第七章平台钢结构设计
第七章钢结构的连接和节点构造(四)
取格板弯矩最大值的M 取格板弯矩最大值的 m ax来计算板的厚度
6Mmax t≥ f
应注意将靴梁和隔板布置的使各区格板的弯矩 接 近 。 底 板 的 厚 度 一 般 取 20 ～ 40mm ， 最 小 厚 度 40mm ≥14mm,以保证底板有足够的刚度。 14mm,以保证底板有足够的刚度。 mm,以保证底板有足够的刚度
3）靴梁的计算 ） 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝； 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝；另一 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。偏安全地不考虑柱 与底板直接连接的焊缝受力。 与底板直接连接的焊缝受力。靴梁的高度由靴梁与柱的 连接焊缝决定(不应大于 连接焊缝决定 不应大于60hf) 。 不应大于 靴梁承受基础底面传来的均匀反力， 靴梁承受基础底面传来的均匀反力，按支承于柱边 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力. 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力 两块靴梁板 M=qBl2/2 , V=qBl l—靴梁板外挑长度 靴梁板外挑长度 4）隔板与肋板的计算 ） 隔板厚度不得小于其宽度的1/50，一般可取比靴梁的 ， 隔板厚度不得小于其宽度的 厚度小些。 厚度小些。隔板可视为支承在靴梁上的简支梁计算其强 度及连接焊缝。 度及连接焊缝。
七、单层框架的刚性连接
单层单跨钢框架横梁与柱的连接都 是刚性连接， 、 和 属于加腋节点 属于加腋节点。 是刚性连接，b、d和e属于加腋节点。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。
第十一节 柱脚设计 柱脚的作用是把柱固定于基础，并把柱所受的力 柱脚的作用是把柱固定于基础， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构，其强度 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。刚 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式(也称外露 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式 也称外露 式)、埋入式(也称插入式 、外包式三种。铰接柱脚均 、埋入式 也称插入式)、外包式三种。 也称插入式 为支承式。 为支承式。
钢结构设计手册读书记录
《钢结构设计手册》读书记录1. 导读与概览在开始阅读这本《钢结构设计手册》我已经对钢结构设计领域有一定的了解和兴趣。
此书为我提供了一个系统全面的视角来重新审视和学习钢结构设计的知识体系。
在阅读导读与概览部分后，我对本书的整体结构、内容以及其在钢结构设计领域的重要性有了初步的认识。
导览部分简述了书籍的整体布局和章节安排。
通过这一章节，我了解到了书籍涵盖的主题广泛，包括了钢结构的基本原理、设计准则、结构选型、构件计算等核心内容。
还介绍了钢结构在桥梁、建筑、工业设施等领域的应用实例，展示了钢结构设计的多样性和实用性。
概览部分则对钢结构设计进行了全面的概述。
这一部分介绍了钢结构的发展历程、特点以及发展趋势。
通过对比其他建筑结构形式，我了解到钢结构具有强度高、自重轻、施工速度快等优点，但同时也存在着成本较高、防火性能较差等缺点。
书中也详细介绍了钢结构的广泛应用领域和前景，使我更加深刻地认识到钢结构在现代社会中的重要地位。
在阅读过程中，我对书中提到的钢结构设计方法、原则和技巧产生了极大的兴趣。
对于已经掌握的基础知识，我进行了巩固和深化；对于尚未接触到的知识领域，我产生了强烈的求知欲望和好奇心。
书中的案例分析和实践应用部分也让我对钢结构设计的实际操作有了更直观的认识。
通过阅读导读与概览部分，我对《钢结构设计手册》有了深入的了解和认识。
我对书中将涉及的领域充满兴趣，并对书中的内容充满了期待。
在接下来的阅读过程中，我将深入学习书中的理论知识，结合案例分析进行实践操作，以期提高自己的钢结构设计能力。
1.1 手册背景及作者简介在我追寻建筑工程知识的过程中，一本特别的书籍吸引了我的注意——《钢结构设计手册》。
这本手册不仅仅是一本关于钢结构设计的专业书籍，更是一部集理论与实践于一体的杰作。
在当前建筑行业迅猛发展的背景下，钢结构设计的重要性日益凸显，这本手册应运而生，旨在为工程师和设计师们提供全面、系统的指导。
该手册的编纂背景源于建筑行业中钢结构设计的广泛应用和日益增长的需求。
钢结构设计规范
钢结构设计规范第一章总结第二章材料第三章基本设计规定第四章受弯构件的计算第五章轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算第六章疲劳计算第七章连接计算第八章构造要求第九章塑性设计第十章钢管结构章第十一章圆钢、小角钢的轻型钢结构第十二章钢与混凝土组合梁附录一梁的整体稳定系数附录二梁腹板局部稳定的计算附录三轴心受压构件的稳定系数附录四柱的计算长度系数附录五疲劳计算的构件和连接分类附录六螺栓的有效面积附录七非法定计量单位与法定计量单位的换算关系第一章总则第1.0.1条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。
第1.0.3条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》(CBJ68-84)）制订的。
第1.0.4条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。
第1.0.5条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。
此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。
第1.0.6条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。
第二章材料第2.0.1条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。
承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn 钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。
钢结构讲义7
l w1
N max 4 0.7 h f f
w f
2hf
跨度大，取大值
12
拼接角钢长度 L 2 lw1 10mm (40 ~ 60) cm 铲棱切肢削弱一般不超过截面积的15％ ，
r
(t+ h f +5)mm
对下弦，削弱部分由节点板承担，节点板与弦杆之间 的焊缝②受力为：
loy l
因拉杆少、本身刚度大、 嵌固弱，下端铰接
十字形截面和单角钢：lo 0.9 l 因屈曲时，沿斜截面，即不是平面内也不是平面外。 再分式：oy l1 ( 0.75 0.25 N 2 N1 ) l N1：较大压力 压正、拉负 N2：较小压力或拉力 N N N1段：lox l l1 平面内计算长度 9 N2段：lox 0.8 l
跨度小于等于24m。
2
缺点： 它的外形与均布荷载的弯矩图不相适应， 跨中M大，h大，杆力N小 内力分布不均 支座处M小，h更小，杆力N大 支座处，杆件间的夹角过小，节点难于处理。 改进 梯形屋架： 适用于坡度较为平缓的无檩屋盖，它的形状 与简支受弯构件的弯矩图接近，弦杆内力分 布均匀，可与柱铰接也可刚接。 无虚线时，腹杆体系为人字式 有虚线时，腹杆体系为再分式 单斜式
封 闭 结 合
150~200
非 封 闭 结 合
封 闭 结 合
l0 l
铰接
刚接
非 封 闭 结 合
内移尺寸
4
l0 l (300 ~ 400)
（柱宽） l0 l 2 （内移尺寸） l0 l 2
屋架高度：指跨中的最大高度。 跨中高度： h h 0 1 2 l i h0：屋架端部高度； i：坡度 0 三角形屋架 陡坡梯形屋架 铰接： h0＝ 0.5～1.0 m 1.8～2.1 m 缓坡梯形屋架 注意：实际是先确定跨中高度，后确定 h0 。 起拱：对跨度较大的桁架，在横向荷载作用下将产生很大 的挠度，有损外观并可能影响桁架的正常使用。宜采用起 拱，即预先给桁架一个向上的反挠度，以抵消桁架受荷后 产生的部分挠度。 三角形屋架 l ≥15m时，起拱。 梯形、平行弦屋架 l ≥24m时， 5 起拱。 起拱高度 l 500 ，且以5mm为模数
结构抗震第七章
中心支撑的类型 a.X形支撑；b.单心支撑类型 （a）门架式 1；（b）门架式 2 ；（c）单斜杆式； （d）人字形式；（e）V 字形式
（3）框架－剪力墙板体系 ☺ 框架－剪力墙板体系是以钢框架为主体，并配置一定数量 的抗震墙板。 ☺ 剪力墙板主要类型：① 钢抗震墙板② 内藏钢板支撑的混 凝土墙板③ 带竖缝的钢筋混凝土剪力墙板
第三节 钢结构房屋抗震计算要求和抗震构造措施
一、钢结构房屋抗震计算要求 （一）计算模型的选定 结构规则，质量及刚度沿高度分布均匀，不计扭转效应 时，采用平面结构计算模型；否则采用空间计算模型。 （二）地震作用的计算 不超过12层的多高层钢结构民用建筑规则结构，可按底 部剪力法计算。底部剪力法计算水平地震作用适用于高度 小于等于60 m且平面和竖向较规则的高层建筑。 1.结构自振周期的计算 一般采用顶点位移法计算（考虑非结构构件影响的折减 系数取0.9）。但初步设计时，可按经验公式估算： T1=0.1n 式中，n—建筑物层数（不包括地下部分及屋顶塔楼）。
2.设计反应谱 钢结构房屋的阻尼比小于钢筋混凝土结构，对 于超过12层的钢结构可采用0.02，对于不超过12层 的钢结构可采用0.035，对于单层钢结构和罕遇地震 下采用0.05。设计反应谱中，衰减指数取0.95，斜 率调整系数取0.024，阻尼调整系数取1.32。 （三）地震作用下钢结构的内力与位移计算 1.多遇地震作用下内力和位移计算 一般采用矩阵位移法计算。 2.罕遇地震作用下内力和位移计算 采用时程分析法对结构进行弹塑性时程分析。
３.构件的内力组合与设计原则 （1）内力组合 在抗震设计中，一般高层钢结构可不考虑风荷载及 竖向地震的作用，对于高度大于60m的高层钢结构须考虑 风荷载的作用，在9度区尚须考虑竖向地震作用。 （2）设计原则 框架梁、柱截面按弹性设计。将框架设计成强柱弱 梁体系。 ４.侧移控制 在小震下（弹性阶段），过大的层间变形会造成非 结构构件的破坏，而在大震下（弹塑性阶段），过大的 变形会造成结构的破坏或倒塌，因此，应限制结构的侧 移，即多遇地震作用下结构的弹性层间位移角和罕遇地 震作用下结构的弹塑性层间位移角，使其不超过限值。
钢结构施工方案
第七章钢结构专项施工方案第一节钢结构工程概况一、钢结构基本概况（1)体育馆支承大跨屋盖的36根柱采用型钢混凝土柱,局部大跨梁采用型钢混凝土梁，钢构件截面为H型.屋盖平面形状为圆角矩形(接近椭圆形），短跨方向跨度109。
2m,长跨方向126m，采用双向交叉平面钢桁架结构.屋盖支承于下部型钢混凝土柱顶,桁架结构高度(上、下弦杆轴线间距离）5。
77~8。
717m。
桁架上弦采用方钢管,下弦和腹杆采用H型钢。
（2）热身馆北侧入口前厅采用钢框架结构体系，局部楼板采用压型钢板组合楼板。
屋盖为平面形状为直角矩形,短跨方向跨度40。
5m，长跨方向50.4m，采用双向交叉平面钢桁架结构.屋盖支承于下部钢筋混凝土柱顶，桁架结构高度(上、下弦杆轴线间距离)2。
2~3。
0m。
桁架杆件采用方钢管,节点采用相贯节点。
二、钢结构主要构件及节点概况1、钢结构主要构件类型12构件类型图例规格(mm ）H 型HN250×125×6×9、HM390×300×10×16、H400×200×10×20、HM482×300×11×15、H600×250×12×25、H600×300×16×30、H600×300×20×30、H700×300×24×40、H800×500×14×14、H800×500×16×20 箱型B60x4、B80x4、B120x6、B100x5、B150x6、B200x8、B250x150x8、B250x8、B300x8、B300x10、B400x12圆型P245×122、主要节点桁架相贯节点H 型钢柱柱脚节点第二节钢结构深化设计一、深化准备工作深化设计前，应对原设计图纸、资料和相应规范进行全面深入了解，将一些特殊的设计内容进行探讨，并且对结构进行有效分析，将原设计图纸中存在的问题进行归纳和总结,并及时向原设计方提出，并与之配合及时解决问题。
第七章钢结构的连接和节点构造(下)(1)分析
肋提供约束的有利影响，也没有考虑柱腹板轴压力的不
利影响。
第七章钢结构的连接和节点构造
②当柱腹板节点域不满足时，则需要局部加厚腹板或采 用另外的措施来加强它。图7-109给出了两种可行的方 案，其一是加设斜向加劲肋，其二是在腹板两侧或一侧 焊上补强板来加厚。 2、腹板厚度（局部稳定）
tw
hc hb 90
避免焊缝集中在同一截面，但运输有一定困难。
3）对于铆接梁和较重要的或受动力荷载作用的焊接大
型梁，其工地拼接常采用高强螺栓连接。
第七章钢结构的连接和节点构造
计算：
翼缘板：翼缘拼接以及每侧的
高强度螺栓，通常由等强度条
件决定，拼接板的净截面积应
不小于翼缘的净截面积，高强度螺栓能承受按翼缘净截
面面积N=Anf计算的轴向力。 腹板：腹板的拼接通常先进行螺栓布置，然后验算。
肋时，翼缘焊缝还受到由局部压力产生的竖向剪力Tv的 作用，沿梁单位长度的竖向剪力为：
σf
ψF 2he l z
ψF 1.4hf lz
在Th和Tv共同作用下，应满足：
σ f β f
2
τ
2 f
f
w f
把σf,τf代入得：
F 1.4h f l z f
2
VS1 1.4h f I
x
2
f
第七章钢结构的连接和节点构造
2、工地拼接 构造： 1）工地拼接一般应使翼缘和腹 板在同一截面处断开，以便于分
~500~500
3 55 1
44 2
段运输（图a）。为了使翼缘板 在焊接过程中有一定地伸缩余地， 以减少焊接残余应力，可在工厂 预留约500mm长度不焊。
3
5
5
1
第七章平台钢结构设计
件(栏杆、楼梯等）组成，形成一个空 间不变体系。 二、用途 操作平台、检修平台、走道平台等 主要用于工业建筑
面 板
次梁 主梁
柱
支撑
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
第7－1节 平台钢结构布置
qb/s 22.013 1.2 0.435 22.535 kN / m
M
/
x ,max
1 8
qb/s
l2
1 22.535 62 8
101.41kN.m
V 22.5356/ 2 67.61kN.m max
第7-3节 平台梁设计
2.截面验算：
M x,max
f
101 .41106 1.05 508 .2103
M x,max
f
99.056 106 1.05 215
438 .8mm3
查型钢表试选I28a
Wx 508.2mm3, 43.47kg / m, Ix 7115cm4
Sx 292.7cm3,tw 8.5mm
第7-3节 平台梁设计
2.截面验算：
qbsk 6.338 1.5 / 0.6 0.435 16.28kN / m
一）确定截面尺寸 1.截面高度 容许最大高度hmax 容许最小高度hmin 经济高度he
he 7 3 Wx 30 (cm)
hmin≤h≤hmax, h≈he
焊接梁截面
第7-3节 平台梁设计
7.3.2（2） 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hmin
第7-3节 平台梁设计
第7－2节 平台铺板设计
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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、平板计算：
gk 78.5KN / m3 0.006 0.5kN / m2 qk 10kN / m2 Pk 10 0.5 10.5kN / m2
a
Et 3
2.06 105 63 1000
178 150
第7-2节 平台铺板设计
２、加紧肋计算：
90 90
6
1)加紧肋设计：选用-80X6,Q235
x
x
80
2)荷载计算：
6
gk 78.5KN / m3 0.006 0.08 0.03768 kN / m
pk 10.5 0.6 0.03768 6.338 kN / m
• 7.2.2 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.
加紧肋
次梁
b a
上海东卫消防钢结构平台
第7－2节 平台铺板设计
• 7.2.2 平台铺板计算
1、四边简支板：
M max q a2 (2 1)
b/a 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 ≥4.0 α 0.048 0.055 0.063 0.069 0.075 0.081 0.086 0.091 0.095 0.099 0.101 0.119 0.125 β 0.043 0.053 0.062 0.070 0.077 0.084 0.091 0.097 0.102 0.106 0.111 0.119 0.125
Mmax
第7-2节 平台铺板设计
２、加紧肋计算： 4)截面特性：
90 90 6
180 63 80 6 46 x0 180 6 80 6 16.2
x
80
Ix 873680mm4
x
6
5)验算：
M 2.476106 69.8 164.8N / mm2 f 215N / mm2 W 1.2873680
P 14.60.6 0.037681.2 8.805kN / m
第7-2节 平台铺板设计
6 150(50)
90 90：
P
3)内力计算：
M max
1 8
8.8051.52
2.476KN.m
Vmax
Vm a x
1 2
8.8051.5
6.604KN
• 7.2.1平台铺板的类型和构造 • 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
• 7.2.1平台铺板的类型和构造 • C型钢
第7－2节 平台铺板设计
抗剪栓钉
抗剪栓钉
分布钢筋
第7－2节 平台铺板设计
• 7.2.1平台铺板的类型和构造
• 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。
上海东卫消防钢结构平台
第7－2节 平台铺板设计
v
第7－2节 平台铺板设计
• 7.2.3 铺板加劲肋计算 加紧肋
次梁
a
q
b
q
第7－2节 平台铺板设计
• 7.2.3 铺板加劲肋计算
15t 15t t
x
xx
15t 15t t x
图: 加紧肋的计算截面
第7－2节 平台铺板设计
• 7.2.3 铺板加劲肋计算
q
Vmax
强度:
Mx f xWx
• 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
双向梁格
单向梁格
复式梁格
第7－2节 平台铺板设计
• 7.2.1平台铺板的类型和构造
• 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
框架柱 抗剪栓钉 楼板双向钢筋
P 101.4 0.51.2 14.6kN / m2
M 6 0.5025.1600, 73N0/.m1m102 f 215 N / mm 2
W 1.2M 0.006P2 a2 0.10014.6 0.62 0.5256kN.m
v Pk a3 0.110
10.5 600 3
0.005607 1 1
建筑钢结构设计
• 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7章 平台钢结构设计
• 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
第7－1节 平台钢结构布置
VS It
fv
Mmax
刚度:
5qkl4
384EIx
第7-2节 平台铺板设计 主梁
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.
次梁
柱间支撑
图: 平台结构计算例题
钢结构平台肋间距选择(单向板)
现浇混凝土楼盖板配筋
现浇混凝土楼盖与钢梁的连接
充分利用钢梁的下翼缘替代 支撑模板分布梁的脚手架
现浇混凝土楼盖板支模
现浇混凝土楼盖
现 浇 混 凝 土 楼 板 后 浇 带
现 浇 混 凝 土 楼 板 后 浇 带
应用在组合楼板的 镀锌压型钢板
抗剪栓钉
压型钢板
压型钢板与抗剪栓钉的连接
带有抗剪栓钉的钢构件
M max
W
6M max
t 2
f
v
qk a2 Et 3
v
第7－2节 平台铺板设计
• 7.2.2 平台铺板计算
2、单向受弯板：
M max q a2 (2 1)
b/a
单跨或双跨
三跨或三跨以上
α
0.125
0.100
β
0.140
0.110
M max W
6M max
t 2
f
v
qk a2 Et 3
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
• 操作平台、检修平台、走道平台等 • 主要用于工业建筑
面 板
次梁 主梁
柱
支撑
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
第7－1节 平台钢结构布置