第2章-平台钢结构设计(2)

1.平台结构的组成2.平台设计的一般步骤3.平台板的类型4.有肋铺板加劲肋的类型5.加劲肋计算截面重点回顾一、设计原则强度、整体稳定、刚度要求、局压承载力局部稳定一般均满足要求。二、设计步骤（一）单向弯曲型钢梁以工字型钢为例1、梁的内力求解：设计荷载下的最大Mx’及V’（不含自重）。2、Wnx求解：)05.1(可取fMWxxnx型钢梁的设计选取适当的型钢截面，得截面参数。3、弯曲正应力验算：求得设计荷载及其自重作用下的，截面最大设计内力Mx和V4、最大剪力验算5、整体稳定验算6、局压验算7、刚度验算（二）双向弯曲型钢梁以工字型钢为例1、梁的内力求解：设计荷载下的最大Mx’、V’（不含自重）和My。2、Wnx可由强度初估：选取适当的型钢截面，得截面参数。3、抗弯强度验算：求得设计内力Mx、V（含自重）和My经验系数。fMMfMWWMWxyxxynynxyxxnx12.3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(1)梁的内力求解：设计荷载下的最大Mmax及Vmax（不含自重）。VmaxMmaxqVmaxMmaxFVmaxMmaxgk+qk2.3.2截面设计和计算1.型钢梁设计步骤总结（3）根据Mmax按下式求出需要的Wnx，查型钢表试选截面。fMWxxmax（4）弯曲正应力验算：求设计荷载及其自重作用下的Mmax和VmaxfWMxx/x(2)预设拟用的钢材强度等级。最大剪力验算：（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）vxxyftISV（6）刚度验算：集中荷载下等截面简支梁x348EIPl均布荷载下等截面简支梁x43845EIql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.柱间支撑主梁次梁图:平台结构计算例题图:平台结构计算例题mkNlqMbsx.056.9960125.22818122max,mkNqbs/0125.226.0/5.1805.836max,min,8.43821505.110056.99mmfMWxx查型钢表试选I28ammtcmScmImkgmmWwxxx5.8,7.2927115,/47.43,2.5083431、初选截面：mkNqbsk/28.16435.06.0/5.1338.62、荷载计算：mkNlqMbsx.41.1016535.22818122//max,mkNqbs/535.22435.02.1013.22/mkNV.61.672/6535.22max均布荷载标准值：均布荷载设计值：3、内力计算：22433/125/7.32105.87115107.2921061.67mmNmmNtIVSxx2236max,/215/190102.50805.11041.101mmNmmNfMx250132011071151006.2384600028.165453lv4、强度验算：5、刚度验算：强度和刚度都满足要求。截面高度容许最大高度hmax容许最小高度hmin经济高度he3ex730(cm)hWhmin≤h≤hmax，h≈he焊接梁截面（1）确定截面尺寸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腹板高度hw腹板高度hw比h略小。腹板厚度tw抗剪wwvVthf可取1.2~1.5局部稳定ww(cm)11ht焊接梁截面tw=8~22mm翼缘尺寸b和t所需截面模量为：32xw1xw216IhhWtbthhh初选时取h≈h1≈hwx考虑局部稳定，通常取b=25t且大于180mm，且h/2.5bh/6。焊接梁截面（2）截面验算验算时要包含自重产生的效应强度弯曲正应力单向弯曲时xxnxMfW双向弯曲时yxxnxynyMMfWW剪应力vwVSfIt局部压应力cwzFftl折算应力2231.1f222cc13f稳定整体稳定（一般通过构造措施解决）局部稳定（翼缘、腹板）刚度集中荷载下简支梁x348EIPl工作平台布置示例梁的局部稳定和腹板加劲肋设计焊接组合梁局部失稳翼缘腹板yftb23513/yftb23515/yftb23540/0当采用塑性设计时1）翼缘不发生局部失稳条件:当采用弹性设计时箱型梁翼缘板b1b0tt腹板的高厚比限值（加紧肋布置见教材）短加劲肋横向加劲肋纵向加劲肋2）腹板的局部稳定提高梁腹板局部稳定可采取以下措施：①加大腹板厚度—不经济②设置加劲肋—经济有效柱间支撑吊车梁24米跨吊车梁柱间支撑图梁腹板的失稳(a)弯曲正应力单独作用下；(b)剪应力单独作用下；(c)局部压应力单独作用下横向加劲肋：防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳；纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失稳，通常布置在受压区；短加劲肋：防止局部压应力引起的失稳，布置在受压区。同时设有横向和纵向加劲肋时，断纵不断横。1、仅用横向加劲肋加强的腹板同时受正应力、剪应力和边缘压应力作用。稳定条件：σστ1c,crσσ()cr2crτc()2σ—腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算；σ—腹板边缘的局部压应力,σc=F/(lztw)cσcrτ—腹板平均剪应力,τ=V/(hwtw)；—临界应力。σc,crτcr腹板局部稳定计算0h图设置横向加劲肋图应力形式腹板受压区高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完chywcbfth2351532lywcbfth2351772l()=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①bcrbbcrbcrbcrybcrfff/1.125.185.075.0125.185.085.02llllllf图应力形式()235434.5410.12000ywsfahthhal时：当()23534.54410.12000ywsfahthhal时：当()/1.12.18.059.012.18.08.02svcrsvscrsvcrscrvyscrffffllllll=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②图5.22应力形式235/59.182825.1000ywcfhathhal时：当()235/83.14.139.10285.15.03000ywcfhathhal时：当图应力形式()/1.12.19.079.012.19.09.02,,,,,ccrccccrcccrccrcyccrcffffllllll=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以③c2、同时用横向和纵向加劲肋加强的腹板(1)I区格，高为h1：σσστ1c,cr1σ()cr12cr1τc()2IⅡh1h2图设置横向和纵向加劲肋图应力形式ⅠⅡ腹板区格I的高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完1hyw1b1fth23564lyw1b1fth23575lⅠ图应力形式()=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①b1cr1b1b1cr1b1cr1b1cr1yb1cr1fff/1.125.185.075.0125.185.085.02llllllf()235434.5410.12111yws1fahthhal时：当()23534.54410.12111yws1fahthhal时：当Ⅰ图应力形式()/1.12.18.059.012.18.08.02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffffllllll=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②腹板区格I的高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完1hyw1c1fth23540lyw1c1fth23556lⅠ图应力形式()/1.125.185.075.0125.10.850.852,,,,c1cr1cc1c1c,cr1c1c,cr1cr1cyc1cr1cffffllllll=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以③c1σ—纵向加劲肋边缘的弯曲压应力；σ—纵向加劲肋边缘的局部压应力，σ=0.3σ；c2τ—腹板平均剪应力；IⅡh1h2(2)II区格，高为h2：σστ1c,cr2σσ()cr22crτc2()222cc2图设置横向和纵向加劲肋图应力形式ⅠⅡ腹板区格II的高度—2hyw2b2fth235194lⅡ图应力形式()/1.125.185.075.0125.10.850.852b2cr2b2b2cr2b2cr2cr2yb2cr2ffffllllll=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①b2()235434.5410.12222yws2fahthhal时：当()23534.54410.12222yws2fahthhal时：当Ⅱ图应力形式()/1.12.18.059.012.18.08.02s2vcr2s2vs2cr2s1vcr2s2cr2vys2cr2ffffllllll=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②235/59.182825.1202ywc2fhathhal时：当()235/83.14.139.10285.15.03222ywc2fhathhal时：当Ⅱ图应力形式()/1.12.10.979.012.19.09.02,,,,,ccr2cc2ccr2cc2cr2ccr2cyc2cr2cffffllllll=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以③c2（3）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格σ—腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算；σ—腹板边缘的局部压应力,σc=F/(lztw)cτ—腹板平均剪应力,τ=V/(hwtw)；区格Ⅰ肋之间设有短加劲肋的在受压翼缘与纵向加劲）1σστ1c,crσσ()cr2crτc()2图设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋腹板区格I的高度—其他情况时：全约束时：当受压翼缘扭转受到完1hyw1b1fth23564lyw1b1fth23575l图设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋()=时，当=时，当＝时，当作为参数：=的表达式，以①b1cr1b1b1cr1b1cr1b1cr1yb1cr1fff/1.125.185.075.0125.185.085.02llllllf()235434.5410.12111yws1fahthhal时：当()23534.54410.12111yws1fahthhal时：当图设置横向、纵向加劲肋以及短加劲肋()/1.12.18.059.012.18.08.02s1vcr1s1vs1cr1s1vcr1s1cr1vys1cr1ffffllllll=时，当=时，当=时，当作为参数：=的表达式,以②235/5.04.073235/5.04.0872.123573235872.11111111111111111ywcywcywcywcfhatafhatahaftaftahallll其他情况时，全约束时，当受压翼缘扭转受到完的区格：对其他情况时，全约束时，当受压翼