钢结构作业平台设计及施工工艺探究

钢结构作业平台设计及施工工艺探究

王禹

巨石集团有限公司， 浙江 桐乡 314500

摘要：近年来，我国经济快速发展，对工业设计的需求日益增加。钢结构因其质轻、环保、施工效率高、承载能力强、抗震性能好等多方面优势，在建筑业中得到了广泛应用，占据了重要地位。结合个人的工作经验，本文对钢结构工作平台的设计原理和具体施工要点进行了深入分析，为未来的工作提供了有益的借鉴和参考。

关键词：设计原则；施工工艺；钢结构

引言：在公共建筑中，平台系统作为一种关键构件，通常可在室内外进行灵活布置。其独特之处在于作为一种独立的结构体系，既可通过焊接或螺栓与现有建筑相连接，也可独立承载。其轻便、迅速、安全等优势使其与水泥平台相比具有独特的竞争力。

1设计原则及结构布置

1.1框架—支撑体系

其特征在于支承通常是双向分布的，可以在一方设置支承，也可以在另一方设置为框架。基于这一特性，本文提出了一种新的抗震设计方法，将其视为一种创新的抗震设计方案。支座底面的变形极小，属于典型的弯型竖向构件。框架底层具有较大的层间位移，属于剪力类型。这类结构具有较大的抗侧刚度和良好的抗震性能。在水平荷载作用下，它能够承受轴向的拉伸和压缩应力，这对于提高构件的强度和控制变形都具有显著效果。

1.2纯框架体系结构

这种结构体系通过框架来承担承受的荷载，包括垂直和水平方向的剪力。具备较高的抗震设防烈度和卓越的抗震性能。此外，该结构系统还具有良好的抗震性能、空间效应明显。其最显著的特征在于能够创造更大的使用空间，平面布局富有弹性，适用于多种用途。同时，该结构的组件容易标准化、定型，建造过程相对简便。

2钢平台的用途和结构形式

2.1适用范围

在工业建筑中，为满足生产工艺和其他要求，有时设置平台。平台的用途很广，可概括为：用于设备操作或维修；用作辅助用房，如仓库或堆放材料；用作办公室；用作走道。

2.2结构形式

由于平台的使用目的、设备及技术的需要，其结构型式也是多种多样的。如果平台平面位置与刚架结构柱网布局相一致，理论上可以沿着框架布置纵向和横向梁。然而，门式刚架结构的跨度较大，如果按照框架柱网相同的布局，可能导致梁在刚架方向上的截面高度过大，用钢量增加，不经济。因此，建议门式刚架结构中的平台可以采用以下支承形式：（1）一端支承于刚架柱，另一端设置平台柱；（2）两端均支承于刚架柱，但中间增设平台柱；（3）对于不允许在平台下部设置平台柱，且荷载较轻的结构，如走道，可将平台悬挂于钢架斜梁上。平台柱即可改成吊杆。

2.3钢平台的组成

平台是一种创新的结构，通常由钢板或水泥板构成，其中钢结构采用了5—10毫米的带花纹的钢板。在台板宽度和长度较大时，为了确保结构的稳定性，通常采用加强筋的形式，以增加板的面外刚度。混凝土模板通常以0.6—0.8毫米厚的平板作为模板。首先，在压型钢板凹槽位置设置一道第一道钢筋，然后浇注120-150 mm的混凝土，并在其内部布设一定数量的钢丝网，以减小混凝土的开裂。该面板施工简便，但由于需要进行混凝土养护，工期较长，适用于承载力大、不经常拆除的平台。

从楼板到次梁，再到主梁，再到柱，再到地基，作用在平台上的活荷载可分为两类：（1）维修平台的工作负载，包括操作者和通常携带的工具箱零件较少，可按均布荷载计算，取2.0 KN/m2。（2)对于堆放物料的平台，其活载荷应根据工艺设计要求确定。（3)办公平台实质上是一种附加的夹层结构，除了考虑墙体荷载、顶棚等土建固定荷载外，还需根据具体施工技术和方法确定管道的荷载。（4)走道式站台主要为建筑或大型设备在空中横向运输使用，走廊平台和楼梯的荷载可按每平方米2.5 KN到3.5 KN不等，具体取决于平台使用情况

3钢平台施工要点

3.1压型钢板上现浇混凝土的平台铺板

在压型板上进行混凝土现浇时，要确保台板的沟槽方向与次梁垂直。计算时，以一个波宽（两个槽距）或两个波宽（三个槽间的间隔）为一个计算单位，通常取大约200—400毫米，其中板的跨度为次梁的间距。将结构简化为简支梁，不加载于压型板上。沟槽内的钢筋将承担混凝土板下部边缘的拉力。

3.2平台梁

钢平台梁通常成梁格式体系，包括主梁和次梁。主、次梁一般选用轧制或焊接工字钢。

3.3平台柱

平台柱通常采用工字形截面，也可以由热轧工字钢、H型钢或焊接而成的钢板制成。对于轻型平台，例如仅供人员使用的维修平台、登车平台和人行道，可以选择采用钢管制造。钢管截面轻巧、美观，且能够节省钢材。如果平台下方没有柱子或有其他需要，可以使用斜梁进行吊挂。吊杆通常选用槽钢或钢管。

3.4平台附属构件

（1）栏杆

在平台周围没有墙壁或其他固体物体的情况下，需要设置防护护栏。护栏的组成部分包括立柱、扶手、补板和护壁板。通常使用易于焊接的角钢作为立柱、栏杆等常见材料，也可以选择使用钢管或冷弯薄壁钢管。在原材料供应有困难的情况下，还可以考虑使用圆钢。护栏的高度通常规定不能少于1000毫米，但在高海拔地区或对安全性要求更高的情况下，高度应不少于1200毫米。对于使用圆钢的情况，由于其承载能力和刚性较差，适用于不经常行走的人行道平台，因此可以将其高度设置在900毫米以下。补板通常是40毫米宽、4到5毫米厚的钢板，用于防止货物从平台上掉落。其高度为100毫米，板厚为4—5毫米。立柱焊接在护栏的外侧。扶手和立柱的强度、刚性应按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）4.5.2条的规定进行检验。扶手顶端的水平载荷为1.0 KN/米。护栏与其他构件通常通过焊接的方式连接。为了方便施工，护栏可以分段制造。立柱与钢台侧板之间的连接可以通过焊接或螺栓实现。在楼梯入口处除了设置一个通道，当有特殊需求时，也可以将扶手设计成一扇门，或者使用铁条制作一个可移动的入口。

（2）钢梯

楼梯分为垂直楼梯和斜坡楼梯两种。在工业工程中通常使用斜坡楼梯，但如果受到场地的限制或者不需要经常上下楼梯，可以选择垂直电梯。电梯的垂直荷载为1.5 KN，其水平荷载也为1.5 KN。楼梯的侧柱一般选择不等角钢板，或者80x506或80x506的钢板。楼梯的倾斜角度通常在45度到60度之间，宽度标准为700毫米，以一个人宽为准。当楼梯高度超过4米时，可以在楼梯间设置一段长度为1000—800毫米的休息平台。如有需要，可以在休息平台的弯曲部分下方增加支撑。楼梯间和休息平台的垂直荷载按照技术要求确定，但不能少于2.0 KN/m2（相对于水平投影）。这种荷载作用下的梯形楼梯的结构尺寸为：采用16#槽钢或160*6毫米厚的钢板；斜台阶间距约为300毫米，通常由5—6毫米厚的带花纹的钢板构成，下面加筋，或者使用4毫米厚的钢板弯折。楼梯扶手和平台扶手一样，但也可以取消扶手。梯脚处与地基的连接采用16毫米螺栓或焊接在地基预埋件上。

结束语：钢结构平台具有多种不同的结构形式和功能。其最显著的优点是全装配式，具有灵活性强、效率高、安全性好等特点。可以根据用户需求设计制作相应的钢台。在现代仓储领域，钢结构平台的应用越来越广泛。充分利用这种平台可以实现许多传统混凝土结构无法达到的功能。

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