平台钢结构设计

按抗剪计算，按钢板规格
（3）翼缘尺寸确定
A1

Wx hw

1 6
twhw (近似公式)
2. 强度验算
（1）正应力 ①
单向弯曲：
Mx x Wnx
f
② 双向弯曲： Mx My f x Wnx yWny
式中 Wnx , Wny 相对于 Mx ,My处的对x轴，y轴的净截面抗弯模量 。 x , y ：塑性截面发展系数。对工型截面：x 1.05, y 1.2
y
y
f)
g)
2.设计步骤
（1）选择截面类型，假定长细比，定截面规格；
（2）确定柱高，柱支座点位置、形式；
（3）计算
x

lox rx
,y

loy ry
，验算
x ,y
；
y
=150 柱，吊车梁下支撑200
（4）查表求x ,y ，选较小者 min ；
x
x
（5）验算整体稳定 N f ； min
(4 )要便于安装。
四、平台柱网布置及平台结构支撑
1.柱网布置原则
（1）按使用空间要求； （2）考虑标准化及建筑模数要求； （3）考虑综合经济指标的合理。
2. 平台结构支撑
（1）柱间支撑设计的原则 ① 用双向柱间支撑抵抗水平力；（柱按轴压设计） ② 支撑布置在柱列中部以减小温度效应； ③ 支撑常按柔性交叉设计。柱间支撑
Iy

(2.5

0.45
a h0
)
a h0
2
h
0
t
3 w
(当 a / h0 0.85
（当
时) 时）
bs/3(<40)
ts a
tw bs
y
bs y
h0 bs/2(<60)
tw
ⅳ）横肋内侧上、下段内斜角，宽 bs ，高bs ，
但不大于40X60。
3
2
N ⅴ）支承加劲肋应做整体稳定计算：A
cr1


cr1
2

c c,cr1
2
1
ⅱ）同时配置横向和纵向加劲肋，受压翼缘和纵向加劲肋间
的区格
2
2


cr



cr

c c,cr
1
ⅲ）同时配置横向和纵向加劲肋，受拉翼缘和纵向加劲肋间
的区格

② 缀板柱：1 40,1 0.5max ，但当 max 50 时，
1 25
3.剪力计算
最大剪力V：
V

Af 85
fy 235
，
剪力由缀材面承担；
2 cr 2
2


cr 2
2

c2 c,cr 2
1
③ 加劲肋的构造和截面尺寸
ⅰ）加劲肋一般双面对称配置
ⅱ ;
）
横
肋
外
伸
宽
度bs

h0 30

40mm
t
s
，
b厚s 15
度
ⅲ) 在同时有横、纵向肋时；
Iz

3h
0
t
3 w
横肋截面对梁轴（z轴）应满足：
纵肋截面I对y 腹1.板5h中0t3w心（y轴）应a满/ h足0 ：0.85
Mx b Wx
f
；
b ——梁的整体稳定系数，按规范定； ② 在两个主平面内受弯时，H形截面构件应满足：
Mx My f bWx yWy
(3) 无论何种情况，均要求梁的支座处应能防止截面扭转 。
5.梁的局部稳定
提高梁局部稳定的措施 （1）增加厚度 （2）设置加劲肋
(1) 组合梁翼缘板的局部稳定应符合下列要求：
，（式中 按 查表求得）；
（2）对虚轴，去换算长细比查表取 ；
① 对双肢组合件
ⅰ）缀板： ⅱ）缀条：
ox 2x 12
max
ox
2x

27
A A1x
max
② 对四肢组合件
ⅰ）缀板：
ox 2x 12
max
oy 2y 12
tw
fy
引起的压力）
ⅴ） 梁的支座处和上翼缘受较大固定集中力处，宜设支承 加劲肋；
ⅵ） 纵向加劲肋布置在腹板 ；
h至0 : hh00 : 高h0度处（受压区）
5 45 4
ⅶ） 横向加劲肋间距一般为 0.05.h50h至0: :2.20.h00h0 。
②加劲肋的计算（分三种类型）
ⅰ）仅配置横向加劲肋
16 R
（4）折算应力
2 c2 c 32 1f
式中 、x 、c 腹板计算高度边缘同一点上同时产生的
正应力，剪应力和局部压应力。和c 以拉应力为正，压应力
为负。


M In
y1
式中：In ——梁净截面惯距； y1 ——所计算点之中和轴距离 1 ——强度增大系数：当 与c 异号时，1＝1.2
② 格构柱。
l01 l01
y
y
y
y
y
x
x
x
y a)
xx
xx
x
x
x
y
y
y
y
y
y
e)
b)
c)
d)
x
y y
x
x
xx
x
y
y
y
y
f)
g)
x
二、平台板的设计
1 形式 轻型钢板、压型钢板与混凝土组合楼板、钢筋混凝土预制 板 2、计算 单向简支板、四边简支双向板 控制值：弯曲强度、挠度
三、平台梁的设计
梁的计算
1. 截面选择 2. 强度验算 3. 刚度计算 4. 梁的整体稳定 5. 梁的局部稳定 6. 梁的拼接 7. 主次梁连接 8. 主梁支座设计
2.平台构件的形式 （1） 板
① 花纹钢板焊接连接 ② 轻型预制钢铺板螺栓连接 ③ 压型钢板钢砼符合板抗剪销连接
2.平台构件的形式 （2） 梁
① 次梁一般用型钢，主梁一般用“工”型钢或焊接“H” 型钢 ② 支座方式有连续梁叠接合简支梁平接，与柱连接时
一般为铰接
2.平台构件的形式 （3） 柱
① 实腹柱；
时宜设构造加劲肋，
c 0
ⅱ)c当 0
时，应配横向加劲肋，并
计算横向加劲肋8间0 距23和5 腹 h板0 局 1部60稳2定35性。
fy tw
fy
23
ⅲ） 当 h0 160 235
加劲肋t w
fy
时，应受压区配纵向加劲肋和横肋
ⅳ） 须满足 h0 250 235 ，国外限制标准为300（抵抗弯距
对箱形截面：x y 1.05；其他截面查规范，
有疲劳荷载者：x y 1.0
（2）剪应力：


VS It w

fv
式中：S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积距；
V—剪力
tw ——腹板厚度
I——毛面积惯性距 fv ——抗剪强度设计值
（3）局部压应力：（有集中荷载，无加劲肋）
① 对接焊
ⅰ）翼缘对接焊缝与腹板对接焊缝尽可能错开距离 ；
ⅱ）腹板对接焊缝离开加劲板距离大于 10tw ； ⅲ）焊缝设在内力较小处，焊缝强度不足时可用
斜焊缝
ⅳ）上、下翼缘对接缝开V型坡口，便于俯焊；
ⅴ）预留一段翼缘于腹板间的焊缝到工地焊，以
减少焊接应力。
500
500
3
5
5
1
4
4
2
② 拼接板焊接
ⅰ）翼缘拼接板及周边焊缝受力
，
同号或 c =0时，1 =1.1
3.刚度计算
wT wT , wQ wQ
wT ——全部荷载标准值产生的挠度
的容许值； （减去预拱值） wQ ——可变荷载标准值产生的挠度的容许值。
预拱值一般为恒载+活载下的挠度值。
4.梁的整体稳定
(1) 符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性。
1.平台钢结构的构成、传力路线和受力特点 （1）构成：板、次梁、主梁、柱、支撑； （2）传力路线：
竖向荷载→板→次梁→主梁→柱→基础 水平荷载→板→次梁→主梁→支撑/柱→基础 （3） 受力特点 ① 竖向荷载为主要荷载； ② 板有单向和双向之分，钢板常以变形控制； ③ 梁分次梁、主梁，可连续或单跨； ④ 柱两端常用铰接，为轴压杆。
t
fy
b2
t
六、 格构柱设计
1.截面选择
（1）单肢截面面积：A
N 2 f 0.75
N 1.5f
（假定长细比
为70左右）；
（2）单肢截面选定：按A取型钢，并使
ry

loy 70
（3） h lox ，（考虑折算长细比修正）。 30
y
x y
2.整体稳定验算
（1）公式： N f A
x
（6）由截面削弱试验算强度 N f ； An
y
y
（7）验算局部稳定
① 工型 腹板： h0 25 0.5 235
x
x
tw
fy
t
翼缘： b 10 0.1 235
t
fy
② 箱形 h0 或 b0 40 235
tt
fy
y
b1 b0
tw
tw
h
③ 钢管：D 100 235
Fc——t集wlF中z 荷f载（考虑动力系数）
——集中荷载增大系数，对重级工作制吊车梁

=1.35。其他 ＝1.0；
，a=50mm,
——梁顶支腹板计算高度之距离， ——lz 轨 道a 高5度h，y 2hk
对无轨梁 =0
hy
hk
hk
hy hy
a
tw
lz=a+2.5hy
a
lz=a+5hy 主梁
第八章 平台钢结构设计
学什么？ 难点和重点？
主要内容
一、结构布置及结构形式 二、平台板的设计 三、平台梁的设计 四、平台柱网及柱间支撑 五、轴压实腹柱设计 六、格构柱设计 七、柱头柱脚
重点和难点
1 合理的结构布置 2 平台结构中主要构件梁板柱的设计 3 梁板柱与其它相关构件的连接设计
一、结构布置及结构形式
1. 截面选择
（1）梁高估算 h应满足三个条件
h hmax 由建筑高度决定
h

h min
由梁的刚度条件决定：h min

5n0fl 1.3 24E
h hs 经济高度：hs 3Wx2/5或hs 7 3 Wx 30cm
（2）腹板厚度估算
tw

1.2Vmax hwfv
①上翼缘由连接牢固的铺板，能阻止其侧移时；
②梁受压翼缘的自由长度 时；
l1 与宽度之比 b1 不超过规定
③箱形梁高h与腹板间隔宽度b0 之比
且 l1 / b0 95 235/ fy ；
h
/ b0

6 时，
b1
b0
tw
tw
t
h
t
b2
(2) 不符合上述条件时，则:
①
在最大刚度平面内受弯时，应满足
① 工字型 ② 箱形
b / t 13 235 fy
b0 40 235 (2) 组合梁腹板的t 局部稳定fy
b 15 235
t
fy
h0 h h2 h1 h0 h h2 h1 h0 h
tw
tw
a
22
1
2
a
a1 a1 a1
1
2
a
(2) 组合梁腹板的局部稳定 ①加劲板的配置
ⅰ）当 当
时ht，w0 不 8设0 加2时f3劲y5，肋当。
ⅱ）缀条：
ox
2x

40 A A1x
max
oy
2y

40
A A1y
x
y
y
x
x
y
y
x
l01
l01
式中：1——为单肢对1-1轴的长细比；缀件焊接取
净距，螺栓连接取中距； A1x——构件截面中垂直于x轴的各缀条毛截
面积之和
（3）对单肢长细比的构造要求（单肢稳定）
① 缀条柱：max 为 x ,y 中较大值，1 0.7 max ；
f
，
其中A——加劲肋和两侧 15tw ，
构件长度取h。
235范围内的腹板面积
fy
刨平顶紧
tw h0
刨平顶紧 z
<15tw 15tw
z 15tw 15tw
ⅵ）支承加劲肋应作端面承压验算； ⅶ）支承加劲肋下伸自由高度不大于厚度的2倍。
<2t tw
h0
t
刨平顶紧
z
z
15tw
6．梁的拼接
(1) 焊接拼接
7. 主、次梁连接 (2)平接：要验算，构造复杂，不能传递弯距，
不占建筑空间。
a)
b)
c)
d)
e)
33
8. 主梁支座设计 (1) 传递压力
① 主梁支座处有加劲肋，突缘。加紧肋要保 证稳定性。
② 要有足够的接触面传递钢-钢，钢-砼的压 力
(2) 铰接支座转动或滚动要符合设计要求；
(3) 要能够传递一定的侧向水平推力；
D
4000 4000 4000
C
B
A
6000
6000
6000
6000
6000
1
2
3
4
5
6
2. 平台结构支撑
（2）平台水平支撑设计原则 ① 平台水平支撑一般为柔性交叉支撑； ② 安装时用水平支撑调节梁的相对位置； ③ 当平台平面内刚度较弱时，支撑将平台水平力传 至柱间支撑。
五、轴压实腹柱设计
1. 设计原则
N1

I翼缘 I
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M / 2y1

My1 I
An1
式中 y1 ——梁翼缘板中心到梁中和轴的距离
An1 ——翼缘板净截面积 ⅱ）腹板拼接板受全部剪力；
ⅲ）腹板拼接板受弯距
Mw

Iw I
M
(2) 高强螺拴拼接
① 拼接应用夹板，螺栓双剪； ② 受力同拼接焊。
7. 主、次梁连接
(1)叠接：设计不须验算，安装方便，可做连续 次梁，占建筑空间高度大；
（1）选择回转半径箱对较大的对称截面，提高柱的整体稳定和刚 度；
（2）两个主轴方向的计算长细比尽可能接近，提高经济性； （3）便于连接； （4）构造简便，制造省工； （5）尽可能选用可直接采购的型材，如H型钢管及圆管、方管。
y
y
y
y
y
x
x
x
xx
xx
x
x
y
y
a)
b)
y
y
c)
d)
y e)
x
x
y xx
y x