第2章 平台钢结构设计

后浇带设计要求： (1)后浇带的留置宽度一般700-1000mm，现常见的有800mm、 1000mm、1200mm三种。 (2)后浇带的接缝形式有平直缝、阶梯缝、槽口缝和X形缝四种 形式。 (3)后浇带内的钢筋，有全断开再搭接，有不断开另设附加筋的 规定。
(4)后浇带砼的补浇时间，有的规定不少于14天，有的规定不 少于42天，有的规定不少于60天，有的规定封顶后28天。"高 层建筑混凝土结构技术规程"(JGJ3-2010)规定是45d后浇筑 。 混凝土结构构造手册第三版中国建筑工业出版社规定是28天。 (5)后浇带的砼配制及强度，原砼等级提高一级的补偿收缩混 凝土浇筑。
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
2.1 平台钢结构布置
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

1 646
1 150
2.3 平台梁设计
2.3.1平台梁设计要点
1、平台梁应优先选用型钢截面,以减少成本; 2、当没有合适尺寸或供货困难时可采用组合截面； 3、设计主次梁连接时，次梁与主梁常做成铰接，主梁
与柱做成刚接或铰接； 4、认真确定梁的计算跨度
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
10 4

1 320

1 250
2 焊接组合梁设计步骤总结
（1）确定截面尺寸 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
均布荷载作用下简支梁的最小高度hmin
(6)养护时间规定不一致，有7天、14天或28天等几种时间要 求,一般小工程常用的是用14天左右，赶工或工程要求才7天， 大工程自建民房常用28天或者一个月左右。
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
抗剪栓钉
抗剪栓钉
分布钢筋
• 轻型钢铺板：有肋铺板和无肋铺板 铺板加劲肋间距大于2倍铺板跨距或加劲肋不够，或仅仅
现浇混凝土楼盖板支模
现浇混凝土楼盖
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
后浇带：根据国家标准:混凝土结构工程施工规范第2.0.10条后 浇带的定义是:为适应环境温度变化、混凝土收缩、结构不均匀 沉降等因素影响，在梁、板(包括基础底板)、墙等结构中预留 的具有一定宽度且经过一定时间后再浇筑的混凝土带
a、b--分别为区格的短边与长边； q—区格内均布荷载设计值。
表2-1 四边简支板的计算系数
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
16.2
Ix 873680mm4
5)验算：
90 90 6
x
x
80
6
M 2.476106 69.8 164.8N / mm2 f 215N / mm2 W 1.2873680
v l

5Pkl 3 384EI x

5 6.33815003 384 2.06105 873680
a
Et 3
2.06 105 63 1000
178 150
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
P 14.60.6 0.037681.2 8.805kN / m
6 150(50)
90 90 6
x
x
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
Mmax
4)截面特性：
x0

180 63 80 6 46 180 6 80 6
M x,max

1 8
qbsl 2

wenku.baidu.com
1 8
22.0125 62

99.056kN.m
Wx,m in

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
48EIx
均布荷载下等 截面简支梁
5ql4
384EIx
主梁
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.
次梁
柱间支撑
图: 平台结构计算例题
图: 平台结构计算例题
1、初选截面：
qbs 8.805 1.5 / 0.6 22.0125 kN / m
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
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
• C型钢
间断焊接工艺规定
2.2.2 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.
图: 平台结构计算例题
图: 平台结构计算例题
上海东卫消防钢结构平台
1、平板计算：
gk 78.5KN / m3 0.006 0.5kN / m2 qk 10kN / m2 Pk 10 0.5 10.5kN / m2
P 101.4 0.51.2 14.6kN / m2
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
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
平台设计的一般步骤： 1.结构体系布置
2.构件截面选择
4.构件计算、截面调整
3.结构内力、变形分析
次梁
a
q
b
q
加劲肋计算截面
• 当铺板和加劲肋之间的间断焊缝间距不超过15t时跨 中受弯计算
• 支座受剪计算
15t 15t t
15t 15t t
x
xx
x
图: 加紧肋的计算截面
加劲肋计算截面 加劲肋按受弯构件计算强度和挠度。
q
Vmax Mmax
强度:
M x f （2-4） xWx

VS It
2.3.2 截面设计和计算
1.型钢梁设计步骤总结
(1)梁的内力求解： 设计荷载下的最大Mmax及Vmax （不含自重）。
q
F
gk+qk
Vmax Mmax
Vmax Mmax
Vmax Mmax
(2)预设拟用的钢材强度等级。 （3）根据Mmax按下式求出需要的Wnx ，查型钢表试选截面。
Wx

M max
加紧肋
次梁
b a
上海东卫消防钢结构平台
1、四边简支板：
当矩形区格的两相邻边的长短边之比不超过2.0时， 可视为四边简支板。板的内力计算：
M max q a2 （(22-11）)
式中 Mmax --铺板区格内单位长度上最大弯矩设计值， kN.m/m;
α --均布荷载作用下四边支撑板的弯矩系数， 与板的边长比b/a有关，根据四边简支板的弹性力学分 析得出，可按照表2-1查取；
5.节点构造设计计算
6.楼梯、栏杆设计计算
2.2 平台铺板设计
2.2.1 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
框架柱 抗剪栓钉 楼板双向钢筋
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


M W

6 0.5025.1600,
1.2M 0.006P2 a2
73N0/.m1m102 f 215 N 0.10014.6 0.62
/ mm 2
0.5256k
N.m
v Pk a3 0.110
10.5 600 3
0.005607 1 1
重点回顾
1.钢结构的极限状态 2.房屋结构安全等级及使用年限 3.能够辨别不同的荷载类型：永久、可变、地震、
偶然 4.钢材选用
第2章 平台钢结构设计
2.1 平台钢结构布置 2.2 平台铺板设计 2.3 平台梁设计 2.4 平台柱设计 2.5 柱间支撑设计 2.6 节点设计 2.7 钢楼梯设计
1.计算对象：平台铺板 2.平台铺板计算最终需要得出的结论： 铺板的类型：花纹钢板、Q235（已知） 平面布置（已知） 板厚确定（基本厚度范围2.5~8mm） 加劲肋布置 3.铺板计算内容：强度（2-2）、挠度（2-3） 4.加劲肋设计：加劲肋截面设计 5.加劲肋计算：正应力（2-4） 、剪应力（2-5） 、 挠度（2-6）
v
（2-3）
式中 β —均布荷载作用下四边简支板的挠度系数， 也与板的边长比b/a有关，可按表2-1取;
qk—区格内分布荷载标准值。 现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017中对平台 铺板采用钢板时的挠度限值为a/150.
2、单向受弯板：
当矩形区格的两相邻边的长短边之比大于2.0时，可 将板视为两长边支承的单向受弯板。
2、截面验算：
qbsk 6.338 1.5 / 0.6 0.435 16.28kN / m
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
x f
（4）弯曲正应力验算： 求设计荷载及其自重作用下的Mmax和Vmax
Mx/ f xWx
最大剪力验算：

Vy Sx Ixt

fv
（5）整体稳定验算：（对平台来说，若有刚性铺板，整体 稳定自动满足，不必计算）
（6）刚度验算：

集中荷载下等 截面简支梁
Pl3
单跨简支梁—仅有一个区格； 多跨连续梁—有多个区格； 其中梁跨是板的短边长度。 计算采用（2-1）～ （2-3）
单向板弯矩和挠度计算系数
b/a
单跨或双跨
三跨或三跨以上
α
0.125
0.100
β
0.140
0.110
2.2.3 铺板加劲肋计算 单向板—均布荷载
四边支承—可按梯形也可偏安全按均布荷载。
加紧肋

fv
（2-5）
刚度:
5qkl4 （2-6）
384EIx
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)
解题思路：
• 板的强度应满足式（2-2）的要求：


M max
W

6M max
t 2

f
（2-2）
式中 γ --截面塑性发展系数，此处取1.2; W、t—分别为铺板单位长度的截面模量和厚度，
花纹钢板厚度取基本厚度； f—铺板钢材的强度设计值； q—区格内均布荷载设计值。
• 板的挠度计算公式：
v


qk a2 Et3


M x,max
f

101 1.05
.41 10 6 508 .210
3
190 N
/ mm 2

215 N
/ mm 2
VSx I xt

67.61103 292.7103 7115 8.5 104
32.7N
/ mm2
125N / mm2
v l

516.28 6000 3 384 2.06 105 7115