第二章平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)什么？難點(diǎn)和重點(diǎn)？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)2.1概述2.1.1平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用

應(yīng)用：工業(yè)廠房中的設(shè)備支承平臺(tái)、走道平臺(tái)、檢修平臺(tái)、操作平臺(tái)等。民用建筑中的樓層和立體車庫(kù)等。

分類：室內(nèi)平臺(tái)、室外平臺(tái)、承受靜力荷載和承受動(dòng)力荷載平臺(tái)以及生產(chǎn)輔助平臺(tái)和重、中、輕型操作平臺(tái)等。

權(quán)重：約占廠房全部結(jié)構(gòu)用鋼量的30％。

設(shè)計(jì)考慮：工藝生產(chǎn)的要求，平臺(tái)布置、選材、制造安裝等方面注意結(jié)構(gòu)的合理性。2.1.2平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)類型根據(jù)使用荷載不同分類：一般平臺(tái)(即輕型平臺(tái))：使用荷載2kN／m2左右;

如人行走道、單軌吊車檢修等的通行平臺(tái)。普通操作平臺(tái)：使用荷載4.0～8.0kN／m2如檢修平臺(tái)、有小型設(shè)備及少量堆料的操作平臺(tái)、施工平臺(tái)等；重型操作平臺(tái)：使用荷載為10.0kN／m2以上或有行車及振動(dòng)荷載的平臺(tái)。

如爐頂平臺(tái)、煉鋼車間操作平臺(tái)、鑄錠平臺(tái)、軋鋼車間均熱爐平臺(tái)及電爐操作平臺(tái)2.1.3平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)布置一、結(jié)構(gòu)布置要求：1.滿足使用功能和生產(chǎn)工藝操作的的凈空要求。一般通行平臺(tái)凈空高度不小于1.9m，寬度不應(yīng)小于o.7m，局部最小寬度不得小于o.4m。2.考慮平臺(tái)上較大固定設(shè)備的位置以及大直徑管道等的吊掛位置，盡量將這些荷載直接作用平臺(tái)粱、柱上.3.輕型平臺(tái)利用廠房結(jié)構(gòu)及其他承重結(jié)構(gòu)的條件，將平臺(tái)的梁、板支承在廠房柱及大型設(shè)備或其他結(jié)構(gòu)上。4.較大動(dòng)力荷載或有重型設(shè)備、重儲(chǔ)物的平臺(tái)，宜與廠房柱脫開(kāi)，直接支承于獨(dú)立柱上。5。重型平臺(tái)一側(cè)支承于廠房柱或建筑物墻體，另一側(cè)設(shè)獨(dú)立柱。應(yīng)加設(shè)柱間支撐。二梁格布置充分利用鋪板的允許跨距合理布置梁格簡(jiǎn)式梁格：只有主梁，適用于梁跨度較小的情況；普通式梁格：有次梁和主梁，次粱支承于主梁上；復(fù)式梁格：除主梁和縱向次粱外，還有支承于縱向次梁上的橫向次梁。三、平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、傳力路線和受力特點(diǎn)（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(diǎn)①豎向荷載為主要荷載；②板有單向和雙向之分，鋼板常以變形控制；③梁分次梁、主梁，可連續(xù)或單跨；④柱兩端常用鉸接，為軸壓桿。2.2平臺(tái)鋪板設(shè)計(jì)一、平臺(tái)鋪板構(gòu)造類型輕型鋼鋪板：有花紋鋼板、帶肋鋼板和沖泡鋼板等。混凝土預(yù)制板：使用比較方便，梁的間距可較大壓型鋼板與鋼筋混凝土組合樓板：鋼板單受力、混凝土單受力、共同受力二、平臺(tái)板計(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2.3鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)柱與平臺(tái)支撐一、鋼平臺(tái)柱

1.

一般宜設(shè)計(jì)成等截面柱：實(shí)腹柱、格構(gòu)柱

2.一般按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。柱的長(zhǎng)細(xì)比不宜大于150

3.柱上下兩端一般設(shè)計(jì)為鉸接，對(duì)于承受較大荷載的柱，應(yīng)設(shè)計(jì)成上端為鉸接，下端為剛接。4.柱腳底板厚度按柱基礎(chǔ)對(duì)底板的反壓力所產(chǎn)生的彎矩計(jì)算定，但不得小于柱肢的最小厚度及10mm。二、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)的合理三.

平臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐

（1）柱間支撐設(shè)計(jì)的原則①用雙向柱間支撐抵抗水平力；（柱按軸壓設(shè)計(jì)）②支撐布置在柱列中部以減小溫度效應(yīng)；③支撐常按柔性交叉設(shè)計(jì)。（2）平臺(tái)水平支撐設(shè)計(jì)原則①平臺(tái)水平支撐一般為柔性交叉支撐；②安裝時(shí)用水平支撐調(diào)節(jié)梁的相對(duì)位置；③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。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)2.4平臺(tái)梁的設(shè)計(jì)鋼平臺(tái)梁一般宜設(shè)計(jì)成截面不變的熱軋普通工字鋼或槽鋼.2鋼平臺(tái)梁的撓度不應(yīng)大于下列數(shù)值：設(shè)有重軌道的梁l/600沒(méi)有軌道的主梁l/400沒(méi)有軌道的其它梁l/250平臺(tái)梁設(shè)計(jì)一般可不考慮塑性變形

一、截面選擇

原則：強(qiáng)度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟(jì)性等要求 1、截面高度 （1）容許最大高度hmax—凈空要求； （2）容許最小高度hmin

由剛度條件確定，以簡(jiǎn)支梁為例,取荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk：（3）梁的經(jīng)濟(jì)高度he

經(jīng)驗(yàn)公式：2、腹板高度hw

因翼緣厚度較小，可取hw比h稍小，滿足50的模數(shù)。3、腹板厚度tw

由抗剪強(qiáng)度確定： 一般按上式求出的tw較小，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：構(gòu)造要求：4、初選翼緣寬度bf： ：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：一般bf以10mm為模數(shù)，t以2mm為模數(shù),且不小于8mm。bfhwh1httwxx二、截面驗(yàn)算

截面確定后，求得截面幾何參數(shù)Ix

WxIyWy

等。 1、強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局壓強(qiáng)度、折算應(yīng)力；p14

2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算； 3、局部穩(wěn)定驗(yàn)算，對(duì)于腹板一般通過(guò)加勁肋來(lái)保證 4、剛度驗(yàn)算； 5、動(dòng)荷載作用，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。三、焊接組合梁截面沿長(zhǎng)度的改變

一般來(lái)講，截面M沿L改變，為節(jié)約鋼材，將M較小區(qū)段的梁截面減小，截面的改變有兩種方式：1、改變翼緣板截面（1）單層翼緣板，一般改變bf，而t不變，做法如圖：bfbf’12.5（a）（b）l~l/6~l/6M1M1M

（2）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷

點(diǎn)計(jì)算確定，做法如圖：

為了保證，斷點(diǎn)處能正常工作，實(shí)際斷點(diǎn)外伸長(zhǎng)度l1應(yīng)滿足： lM1M1l1l1

1）端部有正面角焊縫時(shí)：當(dāng)hf

≥0.75t1時(shí)：l1

≥b1

當(dāng)hf

<0.75t1時(shí)：l1

≥1.5b12）端部無(wú)正面角焊縫時(shí)：l1

≥2b1

b1、t1---外層翼緣板的寬度和厚度；hf--焊腳尺寸。lM1M1l1l12、改變梁高

具體做法如圖：h≥h/2h≥h/2抵緊焊接l/6~l/5四、焊接組合梁翼緣焊縫計(jì)算單位長(zhǎng)度上的焊縫剪力＝腹板剪力V1：將腹板剪力V1代入下式

當(dāng)有集中力作用而又未設(shè)加勁肋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行折算應(yīng)力計(jì)算：2.5梁的拼接、連接和支座一、梁的拼接1、型鋼梁的拼接：2、組合梁的拼接：焊接拼接①對(duì)接焊?。┮砭墝?duì)接焊縫與腹板對(duì)接焊縫盡可能錯(cuò)開(kāi)距離；ⅱ）腹板對(duì)接焊縫離開(kāi)加勁板距離大于10tw

；ⅲ）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ⅳ）上、下翼緣對(duì)接縫開(kāi)V型坡口，便于俯焊；ⅴ）預(yù)留一段翼緣與腹板間的焊縫到工地焊，以減少焊接應(yīng)力。組合梁的拼接：≥10tw~500~50012344551245345拼接處對(duì)接焊縫不能與基本金屬等強(qiáng)時(shí),受拉翼緣焊縫應(yīng)計(jì)算確定；翼緣拼接板的內(nèi)力應(yīng)按下式計(jì)算:N1=AfnfAfn--被拼接翼緣板凈截面面積。腹板拼接板及其連接承擔(dān)的內(nèi)力為：1）拼接截面處的全部剪力v；2）按剛度分配到腹板上的彎矩Mw：

②拼接板焊接?。┮砭壠唇影寮爸苓吅缚p受力

式中——梁翼緣板中心到梁中和軸的距離——上翼緣板凈截面積ⅱ）腹板拼接板受全部剪力；ⅲ）腹板拼接板受彎距(2)高強(qiáng)螺拴拼接

①拼接應(yīng)用夾板，螺栓雙剪；②受力同拼接焊。二、主、次梁連接

(1)疊接：連接不須驗(yàn)算，安裝方便，可做連續(xù)次梁，占建筑空間高度大；

(2)平接：要驗(yàn)算，構(gòu)造復(fù)雜，不能傳遞彎矩，不占建筑空間。三、梁的支座

(1)傳遞壓力

①主梁支座處有加勁肋，突緣。加緊肋要保證穩(wěn)定性。②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