钢结构设计(陈绍蕃、戴国欣版).ppt

1、钢结构设计钢结构设计Design of Steel Structures刘伟刘伟Tel：13843192323办公室：办公室：土木学院结构教研室土木学院结构教研室 参考资料1：钢结构钢结构，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，20032003。2 2：钢结构钢结构，戴国欣主编，武汉理工大学出版社，戴国欣主编，武汉理工大学出版社，20072007。3 3：建筑钢结构设计建筑钢结构设计，王肇民主编，同济大学出版社，王肇民主编，同济大学出版社，20012001。4 4：钢结构设计钢结构设计，王新堂主编，同济大学出版社，王新堂主编，同济大学出版社，20052005。5 5：

2、钢结构设计钢结构设计，黄呈伟主编，科学出版社，黄呈伟主编，科学出版社，20052005。6 6：高层钢结构设计高层钢结构设计，郑廷银主编，机械工业出版社，郑廷银主编，机械工业出版社，20052005。7 7：高层建筑钢结构设计高层建筑钢结构设计，陈富生主编，中国建筑工业出版社，陈富生主编，中国建筑工业出版社，20012001。8 8：钢结构设计规范理解与应用钢结构设计规范理解与应用,崔佳等编崔佳等编,中国建筑工业出版社中国建筑工业出版社,2003,2003。9 9：钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017GB5001720032003。1010：冷弯薄壁型钢结构技术规程冷弯薄壁型钢结构技术规

3、程GB50018GB5001820022002。1111:门式刚架轻型房屋钢结构技术规程门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102CECS102：200220021212：高层民用建筑钢结构技术规程高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99JGJ999898钢结构设计2主要内容平台钢结构设计单层厂房钢结构设计轻型门式刚架结构设计多、高层房屋钢结构设计钢结构设计3钢结构设计的一般步骤u确定结构方案，进行结构布置；u确定计算单元和计算简图；u荷载计算及组合；u内力分析及组合；u构件设计；u节点设计；u绘制施工图。钢结构设计4第一章第一章 平台钢结构设计平台钢结构设计2.1 2.1 平台钢结构的布置平台

4、钢结构的布置2.2 2.2 平台铺板设计平台铺板设计2.3 2.3 平台梁、平台柱设计平台梁、平台柱设计2.4 2.4 柱间支撑设计柱间支撑设计2.5 2.5 钢楼梯设计钢楼梯设计 钢结构设计 第一章 平台钢结构设计5第一章 平台钢结构设计 1.1 平台钢结构的布置1.1 平台钢结构的布置平台钢结构的布置一：平台钢结构的组成一：平台钢结构的组成 平台钢结构主要由梁、柱、铺板（楼板）柱间支撑、平台钢结构主要由梁、柱、铺板（楼板）柱间支撑、楼梯楼梯和栏杆的组成和栏杆的组成。平台钢结构一般用于工业生产，常见的有走道平台、检修平平台钢结构一般用于工业生产，常见的有走道平台、检修平 台、操作平台等。立体

5、车库和民用建筑中的楼层也是平台结台、操作平台等。立体车库和民用建筑中的楼层也是平台结 构。构。二：平台钢结构布置二：平台钢结构布置 a.a.柱网的布置：满足使用功能和生产工艺要求。柱网的布置：满足使用功能和生产工艺要求。b.b.主、次梁的布置：简式梁格主、次梁的布置：简式梁格 普通式梁格普通式梁格 复式梁格复式梁格 c.c.支撑布置：当主梁与柱铰接时，必须布置纵向和横向柱支撑布置：当主梁与柱铰接时，必须布置纵向和横向柱间支撑，以承受水平荷载和保持整体稳定间支撑，以承受水平荷载和保持整体稳定。.6第一章 平台钢结构设计 1.2 平台铺板设计1.2 平台铺板设计平台铺板设计一：平台铺板的构造一：平

6、台铺板的构造 平台的分类：平台的分类：按工艺分：固定式，可拆卸式。按工艺分：固定式，可拆卸式。按构造分：轻型钢铺板按构造分：轻型钢铺板,钢筋混凝土预制板钢筋混凝土预制板 钢筋混凝土现浇板，组合楼板钢筋混凝土现浇板，组合楼板二：平台铺板设计二：平台铺板设计 轻型钢铺板可分为有肋铺板和无肋铺板。当铺板加劲肋肋间距大于两倍铺板跨距轻型钢铺板可分为有肋铺板和无肋铺板。当铺板加劲肋肋间距大于两倍铺板跨距或仅按构造设置加劲肋时，可按无肋铺板设计或仅按构造设置加劲肋时，可按无肋铺板设计。.无肋铺板设计无肋铺板设计 按单向简支受弯板设计。取单位板宽计算其弯矩、正应力和按单向简支受弯板设计。取单位板宽计算其弯矩

7、、正应力和挠度。挠度。.有肋铺板设计有肋铺板设计 按周边简支双向受弯板设计。板的最大弯矩和挠度可查表计按周边简支双向受弯板设计。板的最大弯矩和挠度可查表计算算。有肋铺板的加劲肋按简支梁计算。计算时应考虑有铺板有肋铺板的加劲肋按简支梁计算。计算时应考虑有铺板30t30t宽度参与共同工作。宽度参与共同工作。.7第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计1.3 平台梁、平台柱设计平台梁、平台柱设计一：平台梁设计一：平台梁设计 1:1:型钢梁设计型钢梁设计 在平台结构中，次梁一般采用型钢梁。在平台结构中，次梁一般采用型钢梁。截面形式：工字钢或槽钢截面形式：工字钢或槽钢 设计步骤：设计步骤：a.

8、a.确定荷载确定荷载、跨度、截面形式及钢号跨度、截面形式及钢号 b.b.计算计算 W W ，查型钢表初选截面查型钢表初选截面 c.c.截面验算截面验算 验算梁的强度验算梁的强度、稳定和刚度稳定和刚度 2 2：组合梁设计：组合梁设计 在平台结构中，主梁一般采用焊接组合梁。在平台结构中，主梁一般采用焊接组合梁。截面形式：工字型截面形式：工字型 设计步骤：设计步骤：a.a.确定荷载、跨度、截面形式及钢号，计算确定荷载、跨度、截面形式及钢号，计算 W W b.b.确定截面高度确定截面高度 h(hh(h0 0)建筑要求建筑要求 hhhhmaxmax 刚度要求刚度要求 hhhhminmin =(n/600

9、0)L=(n/6000)L 经济要求经济要求 h=hh=he e=2W=2Wx x2/52/5(7 (7 W Wx x-30)-30).3 38第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计 c.c.确定腹板厚度确定腹板厚度 抗剪要求抗剪要求 t tw wV Vmaxmax/h/h0 0 f fv v 经验公式经验公式 t tw w=h h0 0/11/11（h h0 0/3.5/3.5)d.d.确定截面宽度确定截面宽度 经验公式经验公式 b=(1/3b=(1/31/5)h1/5)h或或(1/2.5(1/2.51/6)h1/6)h e.e.确定翼缘板厚度确定翼缘板厚度 受力要求受力要求 A

10、 Af f=Wx/h=Wx/h0 0-h-h0 0t tw w/6/6 t=t=A Af f/b/b 局部稳定要求局部稳定要求 b b1 1/t15 235/fy/t15 235/fy f.f.截面验算截面验算 验算梁的验算梁的强度强度、稳定和刚度稳定和刚度3：梁的构造：梁的构造 a.梁的变截面梁的变截面 变截面方法：改变梁高，改变翼缘面积（宽度或度）变截面方法：改变梁高，改变翼缘面积（宽度或度）变截面位置：距梁端部变截面位置：距梁端部（1/51/51/61/6）L L处处.9第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计(1/51/6)l 改变梁高改变梁高:改变梁宽改变梁宽:10第一章

11、平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计b.焊接组合梁翼缘焊缝的计算焊接组合梁翼缘焊缝的计算 当采用焊透的当采用焊透的“K”型焊缝是，可以认为焊缝与主体金属型焊缝是，可以认为焊缝与主体金属等强而不必进行计算。等强而不必进行计算。当采用时角焊缝时，必须进行焊缝计算。计算公式为当采用时角焊缝时，必须进行焊缝计算。计算公式为 hf c.c.梁的拼接梁的拼接 依施工条件分：依施工条件分：工厂拼接：由于钢材的规格或尺寸而产生的拼接工厂拼接：由于钢材的规格或尺寸而产生的拼接 工地拼接：工地拼接：由于运输或安装条件而产生的拼接由于运输或安装条件而产生的拼接 拼接方法：拼接方法：工厂拼接多采用全焊接工厂拼接

12、多采用全焊接 工地拼接可采用全焊接工地拼接可采用全焊接、全栓接或栓焊混合连接全栓接或栓焊混合连接 F11.4ffwflz+VS1Ix2211第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计 型钢梁的拼接型钢梁的拼接:12第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计焊接组合梁的拼接焊接组合梁的拼接:13第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计14第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计d.主次梁的连接主次梁的连接 根据受力情况分根据受力情况分 刚接，铰接刚接，铰接 根据相对位置分根据相对位置分 叠接，侧接叠接，侧接e.梁的支座梁的支座 支座种类支座种类 平板支座，弧形

13、支座平板支座，弧形支座 辊轴支座，铰轴支座辊轴支座，铰轴支座 球形支座，桩台支座球形支座，桩台支座 突缘支座，橡胶支座突缘支座，橡胶支座15第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设计二：平台柱设计二：平台柱设计 1.1.截面形式及选择截面形式及选择 实腹柱实腹柱 型钢截面，组合截面型钢截面，组合截面 格构柱格构柱 单肢：型钢截面或组合截面（两肢，三肢或四单肢：型钢截面或组合截面（两肢，三肢或四 肢）肢）缀材：角钢或钢板缀材：角钢或钢板 2.2.实腹柱设计步骤实腹柱设计步骤 a.a.确定钢号确定钢号、荷载荷载、计算长度及截面形式计算长度及截面形式 b.b.假定长细比假定长细比，查表确定稳

14、定系数，计算回转半径，查表确定稳定系数，计算回转半径 根据设计经验，一般在根据设计经验，一般在50509090范围之内。范围之内。对于荷载小于对于荷载小于1500KN1500KN，可假定，可假定=80=80100100；荷载为；荷载为3000KN3000KN3500KN3500KN时时,可假定可假定=60=607070。c.c.确定截面面积确定截面面积 A A 和截面轮廓尺寸和截面轮廓尺寸 h h 和和 b b 根据局部稳定要求确定板件厚度根据局部稳定要求确定板件厚度 t t d.d.截面验算截面验算 验算强度验算强度、稳定和刚度稳定和刚度.16第一章 平台钢结构设计 1.3 平台梁、平台柱设

15、计3.3.格构柱设计步骤格构柱设计步骤 a.a.确定钢号确定钢号、荷载荷载、计算长度及截面形式计算长度及截面形式 b.b.根据对实轴的稳定性确定单肢尺寸根据对实轴的稳定性确定单肢尺寸 c.c.根据虚实轴的等稳定性确定单肢间距根据虚实轴的等稳定性确定单肢间距 d.d.截面验算截面验算 验算强度验算强度、稳定和刚度稳定和刚度 e.e.缀材设计缀材设计4.4.柱的构造柱的构造 a.a.柱头柱头 梁与柱的连接梁与柱的连接 连接方式连接方式 叠接，侧接叠接，侧接 刚接，铰接刚接，铰接 b.b.柱脚柱脚 柱与基础的连接柱与基础的连接 连接方式：连接方式：铰接，刚接铰接，刚接 平板式柱脚的计算：底板的计算平

16、板式柱脚的计算：底板的计算,靴梁的计算靴梁的计算 隔板及肋板的计算隔板及肋板的计算 焊缝的计算焊缝的计算 c.c.柱的拼接柱的拼接 等截面拼接，变截面拼接等截面拼接，变截面拼接.17 1.4 1.4 柱间支撑设计柱间支撑设计 平台柱多为轴心受压柱，柱脚为铰接，梁与柱的连接也多用平台柱多为轴心受压柱，柱脚为铰接，梁与柱的连接也多用 铰接，因而柱间必须设置柱间支撑。铰接，因而柱间必须设置柱间支撑。柱间支撑位置：柱列中间，纵向和横向都需布置。柱间支撑位置：柱列中间，纵向和横向都需布置。柱间支撑形式：交叉体系柱间支撑形式：交叉体系 柱间支撑材料：常用角钢或槽钢柱间支撑材料：常用角钢或槽钢 柱间支撑计算：按拉杆设计柱间支撑计算：按拉杆设计 1.5 1.5 楼梯设计楼梯设计 为供人员上下通行，在平台结构中常设有楼梯。为供人员上下通行，在平台结构中常设有楼梯。楼梯形式：楼梯楼梯形式：楼梯 倾斜角一般为倾斜角一般为4545o o6060o o 爬梯爬梯 垂直地面垂直地面 楼梯构造：常用两个槽钢或钢板加上踏步做成，踏步间距为楼梯构造：常用两个槽钢或钢板加上踏步做成，踏步间距为 200200250mm,2