第七章平台钢结构设计.ppt

建筑钢结构设计建筑钢结构设计•教学内容教学内容•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第第7 7章章 平台钢结构设计平台钢结构设计•本章教学目标本章教学目标•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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平台铺板的平台铺板的类型类型和构造和构造•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现浇混凝土楼盖板配筋框架柱框架柱抗剪栓钉抗剪栓钉楼板双向钢筋楼板双向钢筋现浇混凝土楼盖与钢梁的连接现浇混凝土楼盖与钢梁的连接现浇混凝土楼盖板支模现浇混凝土楼盖板支模充分利用钢梁的下翼缘替代支充分利用钢梁的下翼缘替代支撑模板分布梁的脚手架撑模板分布梁的脚手架现浇混凝土楼盖现浇混凝土楼盖现现浇浇混混凝凝土土楼楼板板后后浇浇带带现现浇浇混混凝凝土土楼楼板板后后浇浇带带应用在组合楼板的应用在组合楼板的镀锌压型钢板镀锌压型钢板压型钢板与抗剪栓钉的连接抗剪栓钉抗剪栓钉压型钢板压型钢板带有抗剪栓钉的钢构件带有抗剪栓钉的钢构件抗剪栓钉抗剪栓钉分布钢筋分布钢筋抗剪栓钉抗剪栓钉•7.2.1平台铺板的类型和平台铺板的类型和构造构造•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平台铺板的类型和平台铺板的类型和构造构造•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平台铺板的类型和构造•C型钢•7.2.2 平台铺板计算平台铺板计算•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次梁次梁加紧肋加紧肋上海东卫消防钢结构平台 •7.2.2 平台铺板计算平台铺板计算第7－2节 平台铺板设计b/a1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.03.0≥4.0α0.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.1251、四边简支板： ββ0.0430.0530.0620.0700.0770.0840.0910.0970.1020.1060.1110.1190.125•7.2.2 平台铺板计算平台铺板计算第7－2节 平台铺板设计b/a单跨或双跨三跨或三跨以上α0.1250.100ββ0.1400.1102、单向受弯板： •7.2.3 铺板加劲肋计算铺板加劲肋计算第7－2节 平台铺板设计ab次梁次梁加紧肋加紧肋•7.2.3 铺板加劲肋计算铺板加劲肋计算第7－2节 平台铺板设计xxt15t15txxt15t15t图: 加紧肋的计算截面•7.2.3 铺板加劲肋计算铺板加劲肋计算第7－2节 平台铺板设计VmaxMmaxq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.柱间支撑柱间支撑主梁主梁次梁次梁图: 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1 1、平板计算：、平板计算：第7-2节 平台铺板设计２、加紧肋计算：２、加紧肋计算：1)1)加紧肋设计：加紧肋设计：选用选用-80X6,Q235-80X6,Q2352)2)荷载计算：荷载计算：xx69090680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：２、加紧肋计算：3)3)内力计算：内力计算：VmaxMmaxP第7-2节 平台铺板设计２、加紧肋计算：２、加紧肋计算：4)4)截面特性：截面特性：xx690906805)5)验算：验算：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1 1、平板计算：、平板计算：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 1、平板计算：、平板计算：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：２、加紧肋计算：第7-2节 平台铺板设计２、加紧肋计算：２、加紧肋计算： 7.3.17.3.1平台梁设计要点平台梁设计要点1 1、平台梁应、平台梁应优先选用型钢截面优先选用型钢截面, ,以减少成本以减少成本; ;2 2、当没有合适尺寸或供货困难时可采用组合截面；、当没有合适尺寸或供货困难时可采用组合截面；3 3、设计、设计主次梁连接主次梁连接时，次梁与主梁常做成铰接，主梁时，次梁与主梁常做成铰接，主梁 与柱做成刚接或铰接；与柱做成刚接或铰接；4 4、认真确定梁的、认真确定梁的计算跨度计算跨度 第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计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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 1、梁的内力求解：、梁的内力求解： 设计荷载下设计荷载下的最大的最大Mmax及及Vmax （不含自重）。

不含自重）VmaxMmaxqVmaxMmaxFVmaxMmaxgk+qk 第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计7.3.27.3.2（（1 1）） 型钢梁设计步骤总结型钢梁设计步骤总结2 2、根据、根据Mmax按下式求出需要的按下式求出需要的Wnx ，查型钢表试选截面查型钢表试选截面3 3、、弯曲正应力验算：弯曲正应力验算： 求设计荷载及其求设计荷载及其自重自重作用下的作用下的M Mmaxmax和和V Vmaxmax 第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计7.3.27.3.2（（1 1）） 型钢梁设计步骤总结型钢梁设计步骤总结4 4、、最大剪力验算：最大剪力验算：5 5、、整体稳定验算整体稳定验算：：（对平台来说，若有刚性铺板，整体稳（对平台来说，若有刚性铺板，整体稳定自动满足，不必计算）定自动满足，不必计算） 6 6、刚度、刚度验算验算：：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7.3.27.3.2（（1 1）） 型钢梁设计步骤总结型钢梁设计步骤总结第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计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.柱间支撑柱间支撑主梁主梁次梁次梁图: 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第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计查型钢表试选I28a1、初选截面：第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计2、截面验算：第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计2、截面验算：²1 1、截面高度、截面高度² 容许最大高度hmax² 容许最小高度hmin ² 经济高度hehmin≤h≤hmax，，h≈he焊接梁截面焊接梁截面一）确定截面尺寸一）确定截面尺寸第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计7.3.27.3.2（（2 2）） 焊接组合梁设计步骤总结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均布荷载作用下简支梁的最小高度h hminmin7.3.27.3.2（（2 2）） 焊接组合梁设计步骤总结焊接组合梁设计步骤总结第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计² 2、腹板高度hw 　　 腹板高度hw比h略小。

² 3、腹板厚度tw 抗剪可取1.2~1.5局部稳定焊接梁截面焊接梁截面tw=8~22mm第第7-3节节 平台梁设计平台梁设计² 4 4、翼缘尺寸、翼缘尺寸b b和和t t 所需截面模量为：初选时取h≈h1≈hw考虑局部稳定，通常取b=25t且大于180mm，且h/2.5

引起的失稳，布置在受压区 同时设有横向和纵向加劲肋时，同时设有横向和纵向加劲肋时，断纵不断横断纵不断横1 1、仅用横向加劲肋加、仅用横向加劲肋加 强的腹板强的腹板 同时受正应力、剪应力和同时受正应力、剪应力和边缘压应力作用边缘压应力作用 稳定条件：稳定条件：σστ1£+c,crσσ()cr2crτc+()2 σσ——腹板边缘的弯曲压应力腹板边缘的弯曲压应力, ,由区格内的平均弯矩计算；由区格内的平均弯矩计算； σσ——腹板边缘的局部压应力腹板边缘的局部压应力,σ,σc c= =F/(/(lztw) )c cσσcrcr ττ——腹板平均剪应力腹板平均剪应力,τ=,τ=V/(/(hwtw ) )；；——临界应力临界应力σσc,crc,crττcrcr腹板局部稳定计算腹板局部稳定计算图图 设置横向加劲肋设置横向加劲肋 图图 应力形式应力形式腹板受压区高度腹板受压区高度——其他情况时：其他情况时：全约束时：全约束时：当受压翼缘当受压翼缘扭转扭转受到完受到完chywcbfth2351532= =l lywcbfth2351772= =l l( () )[ [] ]= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以①①bcrbbcrbcrbcrybcrfff/1. 125. 185. 075. 0125. 185. 085. 02> >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls sf图图 应力形式应力形式( () )235434. 5410. 12000ywsfahthha+ += => >l l时：时：当当( () )23534. 54410. 12000ywsfahthha+ += =£ £l l时：时：当当( () )[ [] ]/1. 12. 18. 059. 012. 18. 08. 02svcrsvscrsvcrscrvyscrffff> >- -- -£ £< <£ £l lt tl ll lt tl lt tl lt tl lt t= =时，时，当当= =时，时，当当= =时，时，当当作为参数：作为参数：= = 的表达式的表达式, ,以以②②图图5.22 5.22 应力形式应力形式235/59.182825. 1000ywcfhathha- -= =£ £< >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls s= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以③③c2 2、同时用横向和纵向加劲肋加强的腹板、同时用横向和纵向加劲肋加强的腹板 (1)I 区格，高为h1：σσστ1£+c,cr1σ()cr12cr1τc+()2IⅡⅡh h1 1h h2 2 图图 设置横向和纵向加劲肋设置横向和纵向加劲肋 图图 应力形式应力形式腹板区格腹板区格I I的高度的高度——其他情况时：其他情况时：全约束时：全约束时：当受压翼缘当受压翼缘扭转扭转受到完受到完1hyw1b1fth23564= =l lyw1b1fth23575= =l l 图图 应力形式应力形式( () )[ [] ]= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以①①b1cr1b1b1cr1b1cr1b1cr1yb1cr1fff/1. 125. 185. 075. 0125. 185. 085. 02> >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls sf( () )235434. 5410. 12111yws1fahthha+ += => >l l时：时：当当( () )23534. 54410. 12111yws1fahthha+ += =£ £l l时：时：当当 图图 应力形式应力形式( () )[ [] ]/1. 12. 18. 059. 012. 18. 08. 02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffff> >- -- -£ £< <£ £l lt tl ll lt tl lt tl lt tl lt t= =时，时，当当= =时，时，当当= =时，时，当当作为参数：作为参数：= = 的表达式的表达式, ,以以②②腹板区格腹板区格I I的高度的高度——其他情况时：其他情况时：全约束时：全约束时：当受压翼缘当受压翼缘扭转扭转受到完受到完1hyw1c1fth23540= =l lyw1c1fth23556= =l l 图图 应力形式应力形式( () )[ [] ]/1. 125. 185. 075. 0125. 10.850.852,,,,c1 cr1cc1c1 c,cr1c1c,cr1cr1cyc1cr1cffff> >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls s= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以③③c1σσ ——纵向加劲肋边缘的弯曲压应力；纵向加劲肋边缘的弯曲压应力；σ σ —纵向加劲肋边缘的局部压应力，纵向加劲肋边缘的局部压应力， σσ = =0.3σ ；；c c2 2ττ—腹板平均剪应力；腹板平均剪应力；IⅡⅡh h1 1h h2 2 (2)II 区格，高为h2 2 ：σστ1£+c,cr2σσ()cr22crτc2+()222 2c cc c2 2 图图 设置横向和纵向加劲肋设置横向和纵向加劲肋 图图 应力形式应力形式腹板区格腹板区格IIII的高度的高度——2hyw2b2fth235194= =l l 图图 应力形式应力形式( () )[ [] ]/1. 125. 185. 075. 0125. 10.850.852b2 cr2b2b2 cr2b2cr2cr2yb2cr2ffff> >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls s= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以①①b2( () )235434. 5410. 12222yws2fahthha+ += => >l l时：时：当当( () )23534. 54410. 12222yws2fahthha+ += =£ £l l时：时：当当 图图 应力形式应力形式( () )[ [] ]/1. 12. 18. 059. 012. 18. 08. 02s2vcr2s2vs2cr2s1vcr2s2cr2vys2cr2ffff> >- -- -£ £< <£ £l lt tl ll lt tl lt tl lt tl lt t= =时，时，当当= =时，时，当当= =时，时，当当作为参数：作为参数：= = 的表达式的表达式, ,以以②②235/59.182825. 1202ywc2fhathha- -= =£ £< >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls s= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以③③c2（（3 3）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格 σσ—腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算； σσ—腹板边缘的局部压应力, ,σc c=F/(=F/(l lz zt tw) )c c ττ—腹板平均剪应力, τ τ= =V V/(/(h hw wt tw w ) )；；区格区格ⅠⅠ肋之间设有短加劲肋的肋之间设有短加劲肋的在受压翼缘与纵向加劲在受压翼缘与纵向加劲））1 1σστ1£+c,crσσ()cr2crτc+()2 图图 设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋腹板区格腹板区格I I的高度的高度——其他情况时：其他情况时：全约束时：全约束时：当受压翼缘当受压翼缘扭转扭转受到完受到完1hyw1b1fth23564= =l lyw1b1fth23575= =l l 图图 设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋( () )[ [] ]= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以①①b1cr1b1b1cr1b1cr1b1cr1yb1cr1fff/1. 125. 185. 075. 0125. 185. 085. 02> >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls sf( () )235434. 5410. 12111yws1fahthha+ += => >l l时：时：当当( () )23534. 54410. 12111yws1fahthha+ += =£ £l l时：时：当当 图图 设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋( () )[ [] ]/1. 12. 18. 059. 012. 18. 08. 02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffff> >- -- -£ £< <£ £l lt tl ll lt tl lt tl lt tl lt t= =时，时，当当= =时，时，当当= =时，时，当当作为参数：作为参数：= = 的表达式的表达式, ,以以②②235/5. 04. 073235/5. 04. 0872. 123573235872. 11111111111111111ywcywcywcywcfhatafhatahaftaftaha+ += =+ += =£ £= == =£ £l ll ll ll l其他情况时，其他情况时，全约束时，全约束时，当受压翼缘扭转受到完当受压翼缘扭转受到完的区格：的区格：对对其他情况时，其他情况时，全约束时，全约束时，当受压翼缘扭转受到完当受压翼缘扭转受到完的区格：的区格：对对( () )[ [] ]/1. 125. 185. 075. 0125. 10.850.852,,,,c1 cr1cc1c1 c,cr1c1c,cr1cr1cyc1cr1cffff> >- -- -£ £< <£ £l ls sl ll ls sl ls sl ls sl ls s= =时，时，当当= =时，时，当当＝＝时，时，当当作为参数：作为参数：= =的表达式，以的表达式，以③③c1计算时，先布置加劲肋，计算时，先布置加劲肋，再计算各区格的平均作再计算各区格的平均作用应力和相应的临界应用应力和相应的临界应力，使其满足稳定条件。

力，使其满足稳定条件Ⅱ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Ⅱ在受拉翼缘与纵向加劲在受拉翼缘与纵向加劲））) )2 2( (2 2 图图 设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋加劲肋构造和截面尺寸加劲肋构造和截面尺寸（（1 1）双侧配置的横肋）双侧配置的横肋bsh0≧≧/30 ～40ts≧≧bs/15（（2 2）横向加劲肋间距）横向加劲肋间距h00.5h0≦a ≦ 2（（3 3）腹板同时设横肋和纵肋，相交处切断纵肋）腹板同时设横肋和纵肋，相交处切断纵肋, , 横肋连续横肋连续h h0 0z zbstsz z（单侧增加（单侧增加20%20%））y y图图 加劲肋构造加劲肋构造（（4 4）加劲肋的刚度）加劲肋的刚度 横向横向：纵向纵向：h h0 0z zbstsz z085. 0ha≤085. 0ha＞＞y yy yy y图图 加劲肋构造加劲肋构造 （（6 6）横向加劲肋切角）横向加劲肋切角 （（7 7）直接受动荷的梁）直接受动荷的梁, ,中间中间横肋下端不应与受拉翼缘焊接横肋下端不应与受拉翼缘焊接, ,下面留下面留 有有50-100mm50-100mm缝隙。

缝隙bs/3(≤40)bs/2(≤60)z z50-100z z （（5 5）大型梁，可采用以肢尖焊于腹板的角钢加劲肋，）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其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩图图 加劲肋构造加劲肋构造支承加劲肋的计算支承加劲肋的计算1.1.腹板平面外的稳定性腹板平面外的稳定性( (绕绕z z轴轴):):按轴心压杆计算按轴心压杆计算截面面积：加劲肋面积截面面积：加劲肋面积+2+2c cyfc=15tw235计算长度：计算长度：h h0 0F--F--集中荷载或支座反力集中荷载或支座反力φ——稳定系数稳定系数 由由 λ= λ= h h0 0/i/iz z 按按b b类查表类查表 iz z ——绕绕z z轴的回转半径轴的回转半径z zfAF £jz zc c cc c ctsF FF Fz z图图 支承加劲肋支承加劲肋2.2.端面承压强度端面承压强度A Ace——端面承压面积端面承压面积 z zt≤2ttsF FF FA AceA Acef fce——钢材端面承压强度设计值钢材端面承压强度设计值3.3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝支承加劲肋与腹板的连接焊缝wfwffflhF£å =7. 0t图图5.26 5.26 支承加劲肋支承加劲肋是否满足要求。

是否满足要求承加劲肋试验算该梁承加劲肋试验算该梁在次梁连接处设置有支在次梁连接处设置有支手工焊钢，焊条为钢，焊条为，钢材为，钢材为设计值设计值，，标准值为标准值为梁传来的集中荷载，梁传来的集中荷载，承受由次承受由次面简支梁，面简支梁，工作平台的主梁为等截工作平台的主梁为等截[ [例例] ]4343系列系列, ,235235256256201201E EQ QkNkNkNkN[ [解解] ① ] ① 计算截面特性计算截面特性图图5.27 5.27 例例5.25.2图图② ② 内力计算内力计算③ ③ 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④④ 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⑤ ⑤ 刚度验算刚度验算刚度满足要求刚度满足要求⑥ 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mmmm15001500为为则取横向加劲肋的间距则取横向加劲肋的间距肋，肋，的腹板上配置支承加劲的腹板上配置支承加劲首先应在有集中荷载处首先应在有集中荷载处⑥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30×50焊缝：▲ 计算加劲肋与腹板的角▲ 验算端面承压强度：：2)2)支座加劲肋的截面验算：支座加劲肋的截面验算：。