平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).ppt

第八章 平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),學(xué)什么？ 難點(diǎn)和重點(diǎn)？,主要內(nèi)容 一、結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式 二、平臺(tái)板的設(shè)計(jì) 三、平臺(tái)梁的設(shè)計(jì) 四、平臺(tái)柱網(wǎng)及柱間支撐 五、軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì) 六、格構(gòu)柱設(shè)計(jì) 七、柱頭柱腳,重點(diǎn)和難點(diǎn) 1 合理的結(jié)構(gòu)布置 2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件梁板柱的設(shè)計(jì) 3 梁板柱與其它相關(guān)構(gòu)件的連接設(shè)計(jì),一、結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)形式,1.平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、傳力路線(xiàn)和受力特點(diǎn) （1）構(gòu)成：板、次梁、主梁、柱、支撐； （2）傳力路線(xiàn)： 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(diǎn) 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(tái)構(gòu)件的形式 （1） 板 花紋鋼板焊接連接 輕型預(yù)制鋼鋪板螺栓連接 壓型鋼板鋼砼符合板抗剪銷(xiāo)連接,2.平臺(tái)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(jiǎn)支梁平接，與柱連接時(shí) 一般為鉸接,2.平臺(tái)構(gòu)件的形式 （3） 柱 實(shí)腹柱； 格構(gòu)柱。,二、平臺(tái)板的設(shè)計(jì) 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(yù)制板 2、計(jì)算 單向簡(jiǎn)支板、四邊簡(jiǎn)支雙向板 控制值：彎曲強(qiáng)度、撓度,三、平臺(tái)梁的設(shè)計(jì),梁的計(jì)算,1. 截面選擇,2. 強(qiáng)度驗(yàn)算,3. 剛度計(jì)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(jì),1. 截面選擇 （1）梁高估算 h應(yīng)滿(mǎn)足三個(gè)條件,（2）腹板厚度估算 （3）翼緣尺寸確定,2. 強(qiáng)度驗(yàn)算 （1）正應(yīng)力 單向彎曲： 雙向彎曲： 式中 相對(duì)于 處的對(duì)x軸，y軸的凈截面抗彎模量。 ：塑性截面發(fā)展系數(shù)。對(duì)工型截面： 對(duì)箱形截面： ；其他截面查規(guī)范， 有疲勞荷載者：,（2）剪應(yīng)力： 式中：S計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積距； V剪力 腹板厚度 I毛面積慣性距 抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,16,（3）局部壓應(yīng)力：（有集中荷載，無(wú)加勁肋） F集中荷載（考慮動(dòng)力系數(shù)） 集中荷載增大系數(shù)，對(duì)重級(jí)工作制吊車(chē)梁 =1.35。其他 1.0； ，a=50mm, 梁頂支腹板計(jì)算高度之距離， 軌道高度， 對(duì)無(wú)軌梁 =0,（4）折算應(yīng)力 式中 、 、 腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的正應(yīng)力，剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力。 以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。 式中： 梁凈截面慣距； 所計(jì)算點(diǎn)之中和軸距離 強(qiáng)度增大系數(shù)：當(dāng) 異號(hào)時(shí)， 1.2， 同號(hào)或 =0時(shí)， =1.1,3.剛度計(jì)算 全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度 的容許值； （減去預(yù)拱值） 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度的容許值。 預(yù)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(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(guò)規(guī)定時(shí)； 箱形梁高h(yuǎn)與腹板間隔寬度 之比 時(shí)， 且 ；,(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(mǎn)足 ； 梁的整體穩(wěn)定系數(shù)，按規(guī)范定； 在兩個(gè)主平面內(nèi)受彎時(shí)，H形截面構(gòu)件應(yīng)滿(mǎn)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)。,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(yīng)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(dāng) 時(shí)，當(dāng) 時(shí)宜設(shè)構(gòu)造加勁肋， 當(dāng) 時(shí)，不設(shè)加勁肋。 ) 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)配橫向加勁肋，并 計(jì)算橫向加勁肋間距和腹板局部穩(wěn)定性。,） 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)受壓區(qū)配縱向加勁肋和橫肋加勁肋 ） 須滿(mǎn)足 ，國(guó)外限制標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算（分三種類(lèi)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, 加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸 ）加勁肋一般雙面對(duì)稱(chēng)配置 ）橫肋外伸寬度 ，厚度 ; ) 在同時(shí)有橫、縱向肋時(shí)； 橫肋截面對(duì)梁軸（z軸）應(yīng)滿(mǎn)足： 縱肋截面對(duì)腹板中心（y軸）應(yīng)滿(mǎn)足： (當(dāng) 時(shí)) （當(dāng) 時(shí)）,）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(yīng)做整體穩(wěn)定計(jì)算： ， 其中A加勁肋和兩側(cè) 范圍內(nèi)的腹板面積， 構(gòu)件長(zhǎng)度取h。,）支承加勁肋應(yīng)作端面承壓驗(yàn)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(duì)接焊 ）翼緣對(duì)接焊縫與腹板對(duì)接焊縫盡可能錯(cuò)開(kāi)距離； ）腹板對(duì)接焊縫離開(kāi)加勁板距離大于 ； ）焊縫設(shè)在內(nèi)力較小處，焊縫強(qiáng)度不足時(shí)可用 斜焊縫 ）上、下翼緣對(duì)接縫開(kāi)V型坡口，便于俯焊； ）預(yù)留一段翼緣于腹板間的焊縫到工地焊，以 減少焊接應(yīng)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(qiáng)螺拴拼接 拼接應(yīng)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(jì)不須驗(yàn)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(yàn)算，構(gòu)造復(fù)雜，不能傳遞彎距， 不占建筑空間。,8. 主梁支座設(shè)計(jì) (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(dòng)或滾動(dòng)要符合設(shè)計(jì)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(tái)柱網(wǎng)布置及平臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)化及建筑模數(shù)要求； （3）考慮綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理。,2. 平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 （1）柱間支撐設(shè)計(jì)的原則 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)； 支撐常按柔性交叉設(shè)計(jì)。,2. 平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐 （2）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； 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)，支撐將平臺(tái)水平力傳至柱間支撐。,五、軸壓實(shí)腹柱設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)原則 （1）選擇回轉(zhuǎn)半徑箱對(duì)較大的對(duì)稱(chēng)截面，提高柱的整體穩(wěn)定和剛度； （2）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； （3）便于連接； （4）構(gòu)造簡(jiǎn)便，制造省工； （5）盡可能選用可直接采購(gòu)的型材，如H型鋼管及圓管、方管。,2.設(shè)計(jì)步驟 （1）選擇截面類(lèi)型，假定長(zhǎng)細(xì)比，定截面規(guī)格； （2）確定柱高，柱支座點(diǎn)位置、形式； （3）計(jì)算 ，驗(yàn)算 ； =150 柱，吊車(chē)梁下支撐200 （4）查表求 ，選較小者 ； （5）驗(yàn)算整體穩(wěn)定 ； （6）由截面削弱試驗(yàn)算強(qiáng)度 ；,（7）驗(yàn)算局部穩(wěn)定 工型 腹板： 翼緣： 箱形 鋼管：,六、 格構(gòu)柱設(shè)計(jì) 1.截面選擇 （1）單肢截面面積： （假定長(zhǎng)細(xì)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(zhǎng)細(xì)比修正）。 2.整體穩(wěn)定驗(yàn)算 （1）公式： ，（式中 按 查表求得）；,（2）對(duì)虛軸，去換算長(zhǎng)細(xì)比查表取 ； 對(duì)雙肢組合件 ）綴板： ）綴條： 對(duì)四肢組合件 ）綴板： ）綴條：,式中： 為單肢對(duì)1-1軸的長(zhǎng)細(xì)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(duì)單肢長(zhǎng)細(xì)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(dāng) 時(shí)，,3.剪力計(jì)算 最大剪力V： ， 剪力由綴材面承擔(dān)； 單個(gè)綴材面上為V1,4.綴條驗(yàn)算 (1) 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 (2) 綴條穩(wěn)定計(jì)算： 考慮單面連接式強(qiáng)度折剪系數(shù)；,(3) 計(jì)算綴條連接時(shí)，強(qiáng)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(jì)算 (1)假定反彎點(diǎn)在各桿件之中點(diǎn)； (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(xiàn)剛度之和不得小于柱較大 分肢線(xiàn)剛度的6倍。,七、 柱頭柱腳 1.柱頭設(shè)計(jì)要求 （1）滿(mǎn)足各傳力步驟的強(qiáng)度要求； （2）應(yīng)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(lèi) (1) 頂接（用于單層結(jié)構(gòu)） 梁的支撐加勁肋對(duì)準(zhǔn)柱的腹板 梁的支撐加勁肋對(duì)準(zhǔn)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(kuò)散壓力,4、柱