平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計.ppt

第八章 平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,學什么？ 難點和重點？,主要內(nèi)容 一、結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 二、平臺板的設(shè)計 三、平臺梁的設(shè)計 四、平臺柱網(wǎng)及柱間支撐 五、軸壓實腹柱設(shè)計 六、格構(gòu)柱設(shè)計 七、柱頭柱腳,重點和難點 1 合理的結(jié)構(gòu)布置 2 平臺結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件梁板柱的設(shè)計 3 梁板柱與其它相關(guān)構(gòu)件的連接設(shè)計,一、結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式,1.平臺鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、傳力路線和受力特點 （1）構(gòu)成：板、次梁、主梁、柱、支撐； （2）傳力路線： 豎向荷載板次梁主梁柱基礎(chǔ) 水平荷載板次梁主梁支撐/柱基礎(chǔ) （3） 受力特點 豎向荷載為主要荷載； 板有單向和雙向之分，鋼板常以變形控制； 梁分次梁、主梁，可連續(xù)或單跨； 柱兩端常用鉸接，為軸壓桿。,2.平臺構(gòu)件的形式 （1） 板 花紋鋼板焊接連接 輕型預制鋼鋪板螺栓連接 壓型鋼板鋼砼符合板抗剪銷連接,2.平臺構(gòu)件的形式 （2） 梁 次梁一般用型鋼，主梁一般用“工”型鋼或焊接“H”型鋼 支座方式有連續(xù)梁疊接合簡支梁平接，與柱連接時 一般為鉸接,2.平臺構(gòu)件的形式 （3） 柱 實腹柱； 格構(gòu)柱。,二、平臺板的設(shè)計 1 形式 輕型鋼板、壓型鋼板與混凝土組合樓板、鋼筋混凝土預制板 2、計算 單向簡支板、四邊簡支雙向板 控制值：彎曲強度、撓度,三、平臺梁的設(shè)計,梁的計算,1. 截面選擇,2. 強度驗算,3. 剛度計算,4. 梁的整體穩(wěn)定,5. 梁的局部穩(wěn)定,6. 梁的拼接,7. 主次梁連接,8. 主梁支座設(shè)計,1. 截面選擇 （1）梁高估算 h應滿足三個條件,（2）腹板厚度估算 （3）翼緣尺寸確定,2. 強度驗算 （1）正應力 單向彎曲： 雙向彎曲： 式中 相對于 處的對x軸，y軸的凈截面抗彎模量。 ：塑性截面發(fā)展系數(shù)。對工型截面： 對箱形截面： ；其他截面查規(guī)范， 有疲勞荷載者：,（2）剪應力： 式中：S計算剪應力處以上毛截面對中和軸的面積距； V剪力 腹板厚度 I毛面積慣性距 抗剪強度設(shè)計值,16,（3）局部壓應力：（有集中荷載，無加勁肋） F集中荷載（考慮動力系數(shù)） 集中荷載增大系數(shù)，對重級工作制吊車梁 =1.35。其他 1.0； ，a=50mm, 梁頂支腹板計算高度之距離， 軌道高度， 對無軌梁 =0,（4）折算應力 式中 、 、 腹板計算高度邊緣同一點上同時產(chǎn)生的正應力，剪應力和局部壓應力。 以拉應力為正，壓應力為負。 式中： 梁凈截面慣距； 所計算點之中和軸距離 強度增大系數(shù)：當 異號時， 1.2， 同號或 =0時， =1.1,3.剛度計算 全部荷載標準值產(chǎn)生的撓度 的容許值； （減去預拱值） 可變荷載標準值產(chǎn)生的撓度的容許值。 預拱值一般為恒載+活載下的撓度值。,4.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(cè)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 ；,(2) 不符合上述條件時，則: 在最大剛度平面內(nèi)受彎時，應滿足 ； 梁的整體穩(wěn)定系數(shù)，按規(guī)范定； 在兩個主平面內(nèi)受彎時，H形截面構(gòu)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(zhuǎn)。,5.梁的局部穩(wěn)定 提高梁局部穩(wěn)定的措施 （1）增加厚度 （2）設(shè)置加勁肋,22,(1) 組合梁翼緣板的局部穩(wěn)定應符合下列要求： 工字型 箱形 (2) 組合梁腹板的局部穩(wěn)定,23,(2) 組合梁腹板的局部穩(wěn)定 加勁板的配置 ）當 時，當 時宜設(shè)構(gòu)造加勁肋， 當 時，不設(shè)加勁肋。 ) 當 時，應配橫向加勁肋，并 計算橫向加勁肋間距和腹板局部穩(wěn)定性。,） 當 時，應受壓區(qū)配縱向加勁肋和橫肋加勁肋 ） 須滿足 ，國外限制標準為300（抵抗彎距 引起的壓力） ） 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； ） 縱向加勁肋布置在腹板 至 高度處（受壓區(qū)）； ） 橫向加勁肋間距一般為 至 。,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, 加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸 ）加勁肋一般雙面對稱配置 ）橫肋外伸寬度 ，厚度 ; ) 在同時有橫、縱向肋時； 橫肋截面對梁軸（z軸）應滿足： 縱肋截面對腹板中心（y軸）應滿足： (當 時) （當 時）,）橫肋內(nèi)側(cè)上、下段內(nèi)斜角，寬 ，高 ， 但不大于40X60。 ）支承加勁肋應做整體穩(wěn)定計算： ， 其中A加勁肋和兩側(cè) 范圍內(nèi)的腹板面積， 構(gòu)件長度取h。,）支承加勁肋應作端面承壓驗算； ）支承加勁肋下伸自由高度不大于厚度的2倍。,6梁的拼接 焊接拼接 對接焊 ）翼緣對接焊縫與腹板對接焊縫盡可能錯開距離； ）腹板對接焊縫離開加勁板距離大于 ； ）焊縫設(shè)在內(nèi)力較小處，焊縫強度不足時可用 斜焊縫 ）上、下翼緣對接縫開V型坡口，便于俯焊； ）預留一段翼緣于腹板間的焊縫到工地焊，以 減少焊接應力。, 拼接板焊接 ）翼緣拼接板及周邊焊縫受力 式中 梁翼緣板中心到梁中和軸的距離 翼緣板凈截面積 ）腹板拼接板受全部剪力； ）腹板拼接板受彎距,(2) 高強螺拴拼接 拼接應用夾板，螺栓雙剪； 受力同拼接焊。,7. 主、次梁連接 (1)疊接：設(shè)計不須驗算，安裝方便，可做連續(xù) 次梁，占建筑空間高度大；,33,7. 主、次梁連接 (2)平接：要驗算，構(gòu)造復雜，不能傳遞彎距， 不占建筑空間。,8. 主梁支座設(shè)計 (1) 傳遞壓力 主梁支座處有加勁肋，突緣。加緊肋要保證穩(wěn)定性。 要有足夠的接觸面?zhèn)鬟f鋼-鋼，鋼-砼的壓力 (2) 鉸接支座轉(zhuǎn)動或滾動要符合設(shè)計要求； (3) 要能夠傳遞一定的側(cè)向水平推力； (4 )要便于安裝。,四、平臺柱網(wǎng)布置及平臺結(jié)構(gòu)支撐 1.柱網(wǎng)布置原則 （1）按使用空間要求； （2）考慮標準化及建筑模數(shù)要求； （3）考慮綜合經(jīng)濟指標的合理。,2. 平臺結(jié)構(gòu)支撐 （1）柱間支撐設(shè)計的原則 用雙向柱間支撐抵抗水平力；（柱按軸壓設(shè)計） 支撐布置在柱列中部以減小溫度效應； 支撐常按柔性交叉設(shè)計。,2. 平臺結(jié)構(gòu)支撐 （2）平臺水平支撐設(shè)計原則 平臺水平支撐一般為柔性交叉支撐； 安裝時用水平支撐調(diào)節(jié)梁的相對位置； 當平臺平面內(nèi)剛度較弱時，支撐將平臺水平力傳至柱間支撐。,五、軸壓實腹柱設(shè)計 1. 設(shè)計原則 （1）選擇回轉(zhuǎn)半徑箱對較大的對稱截面，提高柱的整體穩(wěn)定和剛度； （2）兩個主軸方向的計算長細比盡可能接近，提高經(jīng)濟性； （3）便于連接； （4）構(gòu)造簡便，制造省工； （5）盡可能選用可直接采購的型材，如H型鋼管及圓管、方管。,2.設(shè)計步驟 （1）選擇截面類型，假定長細比，定截面規(guī)格； （2）確定柱高，柱支座點位置、形式； （3）計算 ，驗算 ； =150 柱，吊車梁下支撐200 （4）查表求 ，選較小者 ； （5）驗算整體穩(wěn)定 ； （6）由截面削弱試驗算強度 ；,（7）驗算局部穩(wěn)定 工型 腹板： 翼緣： 箱形 鋼管：,六、 格構(gòu)柱設(shè)計 1.截面選擇 （1）單肢截面面積： （假定長細比 為70左右）； （2）單肢截面選定：按A取型鋼，并使 （3） ，（考慮折算長細比修正）。 2.整體穩(wěn)定驗算 （1）公式： ，（式中 按 查表求得）；,（2）對虛軸，去換算長細比查表取 ； 對雙肢組合件 ）綴板： ）綴條： 對四肢組合件 ）綴板： ）綴條：,式中： 為單肢對1-1軸的長細比；綴件焊接取 凈距，螺栓連接取中距； 構(gòu)件截面中垂直于x軸的各綴條毛截 面積之和 （3）對單肢長細比的構(gòu)造要求（單肢穩(wěn)定） 綴條柱： 為 中較大值， ； 綴板柱： ，但當 時，,3.剪力計算 最大剪力V： ， 剪力由綴材面承擔； 單個綴材面上為V1,4.綴條驗算 (1) 綴條內(nèi)力： ：分配到一個綴面上的剪力 ：綴條與水平面的交角 單綴條：n=1;交叉綴條n=2 (2) 綴條穩(wěn)定計算： 考慮單面連接式強度折剪系數(shù)；,(3) 計算綴條連接時，強度折剪系數(shù)0.85，受力取 (4) 橫綴條受力 ，截面一般同斜綴條 5.綴板計算 (1)假定反彎點在各桿件之中點； (2)綴板內(nèi)力：剪力： 彎距： (3)構(gòu)造要求： 綴板厚度 且6mm; 同一截面處綴板線剛度之和不得小于柱較大 分肢線剛度的6倍。,七、 柱頭柱腳 1.柱頭設(shè)計要求 （1）滿足各傳力步驟的強度要求； （2）應盡可能減小偏心 （3）為施工留有調(diào)節(jié)余地。,七、 柱頭柱腳 2.柱頭分類 (1) 頂接（用于單層結(jié)構(gòu)） 梁的支撐加勁肋對準柱的腹板 梁的支撐加勁肋對準柱的翼緣（有偏心） (2) 側(cè)接（用于多層結(jié)構(gòu)，柱連續(xù)） 接于柱翼緣 接于柱腹板,3、柱腳的形式 （1）直承式：柱腳端部銑平，壓在底板上，焊接 （2）靴梁式：柱與靴梁焊、靴梁再與底板焊， 擴散壓力,4、柱