第02讲-平台钢结构设计课件.ppt

1、第第0202章章平台钢结构设计平台钢结构设计20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系提纲提纲1.1.平台钢平台钢结构布置结构布置2.2.平台铺板平台铺板设计设计3.3.平台梁平台梁设计设计4.4.平台柱平台柱设计设计5.5.柱间支撑柱间支撑设计设计6.6.节点节点设计设计7.7.钢楼梯设计钢楼梯设计第第1 1节节平台钢结构布置平台钢结构布置20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系1.1 结构组成结构组成平台结构布置图平台结构布置图平台板平台板次梁次梁主梁主梁柱柱支撑支撑楼梯楼梯20142014建筑钢结构设计建筑钢结

2、构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系1.2 传力路径传力路径p竖向荷载竖向荷载 板板 次梁次梁 主梁主梁 柱柱 基础基础p水平荷载水平荷载 板板 次梁次梁 主梁主梁 支撑支撑/柱柱 基础基础 20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系1.3 受力特点受力特点p竖向荷载为主要荷载；但不应疏漏可能的水竖向荷载为主要荷载；但不应疏漏可能的水平荷载作用平荷载作用 p板有单向和双向之分，钢板常以变形控制；板有单向和双向之分，钢板常以变形控制；p梁分次梁、主梁，可连续或单跨；梁分次梁、主梁，可连续或单跨；p柱两端常用铰接，为轴压杆。柱两端常用铰接，为轴压杆。20

3、142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系1.4 柱布置柱布置p考虑使用空间要求；考虑使用空间要求；p考虑标准化及建筑模数要求；考虑标准化及建筑模数要求；p考虑综合经济指标的合理考虑综合经济指标的合理20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0101】某平台钢结构柱网布置某平台钢结构柱网布置某厂房需搭设某厂房需搭设12m*12m平台，高度平台，高度5m；平台下放有设备；工艺要；平台下放有设备；工艺要求只能设置求只能设置4根柱；下图哪个布置更合理？根柱；下图哪个布置更合理？方案方案A A方案方案B B1.4 柱布置柱布

4、置20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0202】某平台钢结构某平台钢结构 柱放置方向柱放置方向某平台钢结构；主梁纵某平台钢结构；主梁纵向放置；次梁横向放置；向放置；次梁横向放置；哪种钢柱摆放方向更合哪种钢柱摆放方向更合理？理？方案方案A A方案方案B BB-BB-BA-AA-A1.4 柱布置柱布置20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0303】某平台钢结构某平台钢结构 柱放置方向柱放置方向某平台钢结构；梁柱铰接，柱脚铰接，柱间设置支撑。请问钢柱某平台钢结构；梁柱铰接，柱脚铰接，柱间设置支撑。请问钢

5、柱采用哪种放置方向更为合理？采用哪种放置方向更为合理？方案方案A A方案方案B B1.4 柱布置柱布置20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系方案方案A A1.4 柱布置柱布置计算长度：计算长度：Lx=2*Ly回转半径：回转半径：ix=2*iy长细比：长细比：x=y20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系1.4 柱布置柱布置计算长度：计算长度：Lx=0.5*Ly回转半径：回转半径：ix=2*iy长细比：长细比：x=0.25*y方案方案B B20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工

6、程系1.5 梁布置梁布置p简单梁系：柱距较小或负荷较小的平台结构简单梁系：柱距较小或负荷较小的平台结构p普通主次梁体系：柱距较大或负荷较大的平台结构普通主次梁体系：柱距较大或负荷较大的平台结构p复式主次梁体系：柱距很大或负荷很大的平台结构复式主次梁体系：柱距很大或负荷很大的平台结构主梁主梁次梁主梁横次梁纵次梁简单梁系简单梁系主次梁体系主次梁体系复式主次梁体系复式主次梁体系20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系1.6 支撑布置支撑布置p柱两端都铰接时，必须设置柱间支撑；柱两端都铰接时，必须设置柱间支撑；p为保证结构稳定性或侧向刚度的需要，设置必要为保证结

7、构稳定性或侧向刚度的需要，设置必要的柱间支撑；的柱间支撑；p支撑布置在柱列中部以减小温度效应支撑布置在柱列中部以减小温度效应p保证结构几何不变；保证结构几何不变；p承受水平荷载、作用；承受水平荷载、作用；支撑的作用支撑的作用20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0404】某平台钢结构的支撑布置某平台钢结构的支撑布置图示平台图示平台结构，哪结构，哪种支撑布种支撑布置方案更置方案更合理？合理？方案方案A A方案方案B B1.6 支撑布置支撑布置20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0404续续】某平台钢

8、结构的支撑布置某平台钢结构的支撑布置2.1 结构布置结构布置图示平台图示平台结构，哪结构，哪种支撑布种支撑布置方案更置方案更合理？合理？方案方案A A方案方案B B20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0505】某平台钢结构的支撑布置某平台钢结构的支撑布置图示平台结构，所有钢柱均为两端铰接；梁柱铰接；楼面有两种图示平台结构，所有钢柱均为两端铰接；梁柱铰接；楼面有两种情况：情况：A）铺设木板；）铺设木板；B）铺设混凝土板；试讨论：未设置支撑的）铺设混凝土板；试讨论：未设置支撑的柱列，其稳定性靠什么保证？若楼板为木板，且不能增加柱间支柱列，其稳定性靠

9、什么保证？若楼板为木板，且不能增加柱间支撑，有什么办法保证结构安全？撑，有什么办法保证结构安全？1.6 支撑布置支撑布置20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0505】某平台钢结构的支撑布置某平台钢结构的支撑布置1.6 支撑布置支撑布置20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系支撑的形式支撑的形式p交叉支撑、门形支撑、隅撑、梁端加腋等多种形式交叉支撑、门形支撑、隅撑、梁端加腋等多种形式p在平台钢结构中，柔性交叉支撑较为常用在平台钢结构中，柔性交叉支撑较为常用1.6 支撑布置支撑布置第第2 2节节平台铺板设计平

10、台铺板设计20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系2.1 形式和构造形式和构造p轻型钢铺板，焊接连接；轻型钢铺板，焊接连接；p钢格栅板，钢丝网板；钢格栅板，钢丝网板；p预制混凝土板；预制混凝土板；p压型钢板混凝土组合板，抗剪销连压型钢板混凝土组合板，抗剪销连接接20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系p 轻型钢铺板轻型钢铺板BABA花纹钢板花纹钢板花纹钢板花纹钢板带肋钢板带肋钢板冲泡钢板冲泡钢板2.1 形式和构造形式和构造20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系p 钢格栅板、

11、钢丝网板钢格栅板、钢丝网板2.1 形式和构造形式和构造20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系p 预制混凝土板预制混凝土板2.1 形式和构造形式和构造20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系p 压型钢板组合楼板压型钢板组合楼板混凝土凝固前：混凝土凝固前：l板上的荷载全部板上的荷载全部由压型钢板承担由压型钢板承担l压型钢板仅起模压型钢板仅起模板作用板作用混凝土凝固后：混凝土凝固后：l形成组合楼板，形成组合楼板，共同受力共同受力2.1 形式和构造形式和构造20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同

12、济大学建筑工程系2.2 铺板的计算铺板的计算lb/a 2时，按时，按单向单向简支板简支板lb/a 2时，按时，按双向双向简支板简支板l计算不满足时，调整计算不满足时，调整板厚板厚或调或调整整加劲肋加劲肋布置。按经济原则确布置。按经济原则确定具体措施。定具体措施。ftMWM2maxmax6强度：强度：34wEtaqwk刚度：刚度：20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系2.3 加劲肋设计加劲肋设计l按受弯简支构件计算按受弯简支构件计算【思考思考】为何规定为为何规定为15t？第第3 3节节平台梁设计平台梁设计20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大

13、学建筑工程系同济大学建筑工程系3.1 平台梁规格平台梁规格p型钢：工字型、型钢：工字型、H H型、槽型、矩形钢管型、槽型、矩形钢管p焊接组合截面：焊接焊接组合截面：焊接H H型钢、箱形、组合截面型钢、箱形、组合截面20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系3.2 型钢梁截面选取型钢梁截面选取20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系3.3 焊接梁截面选取焊接梁截面选取(1)选择截面高度选择截面高度l空间条件：建筑净高使用要求空间条件：建筑净高使用要求 最大允许梁高最大允许梁高 hmaxl刚度条件：刚度条件：最小梁高最小

14、梁高 hminl经济条件：经济条件：用钢量最小用钢量最小 hsEflnh243.150min3073xsWh单位单位:cm4.03xsWh 或或(2)选择腹板厚度选择腹板厚度/11wwth(3)翼缘尺寸翼缘尺寸wwwxhthWA611max1.2wwvVth f(1/5 1/3)bh20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【实用版实用版】(1)选择截面高度：根据跨度选梁高，尽量高选择截面高度：根据跨度选梁高，尽量高l空间条件：建筑净高使用要求空间条件：建筑净高使用要求 最大允许梁高最大允许梁高 hmaxl刚度条件：根据跨度选取梁高刚度条件：根据跨度选取梁

15、高h；如简支梁可取；如简支梁可取L/10；(2)选择腹板厚度：由腹板局部稳定控制，尽量薄选择腹板厚度：由腹板局部稳定控制，尽量薄/80 235wythf(3)翼缘尺寸：弯矩控制，尽量薄翼缘尺寸：弯矩控制，尽量薄无加劲肋：无加劲肋：/120 235wythf设加劲肋：设加劲肋：简算简算【教材例教材例2-22-2】试选取主梁截面试选取主梁截面3.3 焊接梁截面选取焊接梁截面选取20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系3.4 截面验算截面验算1.1.强度验算强度验算 正应力、剪应力、局部压应力、正应力、剪应力、局部压应力、折算应力折算应力5.5.焊缝计算焊缝计

16、算2.2.梁的整体稳定梁的整体稳定3.3.梁的局部稳定梁的局部稳定4.4.刚度验算刚度验算验算验算内容内容公式见公式见钢结钢结构基本原理构基本原理20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系3.5 加劲肋构造加劲肋构造(1)横向加劲肋：通常腹板两侧对称布置，也可单侧布置横向加劲肋：通常腹板两侧对称布置，也可单侧布置厚度厚度0shb40mm30ssbt15宽度宽度横向加劲肋截面对梁轴（横向加劲肋截面对梁轴（z轴）应满足轴）应满足3z0 wI3h t单侧布置时：单侧布置时：0shb1.240mm30【教材例教材例2-22-2】试选取加劲肋尺寸试选取加劲肋尺寸20

17、142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系(1)横向加劲肋横向加劲肋切角构造切角构造sb/340mm宽sb/260mm高ybs/2(60)ywtbsbs/3(40)bs【思考思考】为什么切角？为什么切角？3.5 加劲肋构造加劲肋构造20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系(2)纵向加劲肋：纵向加劲肋：对腹板中心（对腹板中心（y轴）应满足：轴）应满足：3y0 wI1.5h t0a/h0.85时：23y0 w00aaI(2.50.45)h thh0a/h0.85时：3.5 加劲肋构造加劲肋构造20142014建筑钢结构设计建

18、筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系按压杆进行整体稳按压杆进行整体稳定验算定验算fAN端部刨平顶紧时应端部刨平顶紧时应验算局部承压验算局部承压ceceNfA(3)支承加劲肋支承加劲肋端承式端承式刨平顶紧刨平顶紧zz235 f 235 f 235235h0tww15tw y y f y f y15t15tw15tw3.5 加劲肋构造加劲肋构造20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系按压杆进行整体稳定按压杆进行整体稳定验算验算fAN构造控制：下伸自由高构造控制：下伸自由高度不大于厚度的度不大于厚度的2倍倍(3)支承加劲肋支承加劲肋-凸缘式凸缘式z

19、z刨平顶紧2tth0tw235 f y15tw3.5 加劲肋构造加劲肋构造20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系3.6 翼缘腹板连接焊缝翼缘腹板连接焊缝(1)(1)无固定集中荷载、或集中荷载由支承加劲肋承受时无固定集中荷载、或集中荷载由支承加劲肋承受时(2)(2)有集中荷载，且不设置支承加劲肋时有集中荷载，且不设置支承加劲肋时连接焊缝承受纵向剪力连接焊缝承受纵向剪力连接焊缝承受纵向剪力和横向压力连接焊缝承受纵向剪力和横向压力第第4 4节节平台柱设计平台柱设计20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系4.1 常用形式

20、常用形式实腹柱实腹柱格构柱格构柱20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系p选择回转半径较大的对称截面，提高柱的整体选择回转半径较大的对称截面，提高柱的整体稳定和刚度稳定和刚度p柱两端铰接时，两个主轴方向的计算长细比尽柱两端铰接时，两个主轴方向的计算长细比尽可能接近，提高经济性可能接近，提高经济性p便于连接、构造简便，制造省工便于连接、构造简便，制造省工p尽可能选用型材，如尽可能选用型材，如H H型钢、圆管、方管型钢、圆管、方管4.1 常用形式常用形式20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0606】某平台钢结

21、构某平台钢结构 柱截面选择柱截面选择图示平台钢结构，分别选用什么截面比较合理？请解释原因。图示平台钢结构，分别选用什么截面比较合理？请解释原因。4.1 常用形式常用形式20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系4.2 实腹柱截面选择实腹柱截面选择（1）预设钢材的强度等级）预设钢材的强度等级（强度控制用（强度控制用Q345，稳定控制用，稳定控制用Q235）（2）预设长细比）预设长细比5090（“力大取小，力小取大力大取小，力小取大”）（3）选择截面类型，初步选定截面规格）选择截面类型，初步选定截面规格（4）根据预设长细比，计算所需面积）根据预设长细比，计算所

22、需面积A（5）根据预设长细比，计算回转半径）根据预设长细比，计算回转半径ix和和iy（6）确定截面高度）确定截面高度h、宽度、宽度b（7）根据）根据A、h、b，确定截面尺寸，确定截面尺寸（8）验算柱稳定、强度、刚度、局部稳定）验算柱稳定、强度、刚度、局部稳定20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系实腹柱的截面选择实腹柱的截面选择【简化版简化版】（1）计算柱内力）计算柱内力N（2）选择截面类型和材料类型）选择截面类型和材料类型（3）根据柱高确定截面尺寸：）根据柱高确定截面尺寸：b=H/30 H/20（4）确定板厚，满足局部稳定情况下板尽量薄）确定板厚，满足

23、局部稳定情况下板尽量薄（5）计算所需面积）计算所需面积A；A=N/0.8f N/0.6f4.2 实腹柱截面选择实腹柱截面选择20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0707】某平台钢结构某平台钢结构 实腹柱截面选择实腹柱截面选择图示平台钢结构，图示平台钢结构，柱距为柱距为8m8m恒载为恒载为5.0kN/m2；活载为活载为8.0kN/m2；平台高度平台高度8m；柱脚铰接；柱脚铰接；柱顶铰接柱顶铰接试选中柱截面；试选中柱截面；4.2 实腹柱截面选择实腹柱截面选择20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系4.2 实腹

24、柱截面选择实腹柱截面选择1）内力计算：）内力计算：p=1.2*5.0+1.4*8.0=17.2 kN/m2；N=8*8*17.2=1100.8kN2）确定截面类型和材料：）确定截面类型和材料：采用采用H型钢，材质为型钢，材质为Q235B；4）计算所需截面面积：）计算所需截面面积：A=N/f=1100.8/(215*0.6)=8533 mm23）确定截面高度：）确定截面高度：h=H/25=320mm5）确定腹板和翼缘厚度）确定腹板和翼缘厚度Tw=320mm/40=8mm;Af=(8533-300*8)/2=3067mm2;Tf=10mm;b=15*10*2=300mm;Af=3000mm2;H3

25、20 x300 x8x1020142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系3.4 格构柱截面选择格构柱截面选择（1）预设钢材的强度等级）预设钢材的强度等级（强度控制用（强度控制用Q345，稳定控制用，稳定控制用Q235）（2）预设长细比）预设长细比5090（“力大取小，力小取大力大取小，力小取大”）（3）选择截面类型，初步选定截面规格）选择截面类型，初步选定截面规格（4）计算所需面积）计算所需面积A（5）计算回转半径）计算回转半径 （6）确定截面轮廓尺寸）确定截面轮廓尺寸h和和b（7）根据）根据A、h和和b，选定截面形式和实际尺寸，选定截面形式和实际尺寸（8）验

26、算柱稳定、强度、刚度、单肢稳定）验算柱稳定、强度、刚度、单肢稳定20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系4.4 截面验算截面验算公式见公式见钢结钢结构基本原理构基本原理1.1.强度验算强度验算4.4.刚度计算刚度计算2.2.柱的整体稳定柱的整体稳定3.3.柱的局部稳定柱的局部稳定验算验算内容内容5.5.单肢稳定计算单肢稳定计算6.6.缀板、缀条计算缀板、缀条计算20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系4.5 格构柱构造格构柱构造x隔板yyxyx横缀条x横缀条y在较大水平力和运输单元端部应设置横隔；在较大水平力和运输

27、单元端部应设置横隔；横隔间距不大于柱较大宽度的横隔间距不大于柱较大宽度的9倍，且不大于倍，且不大于8m；第第5 5节节柱间支撑设计柱间支撑设计20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系5.1 支撑设计支撑设计交叉支撑：通常按拉杆设计；交叉支撑：通常按拉杆设计；门形支撑：按压杆设计；门形支撑：按压杆设计；以后各章会详细叙述以后各章会详细叙述第第6 6节节节点设计节点设计20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.0 节点设计节点设计主要节点：主要节点：1 1）梁的拼接节点）梁的拼接节点2 2）主次梁连接节点）主次梁连接

28、节点3 3）梁支座节点）梁支座节点4 4）柱头节点）柱头节点5 5）柱脚节点）柱脚节点20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.1 梁拼接节点梁拼接节点1 1）对接焊缝拼接）对接焊缝拼接4421553500500翼缘、腹板焊缝尽可能错开；翼缘、腹板焊缝尽可能错开；腹板对接焊缝离加劲肋距离大于腹板对接焊缝离加劲肋距离大于10t10tw w焊缝设在内力较小处，焊缝强度不足时可用斜焊缝焊缝设在内力较小处，焊缝强度不足时可用斜焊缝上、下翼缘对接缝开上、下翼缘对接缝开V V型坡口，便于俯焊；型坡口，便于俯焊；预留一段翼缘与腹板间的焊缝到工地焊，减少焊接应力预留一

29、段翼缘与腹板间的焊缝到工地焊，减少焊接应力20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.1 梁拼接节点梁拼接节点2 2）角焊缝拼接）角焊缝拼接翼缘拼接板及周边焊缝承受翼缘弯矩翼缘拼接板及周边焊缝承受翼缘弯矩腹板拼接板及其焊缝，承受全部剪力，及腹板上的弯矩腹板拼接板及其焊缝，承受全部剪力，及腹板上的弯矩腹板拼接板尽量靠近翼缘；腹板拼接板尽量靠近翼缘；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.1 梁拼接节点梁拼接节点3 3）全螺栓拼接）全螺栓拼接拼接板应采用夹板，螺栓为双剪受力拼接板应采用夹板，螺栓为双剪受力翼缘拼接板

30、及周边焊缝承受翼缘弯矩翼缘拼接板及周边焊缝承受翼缘弯矩腹板拼接板及其焊缝，承受全部剪力，及腹板上的弯矩腹板拼接板及其焊缝，承受全部剪力，及腹板上的弯矩腹板拼接板尽量靠近翼缘；腹板拼接板尽量靠近翼缘；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.1 梁拼接节点梁拼接节点4 4）栓焊混合拼接）栓焊混合拼接 高强螺栓连接腹板；翼缘采用对接焊缝；高强螺栓连接腹板；翼缘采用对接焊缝；翼缘对接焊缝等强；腹板传递部分弯矩和全部剪力；翼缘对接焊缝等强；腹板传递部分弯矩和全部剪力；接缝一般接缝一般510mm，腹板拼接板尽量靠近翼缘，腹板拼接板尽量靠近翼缘；【思考思考】在弯矩

31、和在弯矩和剪力作用下，此节剪力作用下，此节点可否采用普通螺点可否采用普通螺栓？可否采用承压栓？可否采用承压型高强螺栓？型高强螺栓？20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点1 1）铰接节点）铰接节点双剪螺栓连接双剪螺栓连接 腹板采用双夹板高强螺栓拼接；腹板采用双夹板高强螺栓拼接；间隙一般间隙一般510mm，双夹板尽量靠近翼缘，双夹板尽量靠近翼缘；计算时应考虑剪力偏心；计算时应考虑剪力偏心；【思考思考】偏偏心距如何取心距如何取值？值？A20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节

32、点主次梁节点1 1）铰接节点）铰接节点单剪螺栓连接单剪螺栓连接 腹板采用单剪高强螺栓拼接；腹板采用单剪高强螺栓拼接；间隙一般间隙一般510mm；计算时应考虑剪力偏心；计算时应考虑剪力偏心；剪力加大剪力加大2030%；【思考思考】图示图示两种情况，偏两种情况，偏心距如何取值？心距如何取值？哪个偏心距大？哪个偏心距大？哪个主梁的不哪个主梁的不利影响大？利影响大？B20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0808】主次梁节点的抗疲劳性能比较主次梁节点的抗疲劳性能比较1 1某钢结构平台次梁上放置有高频振动设备；次梁连接节点采用哪某钢结构平台次梁上放置有高频

33、振动设备；次梁连接节点采用哪种较好？种较好？6.2 主次梁节点主次梁节点20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0808】主次梁节点的抗疲劳性能比较主次梁节点的抗疲劳性能比较2 2某钢结构平台次梁上放置有高频振动设备；次梁连接节点采用哪某钢结构平台次梁上放置有高频振动设备；次梁连接节点采用哪种较好？种较好？6.2 主次梁节点主次梁节点20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点1 1）铰接节点）铰接节点可滑动铰可滑动铰 腹板采用长圆孔螺栓拼接；腹板采用长圆孔螺栓拼接；间隙一般间隙一般1

34、020mm；注意长圆孔的孔壁承压承载力计算；注意长圆孔的孔壁承压承载力计算；【思考思考】是否是否还需考虑偏心？还需考虑偏心？对主梁的不利对主梁的不利影响？两边都影响？两边都有次梁时？有次梁时？C20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点1 1）铰接节点）铰接节点夹板围焊夹板围焊 腹板夹板拼接；腹板夹板拼接；间隙一般间隙一般510mm；安装螺栓定位，夹板四面围焊；安装螺栓定位，夹板四面围焊；连接焊缝承受剪力，应考虑剪力偏心；连接焊缝承受剪力，应考虑剪力偏心；D20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建

35、筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点1 1）铰接节点）铰接节点腹板围焊腹板围焊 腹板直接和节点板拼接；腹板直接和节点板拼接；间隙一般间隙一般510mm；安装螺栓定位，腹板三面围焊；安装螺栓定位，腹板三面围焊；计算时应考虑剪力偏心；计算时应考虑剪力偏心；剪力加大剪力加大2030%；E20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点1 1）铰接节点）铰接节点台式支托台式支托连接角钢连接角钢F 角钢连接：构造简单，不宜单边连接；角钢连接：构造简单，不宜单边连接；台式支托：构造复杂，安全；台式支托：构造复杂，安全；抗剪键支托：偏心小，安装精度

36、高；抗剪键支托：偏心小，安装精度高；抗剪键支托抗剪键支托【思考思考】下列下列3种节点的传力种节点的传力路径；路径；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点1 1）铰接节点）铰接节点叠接叠接G 构造简单，施工方便；建筑高度大；构造简单，施工方便；建筑高度大；主梁应设置加劲肋；主梁应设置加劲肋；焊缝或螺栓为固定用，按构造配置；焊缝或螺栓为固定用，按构造配置；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点2 2）刚接节点）刚接节点叠接叠接H 构造简单，施工方便；建筑高度大

37、；构造简单，施工方便；建筑高度大；主梁和次梁均应设置加劲肋；主梁和次梁均应设置加劲肋；焊缝或螺栓为固定用，按构造配置；焊缝或螺栓为固定用，按构造配置；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点2 2）刚接节点）刚接节点栓焊混合栓焊混合I 腹板采用高强螺栓（夹板双剪或单剪）；腹板采用高强螺栓（夹板双剪或单剪）；上翼缘和主梁焊接；下翼缘和水平加劲肋焊接；上翼缘和主梁焊接；下翼缘和水平加劲肋焊接；翼缘焊缝承担弯矩；腹板承担剪力和部分弯矩；翼缘焊缝承担弯矩；腹板承担剪力和部分弯矩；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑

38、工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点2 2）刚接节点）刚接节点翼缘对接，腹板角焊缝翼缘对接，腹板角焊缝J 腹板采用拼接板焊接（双面或者单面）；腹板采用拼接板焊接（双面或者单面）；上翼缘和主梁焊接；下翼缘和水平加劲肋焊接；上翼缘和主梁焊接；下翼缘和水平加劲肋焊接；翼缘焊缝承担弯矩；腹板承担剪力和部分弯矩；翼缘焊缝承担弯矩；腹板承担剪力和部分弯矩；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.2 主次梁节点主次梁节点2 2）刚接节点）刚接节点下翼缘承托连接，上翼缘盖板下翼缘承托连接，上翼缘盖板K 上翼缘采用盖板连接，盖板比次梁翼缘窄；上翼缘采用

39、盖板连接，盖板比次梁翼缘窄；下翼缘采用承托连接，承托比次梁翼缘宽；下翼缘采用承托连接，承托比次梁翼缘宽；剪力由承托承担；剪力由承托承担；【思考思考】传力传力路径？端部腹路径？端部腹板受力？板受力？20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.3 梁支座节点梁支座节点1 1）平板支座）平板支座压力平板支座压力平板支座A 支座处应设置加劲肋；支座处应设置加劲肋；梁端不能自由转动，支座板下压力分布不均匀；梁端不能自由转动，支座板下压力分布不均匀；无法承受拉力；无法承受拉力；【思考思考】垫垫板厚度如何板厚度如何计算？计算？20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设

40、计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.3 梁支座节点梁支座节点2 2）弧形支座）弧形支座B 支座处应设置加劲肋；支座处应设置加劲肋；可以自由转动；可以自由转动；无法承受拉力；无法承受拉力；240/RdlfE20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.3 梁支座节点梁支座节点3 3）滚轴支座）滚轴支座C 支座处应设置加劲肋；支座处应设置加劲肋；可以自由转动；可以自由滑动；可以自由转动；可以自由滑动；无法承受拉力；无法承受拉力；240/RndlfE20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.3 梁支座节点梁支座节点

41、4 4）铰轴支座）铰轴支座D 支座处应设置加劲肋；支座处应设置加劲肋；可以自由转动；可以自由转动；接触面中心角应大于接触面中心角应大于9090度；度；2Rfdl20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.3 梁支座节点梁支座节点5 5）球形支座）球形支座E 有专门厂家生产设计；有专门厂家生产设计；根据需要可以抗压、抗拉；根据需要可以抗压、抗拉；根据需要可以转动、滑动；根据需要可以转动、滑动；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.3 梁支座节点梁支座节点6 6）橡胶支座）橡胶支座F 用于压力较小的情况；不可抗拉

42、；橡胶易老化；用于压力较小的情况；不可抗拉；橡胶易老化；有专门厂家生产设计；网架中应用较多；有专门厂家生产设计；网架中应用较多；网架结构设计规范网架结构设计规范中有计算方法；中有计算方法；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.3 梁支座节点梁支座节点7 7）桩台支座）桩台支座G 用桩台代替垫板，用于压力用桩台代替垫板，用于压力很大的时候；很大的时候；用桩台来扩散压力；用桩台来扩散压力；20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.4 柱头节点柱头节点1 1）顶接）顶接 主梁加劲肋对准柱翼缘；主梁加劲肋对准柱翼缘

43、；梁间留有间隙，便于调整；梁间留有间隙，便于调整；柱顶板上有定位螺栓；柱顶板上有定位螺栓；夹板连接腹板，防止梁侧翻；夹板连接腹板，防止梁侧翻；两侧梁不等时，柱偏压；两侧梁不等时，柱偏压；梁压力过大时，翼缘易局部屈曲；梁压力过大时，翼缘易局部屈曲；A20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.4 柱头节点柱头节点1 1）顶接）顶接 主梁采用突缘式端板连接；主梁采用突缘式端板连接；主梁之间用填板连接，防纵向错动；主梁之间用填板连接，防纵向错动；柱顶设垫板扩散压力；柱顶设垫板扩散压力；柱顶板下设置加劲肋扩散压力；柱顶板下设置加劲肋扩散压力；梁下翼缘用定位螺栓连

44、接；梁下翼缘用定位螺栓连接；偏心压力小；偏心压力小；B【思考思考】传力路径？传力路径？20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.4 柱头节点柱头节点1 1）顶接）顶接 主梁采用突缘式端板连接；主梁采用突缘式端板连接；主梁之间用填板连接，防纵向错动；主梁之间用填板连接，防纵向错动；柱顶设垫板扩散压力；柱顶设垫板扩散压力；柱肢间用缀板连接；柱肢间用缀板连接；梁下翼缘用定位螺栓连接；梁下翼缘用定位螺栓连接；偏心压力小；柱顶刚度大；偏心压力小；柱顶刚度大；C【思考思考】传力路径？定位螺栓可否放在柱传力路径？定位螺栓可否放在柱肢内部？如何计算缀板高度？肢内部？如

45、何计算缀板高度？20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.4 柱头节点柱头节点1 1）顶接）顶接 主梁连续；柱顶铰接，或柱顶刚接；主梁连续；柱顶铰接，或柱顶刚接；注意加劲肋设置；注意加劲肋设置；D【思考思考】计算计算简图？简图？20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.4 柱头节点柱头节点2 2）侧接）侧接 柱上伸小牛腿；主梁翼缘焊接于牛腿；柱上伸小牛腿；主梁翼缘焊接于牛腿；腹板采用角钢连接，防止侧翻；钢梁下翼缘设置定位螺栓；腹板采用角钢连接，防止侧翻；钢梁下翼缘设置定位螺栓；应计算牛腿焊缝；应计算牛腿焊缝；E

46、20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.4 柱头节点柱头节点2 2）侧接）侧接 柱上设置支托，通常用厚钢板；柱上设置支托，通常用厚钢板；梁端采用突缘式端板；采用填板和翼缘连接；梁端采用突缘式端板；采用填板和翼缘连接；用于较大受力情况；用于较大受力情况；F20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.4 柱头节点柱头节点2 2）侧接）侧接 柱上焊接牛腿，牛腿截面和梁相同；柱上焊接牛腿，牛腿截面和梁相同；主梁和牛腿刚接，如翼缘焊接，腹板高强螺栓夹板；主梁和牛腿刚接，如翼缘焊接，腹板高强螺栓夹板；对应翼缘位置需设置加劲

47、肋；对应翼缘位置需设置加劲肋；G20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.5 柱脚节点柱脚节点1 1）铰接柱脚）铰接柱脚 平板铰接柱脚；锚栓位于翼缘以内；平板铰接柱脚；锚栓位于翼缘以内；底板下设置抗剪键；底板下设置抗剪键；底板开孔为锚栓直径底板开孔为锚栓直径1.21.5倍；垫板开孔比锚栓直径大倍；垫板开孔比锚栓直径大12mm；多采用细石混凝土找平；多采用细石混凝土找平；A20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.5 柱脚节点柱脚节点1 1）铰接柱脚）铰接柱脚平板铰接柱脚的计算：平板铰接柱脚的计算：锚栓计算；锚栓

48、计算；拉力最大工况控制；拉力最大工况控制；底板尺寸计算；底板尺寸计算；底板厚度计算；底板厚度计算；抗剪验算；规范规定，锚栓不得用于抗剪。抗剪验算；规范规定，锚栓不得用于抗剪。A/ncNAfmax6Mtfmax5Mtf20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.5 柱脚节点柱脚节点【例例0909】平板铰接柱脚计算平板铰接柱脚计算计算某铰接平板柱脚；计算某铰接平板柱脚；柱截面柱截面H300 x240 x8x12；底板尺寸底板尺寸340 x280；底板厚度；底板厚度20mm；底板为底板为Q235B，混凝土为，混凝土为C30；设置设置2M24锚栓，锚栓材质锚栓，

49、锚栓材质Q235B；底板开孔底板开孔2R27；抗剪键为抗剪键为L75x6；长度；长度80mm；最大拉力组合：最大拉力组合：N=+80kN最大压力组合：最大压力组合：N=-300kN最大剪力组合：最大剪力组合：N=-200 kN，V=100kN【思考思考】有没有有没有什么办法不设置什么办法不设置抗剪键？抗剪键？【思考思考】设置预设置预拉力后抗拉承载拉力后抗拉承载力够不够？力够不够？【思考思考】设置预设置预拉力后柱脚是否拉力后柱脚是否铰接？铰接？20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.5 柱脚节点柱脚节点1 1）铰接柱脚）铰接柱脚 单方向铰接柱脚；单方向

50、铰接柱脚；掌握靴梁的计算；掌握靴梁的计算；B20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.5 柱脚节点柱脚节点2 2）刚接柱脚）刚接柱脚 仅简单介绍几种构造；后面章节会详细讲解；仅简单介绍几种构造；后面章节会详细讲解；C20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.5 柱脚节点柱脚节点3 3）锚栓构造）锚栓构造C20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系6.6 小结小结传力路径传力路径20142014建筑钢结构设计建筑钢结构设计同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系【例例0909】找