钢结构直升机坪设计之钢梁设计及选型

来源:广州龙腾直升机坪建设有限公司发布时间:2019-05-31

摘要 任何一个机坪结构,无外乎柱、梁、板的组合,机坪荷载通过板传递到梁,梁再将荷载传递到柱,最后通过柱传递给下部基础。此处对梁的设计及选型作个简单分析,以使大家对机坪钢梁设计有个基本理解。

一、钢梁布置

钢梁布置需考虑以下几点:

1、根据前述,钢梁承受机坪甲板的荷载,并将荷载传递给钢柱。因此,钢梁布置中,必须与上部甲板的布置相结合,比如:当上部甲板截面较大,承载能力较高时候,钢梁的布置间距可稍微加大;反之,布置间距需减小。

2、钢梁的布置需要考虑建筑空间的要求,当钢梁布置间距太大时,单根钢梁受力较大,钢梁截面会比较高,此时会占据较大的空间,可能会影响其它专业的布置。

3、钢梁的布置需考虑钢梁与其它构件的连接要求,由于次梁一般采用铰接节点,主梁为刚接节点,在受力集中区域,次梁需加密布置,否则次梁的计算截面可能大于主梁计算截面,此时主次梁的连接节点难以满足受力要求。


二、钢梁选型

市场上常用于钢梁的截面有箱形、H形,我们可以从受力及经济角度分析为什么选用这两种结构,同时对比这两种结构的经济性能。

矩形截面抵抗矩:

受力示意图

受力示意图

我们可以简单想象,当钢梁向下弯曲时,梁的截面上面会受压,下面会受拉(这和向下折弯一根筷子是一个道理,下端先拉断,上端受压凸起)。梁截面受力从受压过渡到受拉,其中必定有一个既不受压又不受拉的位置,我们把这个位置叫做中性层,中性层的弯拉力/弯压力为零。由于中性层受力需求小,从节省材料用量及减轻结构自重考虑,我们可以将此处掏空,仅留适当的上下翼缘,而箱型截面及H形截面正好满足该构造,而H形截面的腹板比箱型截面节省。所以,对于面内稳定要求不是非常严格的构件,H形截面具有非常好的经济性能。当构件的设计由面内稳定控制时,则需要选用箱形截面。