第七章平台钢结构设计

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7－1节平台钢结构布置面板次梁主梁柱支撑上海东卫消防钢结构平台上海奉贤电厂钢结构平台上海贝莎时装钢结构平台•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7－1节平台钢结构布置单向梁格双向梁格复式梁格•7.2.1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7－2节平台铺板设计第7－2节平台铺板设计现浇混凝土楼盖板配筋框架柱抗剪栓钉楼板双向钢筋现浇混凝土楼盖与钢梁的连接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现浇混凝土楼盖现浇混凝土楼板后浇带现浇混凝土楼板后浇带应用在组合楼板的镀锌压型钢板压型钢板与抗剪栓钉的连接抗剪栓钉压型钢板带有抗剪栓钉的钢构件抗剪栓钉分布钢筋抗剪栓钉•7.2.1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7－2节平台铺板设计上海东卫消防钢结构平台•7.2.1平台铺板的类型和构造•有肋铺板加劲肋类型•扁钢（高度取1/12~1/15跨度，且不小于６０mm，厚度不小于５mm）•角钢（等肢角钢L45x4，不等肢角钢L56x36x4)•C型钢第7－2节平台铺板设计第7－2节平台铺板设计•7.2.1平台铺板的类型和构造•C型钢•7.2.2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7－2节平台铺板设计ab次梁加紧肋上海东卫消防钢结构平台•7.2.2平台铺板计算第7－2节平台铺板设计)12(2maxaqMb/a1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.03.0≥4.0α0.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.125ftMWM2maxmax61、四边简支板：vEtaqvk32β0.0430.0530.0620.0700.0770.0840.0910.0970.1020.1060.1110.1190.125•7.2.2平台铺板计算第7－2节平台铺板设计)12(2maxaqMb/a单跨或双跨三跨或三跨以上α0.1250.100ftMWM2maxmax6vEtaqvk32β0.1400.1102、单向受弯板：•7.2.3铺板加劲肋计算第7－2节平台铺板设计ab次梁加紧肋qq•7.2.3铺板加劲肋计算第7－2节平台铺板设计xxt15t15txxt15t15t图:加紧肋的计算截面•7.2.3铺板加劲肋计算第7－2节平台铺板设计VmaxMmaxqfWMxxxvfItVSx43845EIlqk强度:刚度: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.柱间支撑主梁次梁图:平台结构计算例题钢结构平台肋间距选择(单向板)第7-2节平台铺板设计图:平台结构计算例题第7-2节平台铺板设计图:平台结构计算例题上海东卫消防钢结构平台第7-2节平台铺板设计mkNPaM.5256.06.06.14100.02223/5.0006.0/5.78mkNmKNgk2/10mkNqk2/5.105.010mkNPk1、平板计算：110.0,100.02/6.142.15.04.110mkNP15011781005607.0100061006.26005.10110.0/215/73006.02.15256.0635333222EtaPavmmNfmmNWMk第7-2节平台铺板设计２、加紧肋计算：1)加紧肋设计：选用-80X6,Q2352)荷载计算：xx69090680mkNmKNgk/03768.008.0006.0/5.783mkNpk/338.603768.06.05.10mkNP/805.82.103768.06.06.14xx69090第7-2节平台铺板设计150(50)6第7-2节平台铺板设计２、加紧肋计算：3)内力计算：VmaxMmaxPmKNM.476.25.1805.8812maxKNV604.65.1805.821max第7-2节平台铺板设计２、加紧肋计算：4)截面特性：xx69090680408736802.1668061804668036180mmIxx5)验算：150164618736801006.23841500338.653845/215/8.1648736802.18.6910476.2533226xkEIlPlvmmNfmmNWM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ab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mkNPaM.123.06.0365.301017.02223/417.0006.0/5.78mkNmKNgk2/2mkNqk2/47.2471.02mkNPk1、平板计算：1106.0,1017.02/365.32.1471.04.12mkNP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mkNPaM.123.06.0365.301017.0221、平板计算：1106.0,1017.04150/600796.0100061006.260047.21106.0/215/53.206100010123.06354342226EtaPmmNfmmNWMk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２、加紧肋计算：mkNgk/31.00274.02826.0mkNqk/2.12/51.131.02.1mkNPk2/05.22.131.04.12.1mkNPmkNPaM.369.0125.02第7-2节平台铺板设计２、加紧肋计算：mmIxx6.40027965.113496180)6.12645(34936180081501200494.03845/215/55.34/215/23.1042222xkxxEIlPmmNfmmNyIMmmNfmmNyIM下下上上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节平台梁设计北京中关村金融中心安装现场北京中关村金融中心安装现场1、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2、根据Mmax按下式求出需要的Wnx，查型钢表试选截面。fMWxxmax3、弯曲正应力验算：求设计荷载及其自重作用下的Mmax和VmaxfWMxx/x第7-3节平台梁设计7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结4、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）vxxyftISV6、刚度验算：集中荷载下等截面简支梁x348EIPl均布荷载下等截面简支梁x43845EIql7.3.2（1）型钢梁设计步骤总结第7-3节平台梁设计第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.柱间支撑主梁次梁图:平台结构计算例题第7-3节平台梁设计图:平台结构计算例题第7-3节平台梁设计mkNlqMbsx.056.9960125.22818122max,mkNqbs/0125.226.0/5.1805.836max,min,8.43821505.110056.99mmfMWxx查型钢表试选I28ammtcmScmImkgmmWwxxx5.8,7.2927115,/47.43,2.5083431、初选截面：第7-3节平台梁设计mkNqbsk/28.16435.06.0/5.1338.62、截面验算：mkNlqMbsx.41.1016535.22818122//max,mkNqbs/535.22435.02.1013.22/mkNV.61.672/6535.22max第7-3节平台梁设计2、截面验算：22433/125/7.32105.87115107.2921061.67mmNmmNtIVSxx2236max,/215/190102.50805.11041.101mmNmmNfMx250132011071151006.2384600028.165453lv1、截面高度容许最大高度hmax容许最小高度hmin经济高度he3ex730(cm)hWhmin≤h≤hmax，h≈he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2、腹板高度hw腹板高度hw比h略小。3、腹板厚度tw抗剪wwvVthf可取1.2~1.5局部稳定ww(cm)11ht焊接梁截面tw=8~22mm第7-3节平台梁设计4、翼缘尺寸b和t所需截面模量为：32xw1xw216IhhWtbthhh初选时取h≈h1≈hwx考虑局部稳定，通常取b=25t且大于180mm，且h/2.5bh/6。焊接梁截面第7-3节平台梁设计二）截面验算验算时要包含自重产生的效应强度弯曲正应力单向弯曲时xxnxMfW双向弯曲时yxxnxynyMMfWW第7-3节平台梁设计剪应力vwVSfIt局部压应力cwzFftl折算应力2231.1f222cc13f第7-3节平台梁设计稳定整体稳定（一般通过构造措施解决）局部稳定（翼缘、腹板）刚度集中荷载下简支梁x348EIPl第7-3节平台梁设计二）截面验算工作平台布置示例梁的局部稳定和腹板加劲肋设计焊接组合梁局部失稳翼缘腹板第7-3节平台梁设计yftb23513/yftb23515/yftb23540/0当采用塑性设计时1）翼缘不发生局部失稳条件:当采用弹性设计