉸接。 梁計算長

5、度為柱軸線距離,2、截面選擇型鋼梁,2、截面選擇焊接組合截面梁,A梁高估算,h應滿足三個條件,B腹板厚度估算,C翼緣尺寸確定,3、梁的計算,1）強度計算,D.折算應力,3、梁的計算,2）剛度計算,3）梁的整體穩(wěn)定,符合下列情況之一時，可不計算梁的整體穩(wěn)定性。 上翼緣由連接牢固的鋪板，能阻止其側移時； 梁受壓翼緣的自由長度 與寬度之比 不超過規(guī)定時； 箱形梁高h與腹板間隔寬度 之比 時， 且,VTVT，VQVQ,VT 全部荷載標準值產生的撓度（減去預拱值）的 容許值,VQ 可變荷載標準值產生的撓度容許值,3、梁的計算,3）梁的整體穩(wěn)定,2) 不符合上述條件時，則: 在最大剛度平面內受彎時，應滿足

6、 ； 在兩個主平面內受彎時，H形截面構件應滿足： (3) 無論何種情況，均要求梁的支座處應能防止截面扭轉,4）梁的局部穩(wěn)定,3、梁的計算,縱向加勁肋布置在腹板高度 處（受壓區(qū),橫向加勁肋間距一般為,須滿足 （國外限制標準為300）（抵抗彎曲引起壓力,梁的支座處和上翼緣受較大固定集中力處，宜設支承加勁肋,當 ，應配縱向加勁肋和橫肋,當 時，應配橫向加勁肋，并作抵抗剪力計算,B. 組合梁腹板的局部穩(wěn)定,a)加勁板的配置,當 時，當 時宜設構造加勁肋， 時不設加勁肋,B. 組合梁腹板的局部穩(wěn)定,b）加勁肋的計算（分三種類型） ）僅配置橫向加勁肋 ）同時配置橫向和縱向加勁肋，受壓翼緣和縱向加勁肋間 的

7、區(qū)格 ）同時配置橫向和縱向加勁肋，受拉翼緣和縱向加勁肋間 的區(qū)格,5）加勁肋的構造和截面尺寸,3、梁的計算,5）加勁肋的構造和截面尺寸,3、梁的計算,3、梁的計算,4.梁的拼接,1)焊接拼接,a) 對接焊,4.梁的拼接,1)焊接拼接,b) 拼接焊,翼緣拼接板及周邊焊縫受力,腹板拼接板受全部剪力； ）腹板拼接板受彎矩,式中 梁翼緣板中心到梁中和軸的距離， 翼緣板凈截面積,4.梁的拼接,2) 高強螺拴拼接 拼接應用夾板，螺栓雙剪； 受力同拼接焊,5.主、次梁連接,疊接：設計不需驗算，安裝方便，可做連續(xù)次梁， 占建筑空間高度大,平接：要驗算、構造復雜，不能傳遞彎矩，不占建筑空間,5.主、次梁連接,6

8、.主梁的支座設計要求 傳遞壓力 ）主梁支座處有加勁肋，突緣；加勁肋要保持穩(wěn)定； ）要有足夠的接觸面?zhèn)鬟f鋼鋼，鋼砼的壓力,6.主梁的支座設計要求 傳遞壓力,6.主梁的支座設計要求 傳遞壓力,傳遞壓力 鉸接支座轉動或滾動符合設計要求; 要能夠傳遞一定的側向水平推力，并維持側向穩(wěn)定； 要便于安裝,6.主梁的支座設計要求,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,2.4 平臺柱設計 2.4.1、截面設計 1）按使用空間要求； ）考慮標準化及建筑模數要求； 3.6.9 ）考慮綜合經濟指標的合理。 （大、小,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,四）平臺柱網及柱間支撐,2 、平臺結構支撐 柱間支撐設計原則

9、： ）用雙向柱間支撐抵抗水平力。（柱按軸壓設計）； ）支撐布置在柱列中部以減小溫度效應；（注意使用要求） ）支撐常按柔性交叉設計,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,四）平臺柱網及柱間支撐,2 、平臺結構支撐 平臺水平支撐設計原則： ）平臺水平支撐一般為柔性交叉支撐； （角鋼） ）安裝時用水平支撐調節(jié)梁的相對位置； ）當平臺平面內剛度較弱時，平臺支撐將平臺水平力傳至柱間支撐,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,五）軸壓實腹柱設計 1、設計原則 選擇回轉半徑相對較大的對稱截面，提高柱的整體穩(wěn)定和剛度； 使兩個主軸方向的計算長細比盡可能接近，提高經濟性； 便于連接； 構造簡便，制造省工；

10、盡可能選用可直接采購的型材，以H型鋼及鋼管、方管為好,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,五）軸壓實腹柱設計,2、設計步驟 選擇截面類型，截面面積 由此定截面規(guī)格； 確定柱高，柱支座點位置、形式； 計算 ， ，驗算 ，,150 柱，吊車梁下支撐,200 支撐,查表求 ，選較小者 ；（注意當 時不一定,驗算整體穩(wěn)定,有截面削弱時驗算強度,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,2、設計步驟,驗算局部穩(wěn)定,工型,腹板,翼緣,箱型 或,鋼管,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,六）格構柱設計,1、截面選擇： 單肢截面面積： （假定長細比為70左右,2、整體穩(wěn)定驗算,公式： ，（式中按查表求得

11、,對虛軸，取換算長細比查表取,對雙肢組合件,單肢截面選定：按A取型鋼，并使 (注意格構柱體及單肢的軸線變化,，（考慮折算長細比修正,a)綴板,b)綴條,對四肢組合件,a)綴板,b)綴條,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,對單肢長細比的構造要求,式中： 為單肢對11軸的長細比；綴件焊接取凈距，螺接取中距,構件截面中垂直于x軸的各綴條毛面積之和,綴條柱： 為 ， 中較大值，,綴板柱： ， ，但當 時，,3、抗剪計算,剪力V沿構件全長不變： ，剪力由綴材面承擔,軸壓桿位于距柱端al處（0a1）的支撐力,當 (a不能過分接近0、1，因規(guī)范：為了減小長細比,4、綴條驗算,綴條內力,分配到一個綴面上

12、的剪力,綴條與水平面的交角,單綴條：n=1;交叉綴條：n=2,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,綴條穩(wěn)定計算,考慮單面連接時強度折減系數,當 1時取 1，當 20時，取 20，為綴條最大長細比,計算綴條連接時，強度折減系數0.85，受力取,橫綴條受力 ，截面一般同斜綴條,5、綴板計算,假定反彎點在各桿件之中點,0.6+0.0015 （等邊角鋼,0.5+0.0025 （短邊相連的不等邊角鋼,0.7（長邊相連的不等邊角鋼,綴板內力：剪力： 彎矩,構造要求,綴板厚度 且,同一截面處綴板線剛度之和不得小于柱較大分肢線剛度6倍,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,七）柱頭柱腳,1、柱頭設計要求,2、柱頭分類,頂接（用于單層結構,1）梁的支承加勁肋對準柱的腹板 （P52.圖248,側接（用于多層結構，柱連續(xù),滿足各傳力步驟的強度要求,1）側接于柱翼緣,2）側接于柱腹板,直承式：柱腳端部銑平，壓在底板上，焊接 （P53.圖251（a,靴梁式：柱與靴梁焊、靴梁再與底板焊，擴散壓力（P53.圖251（b、e,應盡可能減小偏心,為施工留有調節(jié)余地,2）梁的支承加勁肋對線柱的翼緣 （有偏心）（P52.圖249,P52.圖250,3、柱腳的形式,第二章 平臺鋼結構設計,建筑鋼結構設計,4、柱腳的設計要求： 動桁