鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-鋼平臺(tái)

1、第二章 平臺(tái)設(shè)計(jì),作業(yè)一：有一平臺(tái)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)44米，寬12米，高6米，在平臺(tái)兩端設(shè)置4*6米樓梯間。平臺(tái)活載標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算（板和肋） 3、主梁、次梁、柱（包括柱腳）計(jì)算 4、畫出梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、梁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，需計(jì)算的要計(jì)算。,第二章 平臺(tái)設(shè)計(jì),1）構(gòu)成：板、次梁、主梁、柱、支撐；,2）傳力路線：,1、平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、傳力線路和受力特點(diǎn)：,2.1 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式：,3）受力特點(diǎn)：,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

2、常用鉸接，為軸壓桿。,2.1 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式：,2、柱間支撐形式：,平臺(tái)柱兩端都為鉸接時(shí)，必須設(shè)置柱間支撐,2.1 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式：,3、平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟,（1）結(jié)構(gòu)體系布置 1）梁、柱平布置 a 柱距選擇：一般6-8米為經(jīng)濟(jì)柱距，但要結(jié)合功能要求； 柱截面形式選擇： 根據(jù)平臺(tái)高度選擇實(shí)腹柱還是格構(gòu)柱； b 梁系選擇：梁格布置體系選擇；一級(jí)次梁間距均勻， 間距1.5-2.5米；二級(jí)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(shí)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(fù)合撐 （雙層或多層）； 支

3、撐位置：一般為中間支撐或兩頭均設(shè)置支撐，若平臺(tái)較短 也可在一端設(shè)置一道支撐。,2.1 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式：,（1）初選構(gòu)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(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（M，V，N） （3）構(gòu)件驗(yàn)算：板、次梁、主梁、柱、支撐。對(duì)初選截面調(diào)整 驗(yàn)算內(nèi)容包括：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定，撓度 （4）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)和計(jì)算 包括：梁柱節(jié)點(diǎn)，梁梁節(jié)點(diǎn)，柱腳和基礎(chǔ) （5）繪制施工圖,2.1 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式：,3、平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟,2.2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì),1、鋪板形式和構(gòu)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(zhǎng)度

4、大于15t; a) 花紋鋼板焊接連接:,b) 輕型預(yù)制鋼鋪板螺栓連接,2.2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì),c)壓型鋼板鋼砼復(fù)合板抗剪銷連接,2.2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì),2、鋪板計(jì)算,2.2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì),1）四邊簡(jiǎn)支板：,2、鋪板計(jì)算,2.2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì),2）單向受彎板：,3、鋪板加勁肋計(jì)算,考慮兩種荷載分布形式：梯形分布和均勻分布,2.2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì),1)穩(wěn)定計(jì)算不考慮,2)強(qiáng)度計(jì)算： 3)剪應(yīng)力計(jì)算：,4)撓度計(jì)算：,2.2 平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì),3、鋪板加勁肋計(jì)算,1、梁的連接形式,a)一般用型鋼，但梁高大于300時(shí)，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(jiǎn)支

5、梁平接，與柱連接時(shí)一般為鉸接。 梁計(jì)算長(zhǎng)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(yīng)滿足三個(gè)條件,B腹板厚度估算：,C翼緣尺寸確定：,3、梁的計(jì)算：,1）強(qiáng)度計(jì)算：,D.折算應(yīng)力：,3、梁的計(jì)算：,2）剛度計(jì)算：,3）梁的整體穩(wěn)定；,符合下列情況之一時(shí)，可不計(jì)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(cè)移時(shí)； 梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度 與寬度之比 不超過規(guī)定時(shí)； 箱形梁高h(yuǎn)與腹板間隔寬度 之比 時(shí)， 且 ；,VTVT，VQVQ,VT 全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度（減去預(yù)拱值）的 容許值；,VQ 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度容許值；,3、梁的計(jì)算：,3）梁的

6、整體穩(wěn)定；,(2) 不符合上述條件時(shí)，則: 在最大剛度平面內(nèi)受彎時(shí)，應(yīng)滿足 ； 在兩個(gè)主平面內(nèi)受彎時(shí)，H形截面構(gòu)件應(yīng)滿足： (3) 無(wú)論何種情況，均要求梁的支座處應(yīng)能防止截面扭轉(zhuǎn)。,4）梁的局部穩(wěn)定：,3、梁的計(jì)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(guó)外限制標(biāo)準(zhǔn)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(shè)支承加勁肋；,)當(dāng) ，應(yīng)配縱向加勁肋和橫肋；,)當(dāng) 時(shí)，應(yīng)配橫向加勁肋，并作抵抗剪力計(jì)算。,B. 組合梁腹板的局部穩(wěn)定：,a)加勁板的配置：,)當(dāng) 時(shí)，當(dāng) 時(shí)宜設(shè)構(gòu)造加勁肋， 時(shí)不設(shè)加勁肋；,B. 組合梁腹板的局部穩(wěn)

7、定：,b）加勁肋的計(jì)算（分三種類型） ）僅配置橫向加勁肋 ）同時(shí)配置橫向和縱向加勁肋，受壓翼緣和縱向加勁肋間 的區(qū)格 ）同時(shí)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(gòu)造和截面尺寸：,3、梁的計(jì)算：,5）加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸：,3、梁的計(jì)算：,3、梁的計(jì)算：,4.梁的拼接：,1)焊接拼接：,a) 對(duì)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(qiáng)螺拴拼接 拼接應(yīng)用夾板，螺栓雙剪； 受力同拼接焊。,5.主、

8、次梁連接：,疊接：設(shè)計(jì)不需驗(yàn)算，安裝方便，可做連續(xù)次梁， 占建筑空間高度大；,平接：要驗(yàn)算、構(gòu)造復(fù)雜，不能傳遞彎矩，不占建筑空間。,5.主、次梁連接：,6.主梁的支座設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求 傳遞壓力,6.主梁的支座設(shè)計(jì)要求 傳遞壓力, 傳遞壓力 鉸接支座轉(zhuǎn)動(dòng)或滾動(dòng)符合設(shè)計(jì)要求; 要能夠傳遞一定的側(cè)向水平推力，并維持側(cè)向穩(wěn)定； 要便于安裝。,6.主梁的支座設(shè)計(jì)要求,第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2.4 平臺(tái)柱設(shè)計(jì) 2.4.1、截面設(shè)計(jì) 1）按使用空間要求； ）考慮標(biāo)準(zhǔn)化及建筑模

9、數(shù)要求； 3.6.9 ）考慮綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理。 （大、?。?第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),四）平臺(tái)柱網(wǎng)及柱間支撐,2 、平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 柱間支撐設(shè)計(jì)原則： ）用雙向柱間支撐抵抗水平力。（柱按軸壓設(shè)計(jì)）； ）支撐布置在柱列中部以減小溫度效應(yīng)；（注意使用要求） ）支撐常按柔性交叉設(shè)計(jì)。,第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),四）平臺(tái)柱網(wǎng)及柱間支撐,2 、平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 平臺(tái)水平支撐設(shè)計(jì)原則： ）平臺(tái)水平支撐一般為柔性交叉支撐； （角鋼） ）安裝時(shí)用水平支撐調(diào)節(jié)梁的相對(duì)位置； ）當(dāng)平臺(tái)平面內(nèi)剛度較弱時(shí)，平臺(tái)支撐將平臺(tái)水平力傳至柱間支撐。,第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),五）軸壓實(shí)腹

10、柱設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)原則 選擇回轉(zhuǎn)半徑相對(duì)較大的對(duì)稱截面，提高柱的整體穩(wěn)定和剛度； 使兩個(gè)主軸方向的計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比盡可能接近，提高經(jīng)濟(jì)性； 便于連接； 構(gòu)造簡(jiǎn)便，制造省工； 盡可能選用可直接采購(gòu)的型材，以H型鋼及鋼管、方管為好。,第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),五）軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì),2、設(shè)計(jì)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(diǎn)位置、形式； 計(jì)算 ， ，驗(yàn)算 ， ；,150 柱，吊車梁下支撐,200 支撐, 查表求 ，選較小者 ；（注意當(dāng) 時(shí)不一定, 驗(yàn)算整體穩(wěn)定 ；, 有截面削弱時(shí)驗(yàn)算強(qiáng)度 ；,第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2、設(shè)計(jì)步驟：, 驗(yàn)算局部穩(wěn)定：

11、,）工型：,腹板：,翼緣：,）箱型 或,）鋼管：,第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),六）格構(gòu)柱設(shè)計(jì),1、截面選擇： 單肢截面面積： （假定長(zhǎng)細(xì)比為70左右）；,2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算：, 公式： ，（式中按查表求得）；,對(duì)虛軸，取換算長(zhǎng)細(xì)比查表取 ；,）對(duì)雙肢組合件：, 單肢截面選定：按A取型鋼，并使 (注意格構(gòu)柱體及單肢的軸線變化), ，（考慮折算長(zhǎng)細(xì)比修正）。,a)綴板：,b)綴條：,）對(duì)四肢組合件：,a)綴板：,b)綴條：,第二章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 對(duì)單肢長(zhǎng)細(xì)比的構(gòu)造要求：,式中： 為單肢對(duì)11軸的長(zhǎng)細(xì)比；綴件焊接取凈距，螺接取中距；,構(gòu)件截面中垂直于x軸的各綴條毛面積之

12、和。,）綴條柱： 為 ， 中較大值， ；,）綴板柱： ， ，但當(dāng) 時(shí)， 。,3、抗剪計(jì)算：, 剪力V沿構(gòu)件全長(zhǎng)不變： ，剪力由綴材面承擔(dān)；, 軸壓桿位于距柱端al處（0a1）的支撐力,當(dāng) (a不能過分接近0、1，因規(guī)范：為了減小長(zhǎng)細(xì)比),4、綴條驗(yàn)算：, 綴條內(nèi)力：,：分配到一個(gè)綴面上的剪力,：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(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 綴條穩(wěn)定計(jì)算：,考慮單面連接時(shí)強(qiáng)度折減系數(shù)；,當(dāng) 1時(shí)取 1，當(dāng) 20時(shí)，取 20，為綴條最大長(zhǎng)細(xì)比。, 計(jì)算綴條連接時(shí)，強(qiáng)度折減系數(shù)0.85，受力取 ；, 橫綴條受力 ，截面一般同斜綴條。,5、綴板計(jì)算：

13、, 假定反彎點(diǎn)在各桿件之中點(diǎn)；,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(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼）, 綴板內(nèi)力：剪力： 彎矩：, 構(gòu)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(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),七）柱頭柱腳：,1、柱頭設(shè)計(jì)要求：,2、柱頭分類：,）頂接（用于單層結(jié)構(gòu)）,（1）梁的支承加勁肋對(duì)準(zhǔn)柱的腹板 （P52.圖248）,）側(cè)接（用于多層結(jié)構(gòu)，柱連續(xù)）,）滿足各傳力步驟的強(qiáng)度要求；,（1）側(cè)接于柱翼緣,（2）側(cè)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(kuò)散壓力（P53.圖251（b、e）,）應(yīng)盡可能減小偏心；,）為施工留有調(diào)節(jié)余地。,（2）梁的支承加勁肋對(duì)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(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),4、柱腳的設(shè)計(jì)要求： 動(dòng)桁架常見做法