第七章平台钢结构设计.ppt

建筑钢结构设计教学内容1 平台结构设计2 轻型门式刚架设计3 重型工业厂房设计1第7章 平台钢结构设计本章教学目标1 掌握平台钢结构的布置原则2 掌握平台铺板设计3 掌握平台梁设计及有关构造4 掌握平台柱设计及有关构造5 掌握平台柱脚设计2一、平台结构的组成与分类平台结构：由板、主次梁、柱、支撑系统和次要构件(栏杆、楼梯等）组成，形成一个空间不变体系。二、用途操作平台、检修平台、走道平台等 主要用于工业建筑第71节 平台钢结构布置34上海东卫消防钢结构平台 5上海奉贤电厂钢结构平台6上海贝莎时装钢结构平台78三、平台结构布置1、满足工艺要求2、传力明确、直接合理3、经济4、梁格布置第71节 平台钢结构布置单向梁格双向梁格复式梁格97.2.1平台铺板的类型和构造按工艺要求：固定式和可拆御式按构造要求：轻型钢铺板、钢筋混凝土板和组合楼板第72节 平台铺板设计10第72节 平台铺板设计11 现浇混凝土楼盖板配筋框架柱抗剪栓钉楼板双向钢筋12现浇混凝土楼盖与钢梁的连接13现浇混凝土楼盖板支模充分利用钢梁的下翼缘替代支撑模板分布梁的脚手架14现浇混凝土楼盖15现浇混凝土楼板后浇带16现浇混凝土楼板后浇带17应用在组合楼板的镀锌压型钢板18压型钢板与抗剪栓钉的连接抗剪栓钉压型钢板19带有抗剪栓钉的钢构件20抗剪栓钉21分布钢筋抗剪栓钉22237.2.1平台铺板的类型和构造主要针对轻型钢铺板进行设计轻型钢铺板：有肋铺板和无肋铺板铺板加劲肋间距大于二倍铺板跨距或加劲肋不够，或仅仅按构造设置加劲肋时，可按无肋铺板进行设计。第72节 平台铺板设计2425上海东卫消防钢结构平台 267.2.1平台铺板的类型和构造有肋铺板加劲肋类型扁钢（高度取1/121/15跨度，且不小于mm，厚度不小于mm）角钢（等肢角钢L45x4，不等肢角钢L56x36x4)C型钢第72节 平台铺板设计27第72节 平台铺板设计7.2.1平台铺板的类型和构造C型钢287.2.2 平台铺板计算通常铺板被梁和加劲肋分成矩形区格,铺板按区格计算.第72节 平台铺板设计ab次梁加紧肋29上海东卫消防钢结构平台 307.2.2 平台铺板计算第72节 平台铺板设计b/a1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.03.04.00.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.1251、四边简支板：0.0430.0530.0620.0700.0770.0840.0910.0970.1020.1060.1110.1190.125317.2.2 平台铺板计算第72节 平台铺板设计b/a单跨或双跨三跨或三跨以上0.1250.1000.1400.1102、单向受弯板：327.2.3 铺板加劲肋计算第72节 平台铺板设计ab次梁次梁加紧肋加紧肋qq337.2.3 铺板加劲肋计算第72节 平台铺板设计xxt15t15txxt15t15t图:加紧肋的计算截面347.2.3 铺板加劲肋计算第72节 平台铺板设计VmaxMmaxq强度:刚度:35第7-2节 平台铺板设计例题2-1：设一平台结构,平台布置如图所示,平台的均布活荷载标准值,qk=10KN/mm2，Q235-A，铺板采用花纹钢板,设计并计算平台铺板.柱间支撑柱间支撑主梁主梁次梁次梁图:平台结构计算例题36钢结构平台肋间距选择(单向板)37第7-2节 平台铺板设计图:平台结构计算例题38第7-2节 平台铺板设计图:平台结构计算例题39上海东卫消防钢结构平台 40第7-2节 平台铺板设计1、平板计算：41第7-2节 平台铺板设计、加紧肋计算：1)加紧肋设计：选用-80X6,Q2352)荷载计算：xx6909068042xx69090第7-2节 平台铺板设计150(50)643第7-2节 平台铺板设计、加紧肋计算：3)内力计算：VmaxMmaxP44第7-2节 平台铺板设计、加紧肋计算：4)截面特性：xx690906805)验算：45第7-2节 平台铺板设计作业题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度ab46第7-2节 平台铺板设计作业题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度1、平板计算：47第7-2节 平台铺板设计作业题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度1、平板计算：48第7-2节 平台铺板设计例题：a=600mm，b=1.2m，t=6mm，活荷载的标准值qk=2KN/mm2，Q235-A，加紧肋L45x4，验算铺板强度和刚度、加紧肋计算：49第7-2节 平台铺板设计、加紧肋计算：50 7.3.1平台梁设计要点1、平台梁应优先选用型钢截面,以减少成本;2、当没有合适尺寸或供货困难时可采用组合截面；3、设计主次梁连接时，次梁与主梁常做成铰接，主梁 与柱做成刚接或铰接；4、认真确定梁的计算跨度 第7-3节 平台梁设计5152北京中关村金融中心安装现场53北京中关村金融中心安装现场541、梁的内力求解：设计荷载下的最大Mmax及Vmax（不含自重）。VmaxMmaxqVmaxMmaxFVmaxMmaxgk+qk 第7-3节 平台梁设计7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结552、根据Mmax按下式求出需要的Wnx，查型钢表试选截面。3、弯曲正应力验算：求设计荷载及其自重作用下的Mmax和Vmax 第7-3节 平台梁设计7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结564、最大剪力验算：5、整体稳定验算：（对平台来说，若有刚性铺板，整体稳定自动满足，不必计算）6、刚度验算：集中荷载下等集中荷载下等截面简支梁截面简支梁均布荷载下等均布荷载下等截面简支梁截面简支梁7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结第7-3节 平台梁设计57第7-3节 平台梁设计例题2-3：设一平台结构,平台布置如图所示,平台的均布活荷载标准值,qk=10KN/mm2，Q235-A，铺板采用花纹钢板,设计次梁截面.柱间支撑柱间支撑主梁主梁次梁次梁图:平台结构计算例题58第7-3节 平台梁设计图:平台结构计算例题5960第7-3节 平台梁设计查型钢表试选I28a1、初选截面：61第7-3节 平台梁设计2、截面验算：62第7-3节 平台梁设计2、截面验算：631、截面高度 容许最大高度hmax 容许最小高度hmin 经济高度hehminhhmax，hhe焊接梁截面一）确定截面尺寸第7-3节 平台梁设计7.3.2（2）焊接组合梁设计步骤总结64均布荷载作用下简支梁的最小高度hmin7.3.2（2）焊接组合梁设计步骤总结第7-3节 平台梁设计65 2、腹板高度hw 腹板高度hw比h略小。3、腹板厚度tw 抗剪可取1.21.5局部稳定焊接梁截面tw=822mm第7-3节 平台梁设计66 4、翼缘尺寸b和t 所需截面模量为：初选时取hh1hw考虑局部稳定，通常取b=25t且大于180mm，且h/2.5b-l l时：时：当当()23534.54410.12000ywsfahthha+=l l时：时：当当()/1.12.18.059.012.18.08.02svcrsvscrsvcrscrvyscrffff-ltlltltltlt=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以图5.22 应力形式108235/59.182825.1000ywcfhathha-=-l l时：时：当当()23534.54410.12111yws1fahthha+=l l时：时：当当 图 应力形式()/1.12.18.059.012.18.08.02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffff-l l时：时：当当()23534.54410.12222yws2fahthha+=l l时：时：当当 图 应力形式()/1.12.18.059.012.18.08.02s2vcr2s2vs2cr2s1vcr2s2cr2vys2cr2ffff-ltlltltltlt=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以116235/59.182825.1202ywc2fhathha-=-l l时：时：当当()23534.54410.12111yws1fahthha+=l l时：时：当当 图 设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋()/1.12.18.059.012.18.08.02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffff-lsllslslsls=时，当=时，当时，当作为参数：=的表达式，以c1121计算时，先布置加劲肋，再计算各区格的平均作用应力和相应的临界应力，使其满足稳定条件。项中加劲肋布置的区格项中加劲肋布置的区格计算同第计算同第肋之间的区格肋之间的区格在受拉翼缘与纵向加劲在受拉翼缘与纵向加劲）)2 2(2 2 图 设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋122加劲肋构造和截面尺寸（1）双侧配置的横肋bsh0/30 40ts bs/15（2）横向加劲肋间距h00.5h0 a 2（3）腹板同时设横肋和纵肋，相交处切断纵肋,横肋连续h h0 0z zbstsz z（单侧增加20%）y图 加劲肋构造123（4）加劲肋的刚度 横向：纵向：h h0 0z zbstsz z085.0ha085.0hayy yy y图 加劲肋构造124（6）横向加劲肋切角 （7）直接受动荷的梁,中间横肋下端不应与受拉翼缘焊接,下面留 有50-100mm缝隙。bs/3(40)bs/2(60)z z50-100z z （5）大型梁，可采用以肢尖焊于腹板的角钢加劲肋，其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。图 加劲肋构造125支承加劲肋的计算1.腹板平面外的稳定性(绕z轴):按轴心压杆计算截面面积：加劲肋面积+2cyfc=15tw235计算长度：h0F-集中荷载或支座反力稳定系数 由=h0/iz 按b类查表 iz 绕z轴的回转半径z zfAF jz zc c cc c ctsF FF Fz z图 支承加劲肋1262.端面承压强度Ace端面承压面积 z zt2ttsF FF FA AceA Acefce钢材端面承压强度设计值3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝wfwffflhF=7.0t图5.26 支承加劲肋127是否满足要求。承加劲肋。试验算该梁在次梁连接处设置有支手工焊。钢，焊条为，钢材为设计值，标准值为梁传来的集中荷载，承受由次面简支梁，工作平台的主梁为等截例43系列,235256201EQkNkN 解解 计算截面特性计算截面特性图5.27 例5.2图128 内力计算 强度验算强度验算 都不需验算。都不需验算。局部压应力和折算应力局部压应力和折算应力129 整体稳定验算整体稳定验算不需验算整体稳定不需验算整体稳定。刚度验算刚度验算刚度满足要求刚度满足要求。130 腹板局部稳定计算腹板局部稳定计算肋肋应按计算配置横向加劲应按计算配置横向加劲mm1500为则取横向加劲肋的间距肋，的腹板上配置支承加劲首先应在有集中荷载处131132133134支承加劲肋支承加劲肋1)1)次梁支承加劲肋次梁支承加劲肋定：验算在腹板平面外的稳切角3050135焊缝：计算加劲肋与腹板的角 验算端面承压强度：136：2)2)支座加劲肋的截面验算：支座加劲肋的截面验算：137138