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文檔簡介

主要內容一、結構布置及結構形式二、平臺板的設計三、平臺梁的設計四、平臺柱網及柱間支撐五、軸壓實腹柱設計六、格構柱設計七、柱頭柱腳主要內容重點和難點1合理的結構布置2平臺結構中主要構件梁板柱的設計3梁板柱與其它相關構件的連接設計重點和難點一、結構布置及結構形式一、結構布置及結構形式1.平臺鋼結構的構成、傳力路線和受力特點(1)構成:板、次梁、主梁、柱、支撐;(2)傳力路線:豎向荷載→板→次梁→主梁→柱→基礎水平荷載→板→次梁→主梁→支撐/柱→基礎

(3)

受力特點

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,可連續或單跨;④

柱兩端常用鉸接,為軸壓桿。1.平臺鋼結構的構成、傳力路線和受力特點2.平臺構件的形式

(1)

板①

花紋鋼板焊接連接②

輕型預制鋼鋪板螺栓連接③

壓型鋼板鋼砼符合板抗剪銷連接2.平臺構件的形式2.平臺構件的形式

(2)

梁①次梁一般用型鋼,主梁一般用“工”型鋼或焊接“H”型鋼②支座方式有連續梁疊接合簡支梁平接,與柱連接時一般為鉸接2.平臺構件的形式2.平臺構件的形式(3)柱①實腹柱;②格構柱。

2.平臺構件的形式二、平臺板的設計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、撓度二、平臺板的設計三、平臺梁的設計

梁的計算1.截面選擇2.強度驗算3.剛度計算4.梁的整體穩定5.梁的局部穩定6.梁的拼接7.主次梁連接8.主梁支座設計三、平臺梁的設計梁的計算1.截面選擇2.強度驗算3.1.截面選擇

(1)梁高估算

h應滿足三個條件

1.截面選擇(2)腹板厚度估算

(3)翼緣尺寸確定

平臺鋼結構設計課件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。:塑性截面發展系數。對工型截面:對箱形截面:;其他截面查規范,有疲勞荷載者:

2.強度驗算(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——抗剪強度設計值(2)剪應力:14(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)——集中荷載增大系數,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=014(3)局部壓應力:(有集中荷載,無加勁肋)(4)折算應力式中、、腹板計算高度邊緣同一點上同時產生的正應力,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:當異號時,=1.2,同號或=0時,=1.1

(4)折算應力3.剛度計算

——全部荷載標準值產生的撓度的容許值;(減去預拱值)

——可變荷載標準值產生的撓度的容許值。

預拱值一般為恒載+活載下的撓度值。3.剛度計算4.梁的整體穩定

符合下列情況之一時,可不計算梁的整體穩定性。①上翼緣由連接牢固的鋪板,能阻止其側移時;②梁受壓翼緣的自由長度與寬度之比不超過規定時;③箱形梁高h與腹板間隔寬度之比時,且;4.梁的整體穩定(2)不符合上述條件時,則:①在最大剛度平面內受彎時,應滿足;

——梁的整體穩定系數,按規范定;②在兩個主平面內受彎時,H形截面構件應滿足:

(3)無論何種情況,均要求梁的支座處應能防止截面扭轉。

(2)不符合上述條件時,則:5.梁的局部穩定

提高梁局部穩定的措施(1)增加厚度(2)設置加勁肋5.梁的局部穩定20

(1)組合梁翼緣板的局部穩定應符合下列要求:①工字型②箱形(2)組合梁腹板的局部穩定

2021

(2)組合梁腹板的局部穩定①加勁板的配置ⅰ)當時,當時宜設構造加勁肋,當時,不設加勁肋。ⅱ)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定性。

21(2)組合梁腹板的局部穩定ⅲ)當時,應受壓區配縱向加勁肋和橫肋加勁肋ⅳ)須滿足,國外限制標準為300(抵抗彎距

引起的壓力)ⅴ)梁的支座處和上翼緣受較大固定集中力處,宜設支承加勁肋;ⅵ)縱向加勁肋布置在腹板至

高度處(受壓區);ⅶ)橫向加勁肋間距一般為至。ⅲ)當時,應受壓區配縱向加勁肋②加勁肋的計算(分三種類型)ⅰ)僅配置橫向加勁肋ⅱ)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格ⅲ)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格②加勁肋的計算(分三種類型)③

加勁肋的構造和截面尺寸ⅰ)加勁肋一般雙面對稱配置ⅱ)橫肋外伸寬度,厚度;ⅲ)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)③加勁肋的構造和截面尺寸ⅳ)橫肋內側上、下段內斜角,寬,高,但不大于40X60。ⅴ)支承加勁肋應做整體穩定計算:,其中A——加勁肋和兩側范圍內的腹板面積,

構件長度取h。ⅳ)橫肋內側上、下段內斜角,寬,高,ⅵ)支承加勁肋應作端面承壓驗算;ⅶ)支承加勁肋下伸自由高度不大于厚度的2倍。ⅵ)支承加勁肋應作端面承壓驗算;6.梁的拼接焊接拼接①對接焊ⅰ)翼緣對接焊縫與腹板對接焊縫盡可能錯開距離;ⅱ)腹板對接焊縫離開加勁板距離大于;ⅲ)焊縫設在內力較小處,焊縫強度不足時可用斜焊縫ⅳ)上、下翼緣對接縫開V型坡口,便于俯焊;ⅴ)預留一段翼緣于腹板間的焊縫到工地焊,以減少焊接應力。6.梁的拼接②拼接板焊接ⅰ)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ⅱ)腹板拼接板受全部剪力;ⅲ)腹板拼接板受彎距②拼接板焊接(2)高強螺拴拼接

①拼接應用夾板,螺栓雙剪;②受力同拼接焊。(2)高強螺拴拼接7.主、次梁連接

(1)疊接:設計不須驗算,安裝方便,可做連續次梁,占建筑空間高度大;

7.主、次梁連接317.主、次梁連接

(2)平接:要驗算,構造復雜,不能傳遞彎距,不占建筑空間。317.主、次梁連接8.主梁支座設計(1)傳遞壓力

①主梁支座處有加勁肋,突緣。加緊肋要保證穩定性。②要有足夠的接觸面傳遞鋼-鋼,鋼-砼的壓力(2)鉸接支座轉動或滾動要符合設計要求;(3)要能夠傳遞一定的側向水平推力;(4)要便于安裝。8.主梁支座設計四、平臺柱網布置及平臺結構支撐

1.柱網布置原則

(1)按使用空間要求;(2)考慮標準化及建筑模數要求;(3)考慮綜合經濟指標的合理。四、平臺柱網布置及平臺結構支撐

2.

平臺結構支撐

(1)柱間支撐設計的原則①用雙向柱間支撐抵抗水平力;(柱按軸壓設計)②支撐布置在柱列中部以減小溫度效應;③支撐常按柔性交叉設計。2.

平臺結構支撐

2.

平臺結構支撐(2)平臺水平支撐設計原則①平臺水平支撐一般為柔性交叉支撐;②安裝時用水平支撐調節梁的相對位置;③當平臺平面內剛度較弱時,支撐將平臺水平力傳至柱間支撐。2.

平臺結構支撐五、軸壓實腹柱設計1.

設計原則(1)選擇回轉半徑箱對較大的對稱截面,提高柱的整體穩定和剛度;(2)兩個主軸方向的計算長細比盡可能接近,提高經濟性;(3)便于連接;(4)構造簡便,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。五、軸壓實腹柱設計2.設計步驟

(1)選擇截面類型,假定長細比,定截面規格;(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)驗算整體穩定;(6)由截面削弱試驗算強度;2.設計步驟(7)驗算局部穩定①工型腹板:

翼緣:②箱形③鋼管:(7)驗算局部穩定六、格構柱設計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.整體穩定驗算

(1)公式:,(式中按查表求得);

六、格構柱設計(2)對虛軸,去換算長細比查表取;①對雙肢組合件ⅰ)綴板:

ⅱ)綴條:②對四肢組合件ⅰ)綴板:

ⅱ)綴條:

(2)對虛軸,去換算長細比查表取;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)對單肢長細比的構造要求(單肢穩定)①綴條柱:為中較大值,;②綴板柱:,但當時,

平臺鋼結構設計課件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V13.剪力計算4.綴條驗算

(1)綴條內力:

: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)綴條穩定計算:

——考慮單面連接式強度折剪系數;4.綴條驗算(3)計算綴條連接時,強度折剪系數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)綴板內力:剪力:彎距:

(3)構造要求:

①綴板厚度且〉6mm;

②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。(3)計算綴條連接時,強度折剪系數0.85,受力取七、柱頭柱腳1.柱頭設計要求(1)滿足各傳力步驟的強度要求;(2)應盡可能減小偏心(3)為施工留有調節余地。七、柱頭柱腳七、柱頭柱腳2.柱頭分類(1)頂接(用于單層結構)①梁的支撐加勁肋對準柱的腹板②梁的支撐加勁肋對準柱的翼緣(有偏心)(2)側接(用于多層結構,柱連續)①接于柱翼緣②接于柱腹板七、柱頭柱腳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3、柱腳的形式4、柱腳的設計要求

(1)底板大小要滿足基礎砼的抗壓強度及邊緣構造要求;(2)底板厚度要滿足雙向板(四邊或三邊支承)的抗彎要求(3)靴梁要滿足抗彎要求;(4)靴梁和柱、靴梁和底板的焊縫連接要滿足強度要求;(5)柱腳設計要便于靴梁焊接;(6)底板與基礎頂面之摩擦抵抗,柱間支撐之水平分力,錨栓不受剪,摩擦系數為0.4(7)錨栓與錨栓空設計要考慮安裝余地,又要傳遞剪力。4、柱腳的設計要求主要內容一、結構布置及結構形式二、平臺板的設計三、平臺梁的設計四、平臺柱網及柱間支撐五、軸壓實腹柱設計六、格構柱設計七、柱頭柱腳主要內容重點和難點1合理的結構布置2平臺結構中主要構件梁板柱的設計3梁板柱與其它相關構件的連接設計重點和難點一、結構布置及結構形式一、結構布置及結構形式1.平臺鋼結構的構成、傳力路線和受力特點(1)構成:板、次梁、主梁、柱、支撐;(2)傳力路線:豎向荷載→板→次梁→主梁→柱→基礎水平荷載→板→次梁→主梁→支撐/柱→基礎

(3)

受力特點

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,可連續或單跨;④

柱兩端常用鉸接,為軸壓桿。1.平臺鋼結構的構成、傳力路線和受力特點2.平臺構件的形式

(1)

板①

花紋鋼板焊接連接②

輕型預制鋼鋪板螺栓連接③

壓型鋼板鋼砼符合板抗剪銷連接2.平臺構件的形式2.平臺構件的形式

(2)

梁①次梁一般用型鋼,主梁一般用“工”型鋼或焊接“H”型鋼②支座方式有連續梁疊接合簡支梁平接,與柱連接時一般為鉸接2.平臺構件的形式2.平臺構件的形式(3)柱①實腹柱;②格構柱。

2.平臺構件的形式二、平臺板的設計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、撓度二、平臺板的設計三、平臺梁的設計

梁的計算1.截面選擇2.強度驗算3.剛度計算4.梁的整體穩定5.梁的局部穩定6.梁的拼接7.主次梁連接8.主梁支座設計三、平臺梁的設計梁的計算1.截面選擇2.強度驗算3.1.截面選擇

(1)梁高估算

h應滿足三個條件

1.截面選擇(2)腹板厚度估算

(3)翼緣尺寸確定

平臺鋼結構設計課件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。:塑性截面發展系數。對工型截面:對箱形截面:;其他截面查規范,有疲勞荷載者:

2.強度驗算(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——抗剪強度設計值(2)剪應力:62(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)——集中荷載增大系數,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=014(3)局部壓應力:(有集中荷載,無加勁肋)(4)折算應力式中、、腹板計算高度邊緣同一點上同時產生的正應力,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:當異號時,=1.2,同號或=0時,=1.1

(4)折算應力3.剛度計算

——全部荷載標準值產生的撓度的容許值;(減去預拱值)

——可變荷載標準值產生的撓度的容許值。

預拱值一般為恒載+活載下的撓度值。3.剛度計算4.梁的整體穩定

符合下列情況之一時,可不計算梁的整體穩定性。①上翼緣由連接牢固的鋪板,能阻止其側移時;②梁受壓翼緣的自由長度與寬度之比不超過規定時;③箱形梁高h與腹板間隔寬度之比時,且;4.梁的整體穩定(2)不符合上述條件時,則:①在最大剛度平面內受彎時,應滿足;

——梁的整體穩定系數,按規范定;②在兩個主平面內受彎時,H形截面構件應滿足:

(3)無論何種情況,均要求梁的支座處應能防止截面扭轉。

(2)不符合上述條件時,則:5.梁的局部穩定

提高梁局部穩定的措施(1)增加厚度(2)設置加勁肋5.梁的局部穩定68

(1)組合梁翼緣板的局部穩定應符合下列要求:①工字型②箱形(2)組合梁腹板的局部穩定

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(2)組合梁腹板的局部穩定①加勁板的配置ⅰ)當時,當時宜設構造加勁肋,當時,不設加勁肋。ⅱ)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定性。

21(2)組合梁腹板的局部穩定ⅲ)當時,應受壓區配縱向加勁肋和橫肋加勁肋ⅳ)須滿足,國外限制標準為300(抵抗彎距

引起的壓力)ⅴ)梁的支座處和上翼緣受較大固定集中力處,宜設支承加勁肋;ⅵ)縱向加勁肋布置在腹板至

高度處(受壓區);ⅶ)橫向加勁肋間距一般為至。ⅲ)當時,應受壓區配縱向加勁肋②加勁肋的計算(分三種類型)ⅰ)僅配置橫向加勁肋ⅱ)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格ⅲ)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格②加勁肋的計算(分三種類型)③

加勁肋的構造和截面尺寸ⅰ)加勁肋一般雙面對稱配置ⅱ)橫肋外伸寬度,厚度;ⅲ)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)③加勁肋的構造和截面尺寸ⅳ)橫肋內側上、下段內斜角,寬,高,但不大于40X60。ⅴ)支承加勁肋應做整體穩定計算:,其中A——加勁肋和兩側范圍內的腹板面積,

構件長度取h。ⅳ)橫肋內側上、下段內斜角,寬,高,ⅵ)支承加勁肋應作端面承壓驗算;ⅶ)支承加勁肋下伸自由高度不大于厚度的2倍。ⅵ)支承加勁肋應作端面承壓驗算;6.梁的拼接焊接拼接①對接焊ⅰ)翼緣對接焊縫與腹板對接焊縫盡可能錯開距離;ⅱ)腹板對接焊縫離開加勁板距離大于;ⅲ)焊縫設在內力較小處,焊縫強度不足時可用斜焊縫ⅳ)上、下翼緣對接縫開V型坡口,便于俯焊;ⅴ)預留一段翼緣于腹板間的焊縫到工地焊,以減少焊接應力。6.梁的拼接②拼接板焊接ⅰ)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ⅱ)腹板拼接板受全部剪力;ⅲ)腹板拼接板受彎距②拼接板焊接(2)高強螺拴拼接

①拼接應用夾板,螺栓雙剪;②受力同拼接焊。(2)高強螺拴拼接7.主、次梁連接

(1)疊接:設計不須驗算,安裝方便,可做連續次梁,占建筑空間高度大;

7.主、次梁連接797.主、次梁連接

(2)平接:要驗算,構造復雜,不能傳遞彎距,不占建筑空間。317.主、次梁連接8.主梁支座設計(1)傳遞壓力

①主梁支座處有加勁肋,突緣。加緊肋要保證穩定性。②要有足夠的接觸面傳遞鋼-鋼,鋼-砼的壓力(2)鉸接支座轉動或滾動要符合設計要求;(3)要能夠傳遞一定的側向水平推力;(4)要便于安裝。8.主梁支座設計四、平臺柱網布置及平臺結構支撐

1.柱網布置原則

(1)按使用空間要求;(2)考慮標準化及建筑模數要求;(3)考慮綜合經濟指標的合理。四、平臺柱網布置及平臺結構支撐

2.

平臺結構支撐

(1)柱間支撐設計的原則①用雙向柱間支撐抵抗水平力;(柱按軸壓設計)②支撐布置在柱列中部以減小溫度效應;③支撐常按柔性交叉設計。2.

平臺結構支撐

2.

平臺結構支撐(2)平臺水平支撐設計原則①平臺水平支撐一般為柔性交叉支撐;②安裝時用水平支撐調節梁的相對位置;③當平臺平面內剛度較弱時,支撐將平臺水平力傳至柱間支撐。2.

平臺結構支撐五、軸壓實腹柱設計1.

設計原則(1)選擇回轉半徑箱對較大的對稱截面,提高柱的整體穩定和剛度;(2)兩個主軸方向的計算長細比盡可能接近,提高經濟性;(3)便于連接;(4)構造簡便,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。五、軸壓實腹柱設計2.設計步驟

(1)選擇截面類型,假定長細比,定截面規格;(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)驗算整體穩定;(6)由截面削弱試驗算強度;2.設計步驟(7)驗算局部穩定①工型腹板:

翼緣:②箱形③鋼管:(7)驗算局部穩定六、格構柱設計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.整體穩定驗算

(1)公式:,(式中按查表求得);

六、格構柱設計(2)對虛軸,去換算長細比查表取;①對雙肢組合件ⅰ)綴板:

ⅱ)

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