钢结构平台在水泥厂很常见,几乎每个车间都有,有大有小,有高有低,涂上不同颜色,形成一道亮丽的风景线。平台高低错落,在40m高的屋顶上来回穿梭,也是一道蜿蜒壮观的风景线。至于钢结构雨棚,则是随处可见,因为需要防雨,风机上有钢结构雨棚,磨床上有钢结构雨棚,屋顶上有钢结构雨棚等等。
钢平台和钢雨棚从设计角度来讲是一回事,钢平台的设计一般依据钢结构设计规范,平台一般采用钢梁和花纹钢板制作;而钢雨棚基本采用冷弯薄壁型钢板制作,并加压成型,因此一般采用轻钢结构的相关设计术语。
力量系统:
一般跨度较小,按柱铰接底座、铰接顶模型设计。
一种是柱底与预埋件采用角焊连接,柱顶与钢梁也采用角焊连接,柱顶与柱底采用斜撑连接(图1)。
另一类是柱底与预埋件采用角焊连接,柱顶与钢梁也采用角焊连接,但顶部设置角撑,构成三角形刚体(图2)。
平面尺寸的确定:
平面尺寸一般由工艺专业人员确定,但有时为了避开设备或施工专业人员的要求,可以调整梁跨度,改变柱的位置,或采用悬挑一根钢梁的方式。具体问题需具体对待。
另外,钢柱的位置也很重要,有时钢平台腿距离混凝土柱很近,这种情况下可以取消钢柱,在柱的侧面做钢支架,这样不仅节省钢材,还能提供较强的侧向支撑。
钢柱尺寸确定:
一般控制长细比,钢雨棚长细比控制在180左右,钢平台长细比控制在150左右。
图(I):当柱底部及顶部均为铰接,且在此方向有较强的侧向支撑(如与钢筋混凝土柱的连接或跨内斜撑的连接)时,柱的计算长度可按1倍H3取。
图2:当柱底部与顶部采用铰接,且柱顶有角撑时,H1高度范围可视为刚体节点钢结构雨棚 计算,钢柱计算长度取有侧向位移的值,一般为H2的两倍。
常用钢柱为双铰槽钢,当高度过大时,可增加横梁,以减少柱的计算长度。
注:图(二)中计算长度系数2是根据《钢结构规范》附录D表D-2得出的。
K1:大多数钢平台和钢雨棚的K1计算在0.5至1之间。
K2:虽然柱下端假设为铰接,但实际节点并非纯铰接,而是采用平板支撑,而非纯铰接支撑,即K2可取0.1。
所以计算的长度系数为2。
钢梁尺寸确定:
一般是强度或挠度控制。
钢平台的活荷载可取2.0KN/M2,此时,不再考虑工艺所需荷载(因为2.0KN/M2的活荷载已经可以包裹工艺所需荷载所占的面积)。
钢结构雨棚的活载,在无人的情况下可按0.5KN/M2取;在有粉尘堆积的情况下,钢结构雨棚的活载,在有粉尘堆积的情况下可按0.5KN/M2取;钢结构雨棚的静载,一般按0.1KN/M2估算。
前期可根据跨度粗略估算钢梁截面,对于钢平台,如果是工字钢,可取跨度的1/25,如果是槽钢,可取跨度的1/20,如跨度为5000mm时,工字钢20a,或者槽钢25a。
对于钢结构雨棚,该值可取1/30,但当钢结构雨棚有挂钩时,钢梁尺寸需通过计算确定,需要注意的是,几个挂钩并不是同时受力,因此设计时需考虑。
加强筋:
当钢板跨度较大时,可设置钢梁或加强筋。
注意两种方式有着本质的区别,设置钢梁的目的是为了减小钢板的跨度,而设置加强筋(加强筋不焊接在两端钢梁上)的目的是为了增加钢板的抗弯刚度。
角部支撑:
角撑在承受节点弯矩后主要受力处于压缩状态,因此可以按压杆设计钢结构雨棚 计算,由于设计时框架梁截面已满足弯曲要求,因此角撑在端部弯矩作用下的压力很小,计算时可以忽略,通常只需满足长细比要求即可。
一般情况下,当H1为500mm时,角撑可采用L50x5,特殊情况下可通过计算选取。另外,角撑还起到减少柱的无支撑长度的作用。
一些经验点:
雨篷立柱的长细比可取180~150(偏向180)。
平台柱的长细比可取180~150(偏向150)。
其他受压构件的长细比可取220~200(包括受压支撑、角撑)。
张拉构件长细比极限控制在400,张拉圆钢支撑长细比极限不受限制,可根据情况选用带花兰螺栓的交叉支撑。
雨篷框架梁的挠度限值可取L/180。
平台框架梁的挠度限值可取L/180。L为跨度。