工业厂房网架结构吊点荷载不利布置分析
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空间钢网架结构施工误差分析及控制钢网架结构拼装及吊装施工过程中,会因各种原因产生各种误差,导致产生杆件弯曲、单元偏位、就位困难等质量问题。
现结合本工程网架结构施工中产生的质量问题进行分析。
标签:网架结构;高空吊装;原因分析;质量控制网架是由许多杆件按照一定规律组成的网状结构。
网架结构可分为平板网架和曲面网架。
平板网架采用较多,它是一种平板型的,由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而形成的空间结构,属于空间铰接杆系。
它改变了平面桁架的受力状态,是高次超静定的空间结构。
其优点是:空间受力体系,杆件主要承受轴向力,受力合理,节约材料(如上海体育馆,直径110m,用钢量仅49kg/㎡),整体性能好,刚度大,抗震性能好。
杆件类型较少,适于工业化生产。
构成网架的基本单元包括三角锥、三棱体、正方体、截头四角锥等,由这些基本单元可组合成平面桁架系网架,四面锥体系网架,三角锥体系网架等不同网架形式;根据网架連接节点形式不同,一般可以分为焊接球节点,螺栓球节点,钢板节点三大类。
网架的形式较多。
按结构组成,通常分为双层或三层网架;按支承情况分,有周边支承、点支承、周边支承和点支承混合、三边支承一边开口等形式;按照网架组成情况,可分为由两向或三向平面桁架组成的交叉桁架体系、由三角锥体或四角锥体组成的空间桁架角锥体系等。
我国于1964年建成第一个平板网架(上海师范学院球类房),在20世纪80年代后期北京为迎接1990年亚运会兴建的一批体育建筑中大部分皆采用平板网架结构。
空间网架结构在我国的应用已经非常成熟,被广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结构。
1 网架结构特点分析1.1 网架结构的整体性能好,刚度大,抗震性能好网架结构是由很多杆件从两个或几个方向有规律地组成的高次超静定空间结构,由于杆件之间的相互支持作用,它改变了平面桁架受力体系,能承受来自各方的荷载,其刚度大、整体性好、抗震能力强。
关于结构活荷载不利布置(值得收藏)一、教科书里荷载的最不利组合的描述连续梁所受荷载包括恒载和活荷载两部分,其中活荷载的位置是变化的,所以在计算内力时,要考虑荷载的最不利组合和截面的内力包络图。
对于单跨梁,显然是当全部恒载和活荷载同时作用时将产生最大的内力。
但对于多跨连续梁某一指定截面往往并不是所有荷载同时布满梁上各跨时引起的内力为最大。
结构设计必须使构件在各种可能的荷载布置下都能可靠使用,这就要求找出在各截面上可能产生的最大内力,因此必须研究活荷载如何布置使各截面上的内力为最不利的影响,即活荷载的最不利布置。
如下图所示为五跨连续梁,当活荷载布置在不同跨间时梁的弯矩图和剪力图。
从上图中可以看出其内力图的变化规律,当活荷载作用在某跨时,该跨跨中为正弯矩,邻跨跨中为负弯矩,然后正负弯矩相间;比较各弯矩图可以看出,例如对于1跨,本跨有活荷载,当在3、5跨同时也有活荷载时,使1跨+M值增大,而2、4跨同时有活荷载时,则在1跨引起-M,使1跨+M值减小,因此欲求1跨跨中最大正弯矩时,应在1、3、5跨布置活荷载。
同理可以类推出求其他截面产生最大弯矩时活荷载的布置原则。
根据上述分析,可以得出确定连续梁活荷载最不利布置的原则如下:1.欲求某跨跨中最大正弯矩时,应在该跨布置活荷载;然后向两侧隔跨布置。
2.欲求某跨跨中最小弯矩时,其活荷载布置与求跨中最大正弯矩时的布置完全相反。
3.欲求某支座截面最大负弯矩时,应在该支座相邻两跨布置活荷载,然后向两侧隔跨布置。
4.欲求某支座截面最大剪力时,其活荷载布置与求该截面最大负弯矩时的布置相同。
根据以上原则可确定活荷载最不利布置的各种情况,它们分别与恒载(布置各跨)组合在一起,就得到荷载的最不利组合,如下图所示为五跨连续梁最不利荷载的组合。
二、规范里活荷载不利布置的相关条文《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第3.2.1条:建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合,并应取各自的最不利的组合进行设计。
工业厂房结构设计中钢结构设计要点分析一、荷载计算及结构分析荷载计算是工业厂房结构设计中的第一步,必须准确计算出工业厂房所承受的各种荷载,如自重荷载、风荷载、地震荷载等,以确定钢结构的基本参数,如截面、长度、强度等。
同时也要根据荷载的不同特点,对钢结构进行合理的分析,如在考虑风荷载时需注意钢结构的刚度和抗风性能,在考虑地震荷载时需注意钢结构的抗震性能。
二、钢结构设计及构件设计在进行钢结构设计时,应考虑到各种力的作用和力的矢量,确定受力构件和杆件的断面形状和大小,并根据工程实际情况,对结构进行优化。
对于工业厂房结构设计而言,应特别注意钢结构的整体稳定性和刚度问题,确保结构稳定、刚度良好,能够承受各种荷载并保证生产安全。
同时,在设计构件时,需充分考虑钢材的节能性能和钢材使用寿命问题。
三、连接设计连接设计是钢结构中的关键部分,连接件要求强度高、耐久性强,能够承受剪切、弯曲、拉伸等多种力的作用。
在进行连接设计时,应考虑到连接结构的稳定性和可靠性,并在连接处设置适当的支撑和加强措施,以减小杆件和构件的扭转和变形,确保钢结构具有优良的抗震性和抗风性。
四、施工工艺及安装设计工业厂房结构设计还必须考虑到施工工艺及安装设计的问题,以保证钢结构的施工质量和安装质量。
在施工期间,应严格遵守钢结构的施工规范,加强现场管理,确保施工期间工人的安全,为钢结构的安装和使用提供有力的保障。
此外,在进行安装设计时还需合理设计取力点位置和连接件的布置方式,减少安装误差,使钢结构的安装达到最佳状态,从而提高工业厂房的生产效率和经济效益。
五、维护保养及检测最后一点,需要提到的是维护保养及检测。
工业厂房结构设计中的钢结构,尤其是受到自然灾害等外力作用,容易发生结构破坏和老化。
因此,在进行钢结构设计时,应预留维护检修的通道和方便进行检验、维护的设施,及时检测和维护结构,确保工业厂房的长期安全运行。
在经济条件允许的情况下,可以通过钢结构的防腐涂料等保护措施,延长钢结构的使用寿命。
装配式钢筋混凝土单层工业厂房的结构件有柱、基础梁、吊车梁、连系梁、托架、屋架、天窗架、屋面板、墙板及支撑等。
构件的吊装工艺有绑扎、吊升、对位、临时固定、校正、最后固定等工序。
在构件吊装之前,必须切实做好和各项准备工作,包括场地清理,道路的修筑,基础的准备,构件的运输、就位、堆放、拼装加固、检查清理、弹线编号以及吊装机具的装备等。
6.3.1.1 柱的吊装(1)基础的准备柱基施工时,杯底标高一般比设计标高低(通常代5cm),柱在吊装前需对基础杯底标高进行一次调整(或称找平)。
调整方法是测出杯底原有标高(小柱测中间一点,大柱测四个角点),再量出柱脚底面至牛腿面的实际长度,计算出杯底标高调整值,并在杯口内标出,然后用1:2水泥砂浆或细石混凝土将杯底找平至标志处。
例如,测出杯底标高为-1.20m,牛腿面的设计标高是+7.80m,而柱脚至牛腿面的实际长度为8.95m,则杯度标高调整值h=(7.80+1.20)-8. 95=0.05m。
此外,还要在基础杯口面上弹出建筑的纵、横定位轴线和柱的由装准线,作为柱对位、校正的依据(图6.21)。
柱子应在柱身的三个面上弹出吊装准线(图6.22)。
柱的吊装准线应与基础面上所弹的吊装准线位置相适应。
对矩形截面柱可按几何中线弹吊装准线;对工字形截面柱,为便于观测及避免视差,则应靠柱边弹吊装准线。
图6.21 基础的准线图6.22 柱的准线1-基础顶面线;2-地坪标高线;3-柱子中心线;4-吊车梁对位线;5-柱顶中心线(2)柱的绑扎柱的绑扎方法、绑扎位置和绑扎点数,应根据柱的形状、长度、截面、配筋、起吊方法和起重机性能等因素确定。
由于柱起吊时吊离地面的瞬间由自重产生的弯矩最大,其最合理的绑扎点位置,应按柱子产生的正负弯矩绝对值相等的原则来确定。
一般中小型柱(自重13t 以下)大多数绑扎一点;重型柱或配筋少而细长的柱(如抗风柱),为防止起吊过程中柱的断裂,常需绑扎两点甚至三点。
对于有牛腿的柱,其绑扎点应选在牛腿以下200mm处;工字形断面和双肢柱,应选在矩形断面处,否则应在绑扎位置用方木加固翼缘,防止翼缘在起吊时损坏。
活荷载布置状况对网架结构的影响万叶青薛国华机械工业第四设计研究院[摘要] 本文针对实际工程中出现的问题,对网架活荷载的不利布置进行分析,结果表明:网架结构对活荷载布置状况非常敏感,网架设计时应当引起重视.[关键词] 网架、活荷载不利布置.一.前言在机械工业厂房的设计中,特别是装配车间,焊接车间以及联合厂房等,生产流程较为复杂,因此工艺布置需要较大的厂房跨度空间和较多的悬挂吊点.而网架结构正是以其整体性好,空间刚度大,便于灵活布置吊点等特点,深受用户和设计人员的欢迎.几年来网架结构已被广泛的应用于工业建筑中.网架结构是一系列杆件通过节点连接,按一定布置方式组成的空间杆系结构,杆件便为一二力杆.而整个网架结构是一种高次超静定结构.这种结构对于不同的荷载布置会有不同的内力分布,杆件受力也随之变化,因此活荷载布置变化对网架结构的影响应当引起人们的重视.二.工程实例某工程项目,联合厂房采用网架结构.网架平面尺寸120mX150m,柱距15mX30m.荷载:上弦静载:0.30kN/m2,上弦活荷载:0.50kN/m2,下弦工艺活荷载:2.2kN/m2.网架结构采用双层正放四角锥,网格尺寸3.75mX3.75m,失高2.5m.坡度5%.网架设计采用空间网格结构计算机辅助设计系统(MST2000).设计中活荷载布置按同时满布于整个网架上.在杆件的强度,变形及长细比符合规范要求情况下,网架用钢量为28.6kg/m2.此时工艺设计提出新的要求:网架设计第一阶段,B,C轴线间不考虑工艺活荷载,但需考虑以后的发展,可能在此区间增加工艺活荷载.为此网架设计时既要考虑B,C轴线间无工艺活荷载的情形,也要考虑有工艺活荷载的情形.当我们在原网架设计基础上,将B,C轴线间的工艺活荷载取消进行验算时发现有大量杆件超限.可见活荷载满布情形下,网架结构并不是最不利的.为此我们对该网架重新进行设计.将工艺活荷载分成两部分:活荷栽1,活荷载2(见图1).程序内定组合为活荷载分两次单独加载,即1.2静+1.4活荷载11.2静+1.4活荷载2根据工艺要求,尚应考虑两组活荷载同时出现的情况,我们又人工添加了一种组合1.2静+1.4(活荷载1+活荷载2)作为活荷载同时满布的情形,重新进行了设计.杆件进行调整后,用钢量略有增加.用钢量为29.23kg/m2.三.活荷载不利布置分析为了分析活荷载不利布置对网架结构的影响,这里取一规则网架进行分析.网架平面尺寸:60mX60m,柱距:30mX30m.网架结构形式:双层正放四角锥.网格尺寸:3mX3m,失高:2.1m.杆件根数为:3200根,杆件材料:Q235.荷载情况:静载: 上弦0.30kN/m2;活荷载: 上弦0.50kN/m2;下弦2.20kN/m2.以下按活荷载同时满布和按棋盘间隔布置两种情况进行分析.1.活荷载满布荷载组合为计算机程序内定组合:(1)1.2静(2)1.2静+1.4活计算结果为,单位面积用钢量为:40.78kg/m2.在以上设计基础上,我们取消一个柱间区格内的下弦活荷载,重新进行验算.有270根杆件超限.超限比例为8.5%.2.活荷载按棋盘布置活荷载布置见图2.荷载组合,计算机内定组合有:(1)1.2静(2)1.2静+1.4活1(3)1.2静+1.4活2人工添加一种组合(4)1.2静+1.4(活荷载1+活荷载2)计算结果,单位面积用钢量为46.00kg/m2,用钢量比单纯满布活荷载时增加了12.8%.活荷载按棋盘布置是否为网架的最不利布置?为此我们在活荷载按棋盘布置计算的基础上,调整活荷载分布,仅在一个柱间区间加半跨活荷载,再进行验算,发现仍有杆件超限,超限杆件21根.最大应力达343.9N/mm2.由此可见,活荷载满布或按棋盘布置均不是最不利的情形,由于活荷载布置的随意性,仍有可能出现强度超限的情况.因此设计时应根据实际情况布置或调整荷载.三.结论1.空间网架结构是一高次超静定结构,对活荷载的不利布置非常敏感,应当引起设计人员的注意.2.活荷载满布或按棋盘布置不一定是最不利的情况,设计人员应视具体情况来确定活荷载的布置方式.3.考虑活荷载的不利布置会增加网架结构的用钢量,活荷载按棋盘布置比活荷载同时满布增加用钢量约为10~15%.。
对工业厂房钢结构设计中的问题及优化思路分析发布时间:2021-03-10T02:24:36.553Z 来源:《防护工程》2020年31期作者:金鸣[导读] 首先,在进行整体布局设计方面,部分设计师在进行设计的过程中没有充分考虑企业的实际情况,导致厂房钢结构设计中存在一些不合理的因素,这些问题导致厂房在运行的过程中会出现新的问题,影响工业厂房钢结构使用的效率和质量。
南京扬子石油化工设计工程有限责任公司摘要:本文主要分析现阶段工业厂房钢结构设计过程中存在的主要问题,在分析问题的基础上提出相应的优化策略,以此来提高工业厂房在施工建设上的质量,使之符合相关国家工程质量标准,同时能有效降低工程施工中的维修成本投入,保证工程施工的安全性和稳定性,从而保证工程施工的整体效率和质量。
关键词:工业厂房;钢结构设计;问题;优化现阶段,随着钢铁生产行业的迅速发展,其在建筑领域发挥了越来越重要的地位和作用,也有了更为广泛的运用,其中钢结构在运用的过程中,为了满足建筑工程的具体需求,需要根据实际情况进行钢结构的选择,本文主要分析在进行工业厂房中进行钢结构设计的过程中存在的问题,在此基础上提出相应的优化策略。
1工业厂房钢结构设计过程中存在的问题1.1整体布局首先,在进行整体布局设计方面,部分设计师在进行设计的过程中没有充分考虑企业的实际情况,导致厂房钢结构设计中存在一些不合理的因素,这些问题导致厂房在运行的过程中会出现新的问题,影响工业厂房钢结构使用的效率和质量。
此外,部分设计师在设计的过程中具有一定的随意性,即在设计过程中不能充分利用土地,从而影响了设计的合理性和科学性。
1.2内部结构相较于传统的混凝土厂房,钢结构厂房在使用的过程中有着强度高、重量轻的优势,因此其被广泛运用于石油化工领域,但是其在使用的过程中仍然存在一些问题,这些问题随着工厂投入使用而逐渐暴露,其中主要问题在于钢结构厂房中钢架分布不够均匀、厂房的举架不够高。
关于结构活荷载不利布置结构活荷载不利布置是指在结构设计过程中,由于设计者没有充分考虑荷载分布的不均匀性,导致结构在运行中出现一些不利的现象。
这种不利布置可能会导致结构的强度不足、变形过大或者疲劳破坏等问题。
结构活荷载包括静态荷载和动态荷载两种。
静态荷载是指固定在结构上的荷载,它的大小和分布都是可以确定的。
而动态荷载是指随着时间变化的荷载,如风荷载、地震荷载、交通荷载等。
在结构设计中,设计者需要根据结构的功能和环境条件来确定荷载的大小和分布,以确保结构的安全运行。
然而,由于结构活荷载的复杂性和不确定性,设计者往往难以准确地确定荷载的分布。
在一些情况下,设计者可能会按照经验或者规范给出荷载的分布情况。
但是,这样的处理方式往往并不能完全满足结构的实际需求,导致结构活荷载的布置不利。
结构活荷载不利布置可能导致以下几个方面的问题:1.结构强度不足:活荷载的分布不均匀会导致结构受力不均匀,一些部位的受力较大,从而使结构的强度不足。
例如,活荷载集中在其中一区域,而其他区域没有受到充分的荷载,会导致该区域的结构受力过大,容易发生破坏。
2.结构变形过大:由于活荷载的分布不均匀,结构在运行中会出现较大的变形。
这种不利的布置会使结构发生不均匀的变形,从而影响结构的正常使用。
例如,如果活荷载集中在其中一区域,该区域的变形会较大,使结构整体变形不平衡。
3.结构疲劳破坏:不利布置的活荷载可能导致结构发生疲劳破坏。
活荷载会引起结构的振动,而结构的振动会导致应力的集中,从而引起疲劳破坏。
如果活荷载分布不均匀,一些部位的应力集中会更加明显,从而加剧疲劳破坏的发生。
为了避免结构活荷载不利布置所带来的问题1.充分考虑荷载的分布情况:设计者在确定荷载分布时要充分考虑荷载的不均匀性,尽量准确地确定荷载的大小和分布情况。
可以通过数值模拟和实测等方法来得到荷载的分布情况。
2.结构加固设计:如果设计中存在活荷载不利布置的问题,设计者可以采取加固措施来提高结构的强度和刚度。
工业厂房结构设计中钢结构设计要点分析工业厂房结构设计中,钢结构设计是非常关键的一环,它直接关系到工业厂房的安全性、稳定性和经济性。
下面将钢结构设计的要点分析如下:1.荷载分析:钢结构设计首先要对工业厂房所受到的各种荷载进行分析,包括静止荷载、动态荷载、风荷载、地震荷载等。
对于不同的荷载类型,需要进行不同的计算和分析,确保设计的结构能够承载各种荷载并保持稳定。
2.结构类型选择:根据工业厂房的使用要求和实际情况,选择合适的钢结构类型,如桁架结构、刚架结构、网架结构等。
不同的结构类型在承载力、刚度和经济性等方面各有特点,需要根据具体情况进行选择。
3.构件设计:钢结构设计中需要对构件进行合理的设计,包括梁、柱、连接件等。
对于构件的尺寸、截面形状、材料选择等都需要经过详细的计算和分析,确保构件具有足够的强度和刚度。
4.连接设计:钢结构中的连接件起着重要的作用,它们连接各个构件,传递载荷并保证结构的整体性。
连接件的设计需要考虑其强度、刚度和可行性,合理选择连接方式和连接件类型。
5.抗震设计:工业厂房常常面临地震的威胁,因此钢结构设计中抗震设计非常重要。
通过合理的抗震设计,可以增加工业厂房的稳定性和安全性。
抗震设计需要考虑地震荷载的作用和结构的抗震性能,采用适当的抗震措施,如增加横向钢构件、设置减震装置等。
6.防火设计:工业厂房通常涉及到一些易燃和易爆物品,因此钢结构设计中的防火设计也非常重要。
通过采用防火涂料、防火板等措施,可以有效防止火灾发生和蔓延,保护工业厂房和人员的安全。
7.经济性设计:在进行钢结构设计时,也需要考虑经济性因素。
通过合理的结构设计可以减少材料的使用量、降低工程成本,并且保证结构的稳定性和安全性。
在设计过程中需要进行材料和结构的优化,使得设计更加经济高效。
网架工程质量通病及原因分析一、网架工程常见质量通病(1)杆件弯曲变形或局部断裂;(2)杆件封板或锥头焊缝连接破坏;(3)节点变形或断裂(4)焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝超过规定标准;(5)高强螺栓断裂或从球节点中拔出;(6)杆件在节点相碰,上弦支撑时支座腹杆与支承结构相碰;(7)支座节点位移;(8)网架挠度过大,超过了设计规定相应设计值的1.15倍。
二、主要原因(一)设计原因(1)结构形式选择不合理,杆件截面匹配不合理,忽视构件初弯曲、初偏心和次应的影响,设计时荷载低算和漏算或荷载组合不当;(2)材料选择不合理;(3)计算方法选择、假设条件、电算程序有误未能发现;(4)结构设计计算后,不经复核就进行材料代换,导致超设计值强度构件出现;(5)图纸错误或不全。
如尺寸标注混乱,设计说明不清,对材料、工艺要求、施工程序及特殊要求部位有遗漏;(6)节点构造有误,细部考虑不全面。
(二)加工原因(1)管理混乱,不同规格、钢号、材质材料混杂使用;(2)构件下料尺寸有误,构件长细比不符设计要求;(3)网架杆件剖口未打、对接时焊缝不加衬管或不按设计要求焊接;(4)连接高强螺栓不合格;(5)构件加工有缺陷,螺栓球孔角度偏差大;(6)焊缝质量差,焊角尺寸未达到设计要求;(三)网架安装原因(1)地面拼装时支撑点不均匀,受力不合理,拼装时误差积累,个别杆件错误,导致受力改变,造成网架或个别杆件变形。
(2)焊接工艺、焊接顺序有误,产生焊接应力,导致变形。
(3)整体吊装时,吊点选择不合理,没有对吊点进行反力验算、杆件超应力验算、挠度验算、对超应力处进行必要加固措施。
(4)整体吊装时,各吊点起升速度不同,位移、高差超过允许范围,导致变形、破坏。
(5)施工方案选择错误,没有根据网架结构形式、现场施工条件合理选择方案,安装时不能形成几何不变体系,导致变形、破坏。
(6)网架支座预埋件、预埋螺栓或柱顶偏移较大,就位困难,强迫就位,导致改变支座受力条件,杆件变形。
网架施工缺陷分析与处理摘要:在我国大型场馆的建设中,网架施工具有十分重要的作用。
钢结构有多种施工方法,每一种施工方法都有其自身的特点和不同的适用范围。
本文对网架常见的施工缺陷进行总结,结合本人多年工作经验提出了相应的整改优化处理措施,希望为相关人员提供参考。
关键词:网架;施工缺陷;处理措施?前言:随着工程项目建设不断加快,网架被广泛的应用到大规模工程项目建设中,在我国大型场馆的建设中,网架施工具有十分重要的作用,相对于其他结构形式,钢结构具有十分突出的优点。
从结构安全的角度出发,需要了解不同施工缺陷对网架结构的影响并对其进行分析,采用适当处理方式消除或者减轻不利影响。
一、网架施工缺陷原因1.1正常使用阶段使用不当引发过大的地基下沉;由于改变使用功能等原因,造成实际的使用荷载过大;任意开洞、局部改造削弱了构件截面和结构整体性;生产条件改变,但未进行必要的鉴定与加固;生产操作不当,造成构件或结构损坏但未及时修复;使用条件恶劣,且没有认真执行结构定期检查维修规定;不可抗力。
如战争、火灾、水灾、地震、爆炸等。
1.2老化阶段由于大自然及人为的各种因素的破坏,建筑物会逐渐老化。
钢结构工程在各种缺陷和隐患的累积损伤下,其寿命将受到严重威胁,该阶段钢结构事故出现的可能性较大,应大力开展钢结构残余可靠度理论以及鉴定与加固的研究工作。
二、网架常见施工缺陷2.1安装误差安装误差指的是结构安装完成后的位形与理想设计状态之间的差别,由于结构设计的对象是理想状态的结构位形,在实际施工过程中由于结构的自重、作用荷载以及施工精度的影响,安装完成后的结构位形会与理想设计状态存在必然的差别。
然而,当安装误差不满足允许误差的规定时,需要采取有效的方法评估其对结构安全性的影响,并采取相应措施减小或者消除该影响。
2.2杆件初始弯曲杆件初始弯曲指的是单根杆件的初始弯曲,通常由制作安装精度、运输碰撞等原因造成,而初始弯曲对杆件的承载能力,尤其是压杆的稳定承载力,具有显著的影响。
网架评估报告一、背景介绍本报告旨在对某公司的网架进行评估,以确保其稳定性、可靠性和安全性。
该公司是一家大型制造企业,拥有多个生产车间和仓库。
网架作为支撑企业运营的重要基础设施,对于保障生产的顺利进行至关重要。
二、评估目的1. 评估网架的结构强度和稳定性,确保其能够承受正常运营过程中的荷载;2. 评估网架的可靠性,发现潜在的故障点和风险,提出相应的改进措施;3. 评估网架的安全性,检查是否存在安全隐患,提供安全改进建议。
三、评估方法1. 网架结构分析:通过对网架的结构进行详细分析,包括材料、连接方式、支撑结构等,评估其结构强度和稳定性;2. 荷载分析:根据企业的实际情况和生产工艺,确定网架所承受的荷载类型和大小,进行荷载分析,确保网架能够满足运营需求;3. 潜在故障点检测:利用无损检测技术,对网架进行全面检测,发现潜在的故障点,如裂纹、变形等;4. 安全隐患排查:对网架周边环境进行检查,发现可能存在的安全隐患,如漏电、火灾等;5. 数据分析和评估:根据收集到的数据和分析结果,对网架进行综合评估,提出相应的改进建议。
四、评估结果1. 结构强度和稳定性评估:经过结构分析和荷载分析,确认网架的结构强度和稳定性良好,能够承受正常运营过程中的荷载;2. 潜在故障点检测:经过无损检测,未发现网架存在明显的潜在故障点,但建议定期进行检测,以确保网架的安全运行;3. 安全隐患排查:在安全隐患排查中,发现了一些存在的问题,如漏电隐患和防火措施不完善等,建议尽快采取相应的措施进行改进;4. 综合评估和改进建议:综合分析和评估结果,提出以下改进建议:a. 加强网架的定期检测和维护,确保其长期稳定运行;b. 完善网架周边的安全措施,如加装漏电保护装置、完善防火设施等;c. 加强员工的安全意识培训,提高其应对突发情况的能力。
五、结论通过对某公司网架的评估,我们确认其结构强度和稳定性良好,能够满足正常运营的需求。
然而,在安全隐患排查中发现了一些问题,需要尽快采取相应的改进措施。
钢结构工业厂房设计要点的分析钢结构工业厂房设计是工业建筑设计中的重要部分,其设计要点需要充分考虑工厂的功能、安全性、经济性以及可持续性等方面的需求。
下面将从以下几个方面对钢结构工业厂房设计的要点进行分析。
一、结构设计要点:1.承重结构:钢结构工业厂房设计的首要任务是保证厂房的结构安全,承受各种荷载,如自重、雪载、风载、地震等。
设计时需要根据厂房的使用要求和地理环境等因素,选择合适的结构形式,如框架结构、空间网壳结构等。
2.空间布局:钢结构工业厂房的空间布局需要根据生产工艺和流程进行合理划分,保证生产线的流畅性和高效性。
还需要考虑通风、采光等问题,确保员工的工作环境舒适。
二、材料选择要点:1.钢材选择:钢结构的主要材料是钢,需要选择具有良好机械性能、耐腐蚀性能和耐久性的钢材。
还要考虑钢材的可再利用性,以实现可持续发展的要求。
2.保护涂层:钢结构需要进行防腐涂层处理,选择合适的涂层材料,能有效提高钢结构的耐候性和抗腐蚀性能,延长使用寿命。
三、安全性要点:1.防火设计:钢结构工业厂房需要进行防火设计,选择合适的防火材料和防火措施,确保厂房在火灾发生时能够起到良好的防火隔离作用,减少火灾对工厂的影响。
2.紧急疏散设计:钢结构工业厂房需要设置合适的紧急疏散通道和疏散标志,确保员工在紧急情况下能够及时安全地疏散。
四、经济性要点:1.结构优化:钢结构工业厂房设计需要进行结构优化,减少材料使用量,降低建造成本。
可以采用模块化设计、标准化设计等方法,提高施工效率,降低建设成本。
2.节能设计:钢结构工业厂房设计需要考虑节能问题,选择合适的保温材料和节能设备,减少能源消耗,并采用可再生能源设备,如太阳能光伏发电等,降低运行成本。
网架结构的设计与分析摘要:网架结构在我国广泛用作厂房、体育馆、展厅、俱乐部等的屋盖结构。
本文详细阐述了网架结构的特点和设计过程,最后呈现了一组钢网架结构、火力发电厂的设计案例。
关键词:网架结构;结构设计;钢结构1.网架结构特点分析网架结构的结构特点决定了网架作为一种空间杆系结构系统,具有三向受力强度,可以承受不同方向的荷载。
网架结构的特点具体包括以下几个方面:1.网架结构刚度大,材料强度高,抗震性强。
(2)网架结构重量轻,节约钢材。
(3)网架结构适合工厂化生产。
由于网架结构的构件是标准化的,也可以提前组装,适合工厂化生产,为加快项目进程提供了有利条件和保障。
2.网架结构设计流程网架结构的设计必须符合我国相关法律法规的要求。
同时,具体设计必须结合各自项目的特点来实现。
一般来说,可分为方案分析、网架计算、施工图深化三个阶段。
2.1方案分析阶段要注意确定关键点,如网架的高度不能过大,以保证下方设备的使用高度;初始杆件规格尺寸、网架高度、连接方式的选择等。
应当本专业的规范规程以及各个专业的使用功能等原则。
其次,即既要满足网架结构的特点,又要满足承载力的要求,并考虑现场施工安装的便利性。
2.2网架结构计算阶段在结构计算过程中,应注意设置网架支座的支撑条件、设计工况和调整计算结果。
针对于真实情况下的支座构件情况的模拟是否准确,各个工况组合中子荷载及其分项系数的取值是否合适;或计算结构内力或挠度的修正方法是否正确,是否符合结构的安全性和规范的构造要求;检查网架结构的连接节点,如螺栓布置或焊缝尺寸是否合适等。
2.3施工图深化阶段施工图深化阶段大部分是节点施工图的计算和施工图的过程。
水平网架一般选择水平面作为基准面,弧形网架一般使用合适的布局,但计算中网架图案计算多条弧线的交点最好使用其他数据布局。
平面的位置一定要移到基点,否则画图的时候会有很多小的角度差异,影响网架球的组成。
3.设计实例3.1工程概况项目建设规模为2x 1000 MW模块化热电厂设计。
工业厂房结构设计中钢结构设计要点分析工业厂房结构设计中,钢结构设计是至关重要的一部分。
钢结构具有强度高、稳定性好、耐久性强等优点,因此在工业厂房的结构设计中得到了广泛的应用。
在进行钢结构设计时,需要考虑很多要点,下面就对工业厂房结构设计中钢结构设计的要点进行分析。
一、荷载分析荷载是指施加于工业厂房结构上的外力,它包括静荷载和动荷载两种。
静荷载包括自重、建筑物本身所受的荷载以及其他永久性荷载,而动荷载则包括来自于风力、地震、设备操作等引起的可变荷载。
在进行钢结构设计时,首先需要对工业厂房的荷载进行详细的分析和计算,以确保钢结构可以承受各种荷载的影响,保证结构的稳定性和安全性。
二、结构形式选择在工业厂房结构设计中,有多种结构形式可供选择,例如桁架结构、框架结构、空心板结构等。
而对于钢结构设计而言,还需考虑到钢结构的连接方式、截面形状等因素。
在选择结构形式时,需要根据工业厂房的实际情况和使用要求进行综合考虑,选择最为适合的结构形式,确保其在承载力、稳定性和经济性上都能够满足要求。
三、材料选择在工业厂房的钢结构设计中,材料的选择至关重要。
一般来说,工业厂房的钢结构主要采用碳钢或低合金钢制作。
而对于环境条件较为恶劣、对结构材料要求较高的工业厂房,则可以选择防腐蚀性能更好的不锈钢或耐候钢。
在选择材料时,需要考虑到工业厂房的使用环境、荷载情况以及工程预算等因素,以选择最为适合的材料,确保结构的耐久性和安全性。
四、连接形式钢结构中的连接形式直接影响到结构的抗震性能和整体稳定性。
一般来说,常见的连接形式包括螺栓连接、焊接连接和铆接连接。
在选择连接形式时,需要综合考虑结构的受力情况、施工条件、工程预算等因素,选择最为合适的连接形式,确保结构连接牢固、稳定。
五、设计斜撑在工业厂房结构设计中,斜撑是提高结构稳定性和抗震性能的重要部分。
通过设置适当的斜撑,可以有效地减小结构的变形和振动,提高结构整体刚度和稳定性。
在进行设计时,需要考虑到斜撑的位置、数量和尺寸等因素,以确保其对结构稳定性和安全性的提升起到积极的作用。
吊车荷载下钢屋架下弦杆的最不利位置分析摘要:通过对某钢屋架下弦杆内力的理论计算,得出吊车的最不利位置,便于下弦杆的优化设计。
关键字:钢屋架,下弦杆,内力计算,最不利位置一、厂房概况某单层钢结构厂房高度15.5m,平面尺寸48mx108m;横向两跨,跨度均为24m,柱距9m,柱顶高度13m,厂房端部布置夹层,层高6m。
梯形钢屋架标高为13m,采用方钢管。
每跨布置悬挂2t吊车一台,吊车钩底净高不低10m。
吊车单梁长度21m。
吊车起重量为3.2吨,起重机总量为7.07吨,小车重量为0.37吨。
图3计算简图首先求左边吊点即f1(x)的支座影响线。
设吊车荷载f(x)=1,当吊车位于1点处,即x=0时,用力法解图示超静定结构,求出f1(0),当吊车位于2点处时,即x=1.5m时,用力法解图示超静定结构,求出f1(1.5),当吊车位于3点处时,即x=6m时,用力法解图示超静定结构,求出f1(6),……当吊车位于7点处时,即x=21m时,用力法求出f1(21)。
由以上过程我们可以求出f1(x)支座影响线的7个已知点,分别是(0,f1(0)),(1.5,f1(1.5)),(6,f1(6)),(10.5,f1(10.5)),(15,f1(15)),(19.5,f1(19.5)),(21,f1(21))。
用EXCEL画出f1(x)的支座影响线图,并得出其曲线近似方程为f1(x)=-0.0055x2+0.1718x-1.2253同理做出f2(x)和f3(x)的支座影响线并求出它们的曲线方程。
f2(x)=0.0111x2-0.2326x+0.284,f3(x)=-0.0055x2+0.0607x-0.05873.计算屋架下弦杆的轴力将f1(x),f2(x),f3(x)反作用在三个吊点处,用截面法分别求出屋架下弦杆的轴力,其计算简图如图4所示。
图4屋架下弦杆的计算简图最终计算结果为F1=-0.038x+0.840当x=0m时,杆1的轴力最大为0.840F2=-0.004x2+0.038x+1.306=-0.004(x-4.75)2+1.396当x=4.75m时,杆2的轴力最大为1.396F3=-0.013(x-8.962)2+1.813当x=8.962m时,杆3的轴力最大为1.813F4=-0.020(x-10.025)2+2.318当x=10.025m时,杆4的轴力最大为2.318F5=-0.018(x-10.917)2+2.238当x=10.917m时,杆5的轴力最大为2.238F6=-0.010(x-12.05)2+1.534当x=12.05m时,杆6的轴力最大为1.534F7=-0.003(x-17.667)2+1.008当x=17.667m时,杆7的轴力最大为1.008F8=-0.0004(x+43.75)2-1.082当x=21m时,杆8的轴力最大为1.082由结果可以看出,杆1,杆2下轴力受两端支座的影响较大,分别在x=0m,x=21m时才取得最大值,而杆4,杆5离支座较远,受影响较小,当吊车位于中间吊点附近时,它们才取得最大值,而且它们的轴力值最大。
带吊车荷载屋面网架工程结构设计要点分析摘要:网架结构因整体性好、节省钢材、造型美观、刚度大及有较高的安全储备等优点,已广泛应用于大跨度建筑楼屋面中。
本文结合某实际工程总结了带吊车荷载屋面网架结构设计中需要注意的一些要点,以供从业人员参考。
关键词:网架的选型,含钢量,网格尺寸及网架高度,支座刚度,网架结构安装方法1、工程概况本工程为一某大空间库房,位于葫芦岛市,建筑檐口高度13.5m,本工程网架平面尺寸为40×64m,上弦周边支承。
螺栓球节点,正放四角锥网架,网格尺寸为4mX4m,厚度为3m~4m。
本工程屋面找坡5%,最高点和最低点高差1m,若采用小立柱找坡,一是考虑抗震性能差整体性不好,二是用钢量会增加。
所以采用杆件自行找坡。
荷载作用:静荷载上弦荷载0.5KN/m2,下弦荷载0.3KN/m2,上弦活荷载0.5KN/m2。
基本风压0.6KN/m2。
基本雪压0.4KN/m2。
抗震设防烈度为6度。
吊车荷载:下弦悬挂起重量为5吨的电动单梁起重机两台。
温度变化:-19度~+32度。
本工程计算方法和思路是通过MST(2014版)软件,按满应力设计原理对网架结构的类型、跨度、厚度、网格大小以及网架约束条件进行研究。
在对比基础上得到最合理的钢量和挠度,以此确定最经济的矩形平板网架类型和最合理的网架跨度、厚度、网格尺寸,为网架结构的工程实践提供最优化设计参数。
《空间网格结构技术规程》规定网架结构的容许挠度值1/250,对于设有悬挂起重设备的屋盖结构,其最大挠度值大于结构跨度的1/400。
本工程最大挠度值不应大于40000/400=100mm。
本工程考虑有动荷载作用,应力比取0.7,做了一定的安全储备。
设计人员可根据实际工程自行掌握。
图1.网架平面布置图2、网架选型的确定网架的选型应结介工程的平面形状、建筑要求、荷载、跨度、支承情况、造价等因素综介分析确定,其中最主要的应考虑施工制作和用钢量指标这两个因素。
工业厂房网架结构吊点荷载不利布置分析【摘要】目前多跨网架结构在工业厂房中得到广泛应用,工业厂房荷载分布一般相当复杂,而对于这种高次超静定的结构,荷载布置的变化引起杆件内力的重分布,对杆件的实际受力影响是很大的。
本文通过典型算例,探讨考虑网架荷载不利布置的必要性及设计方法。
【关键词】工业厂房,网架,吊点荷载,不利布置,满应力设计,用钢量【abstract 】current network structure in industrial plants across widely used, industrial workshop load distribution generally is very complex, and for this high time for the static structure, load arrangement of the change pole pieces of the internal force distribution of weight, to stem a practical stress influence is very big. This article through the examples, this paper discusses the network load of adverse decorate consider the necessity and design method.【key words 】industrial workshop, rack, hoisting load, adverse to decorate, full stress design, steel quantity一、前言网架结构是指按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的平板型或微曲面型空间杆系结构。
由于网架结构存在设计、加工安装周期短,容许荷载大,用钢量较小等优势,尤其是能满足大空间、大跨度的工艺要求,因而近年来在工业厂房,特别是机械工业厂房中应用越来越广泛。
而由于在设计网架结构时工艺荷载详细的吊挂情况往往不能确定,再加上考虑厂房生产线改造等因素,工艺专业在提荷载资料时一般根据实际布置情况分区提供满布的荷载,但在实际使用中只有部分节点是有荷载的。
这些不确定性造成网架在设计时与使用时的荷载情况有一定的差异。
如果不能充分考虑这个因素,即使在使用时任何一个吊点的荷载都不超过设计时的荷载限值,也可能会存在一些安全上的隐患,应引起设计人员的重视。
二、荷载各布置工况分析取一典型网架,主要设计条件如下:结构形式:双层正放四角锥网架,下弦支撑,主要采用螺栓球控制指标:Q235圆钢管(无缝管),应力控制在215*0.9=193.5mPa。
压杆容许长细比180,拉杆容许长细比200平面尺寸:120mX120m,柱距24mX24m,网格尺寸4mX4m,矢高2.0m,杆件总数7676,节点总数1981荷载情况:上弦恒载:0.3kN/m2 (施加为上弦恒载)上弦活载:0.5kN/m2 (施加为上弦活载1)下弦活载(工艺吊挂):40kN/吊点(施加为下弦活载1)验算软件:笔者编制的AMDE网架设计软件1、满布活荷载下的满应力配杆设计。
采用如下荷载组合:第1组荷载组合: 1.35*恒载第2组荷载组合: 1.20*恒载+1.40*活载1在上述荷载条件下进行满应力设计结果如下(本文中所有用钢量数据均为仅考虑杆件中到中长度的净重,不含节点球、螺栓、锥头、套筒等配件重量):杆件总重: 325.5424(吨),折合用钢量:22.6071(kg/m2)超应力杆件数: 0, 超长细比杆件数: 0第5697 号杆件截面型号: Φ114X4, 最大拉应力比: 0.9991第6612 号杆件截面型号: Φ88.5X4, 最大压应力比: 0.9913第1605 号杆件截面型号: Φ219X16, 最大轴力: 1542.6763kN第6170 号杆件截面型号: Φ219X16, 最小轴力: -1679.1245kN2、上下弦分别满布活荷载下的验算增加两组活载,分别是活载2(只考虑上弦活载)和活载3(只考虑下弦活载),相当于考虑同时减小上弦活载或下弦活载。
采用如下荷载组合:第1组荷载组合: 1.35*恒载第2组荷载组合: 1.20*恒载+1.40*活载1第3组荷载组合: 1.20*恒载+1.40*活载2第4组荷载组合: 1.20*恒载+1.40*活载3在上述荷载条件下再用上次满应力配杆设计的结果进行验算结果如下:杆件总重: 325.5424(吨)超应力杆件数: 0, 超长细比杆件数: 32第5697 号杆件截面型号: Φ114X4, 最大拉应力比: 0.9991第6612 号杆件截面型号: Φ88.5X4, 最大压应力比: 0.9913从上可知,当按满布荷载满应力配杆后,如果同时减小上弦或下弦活载,不会出现超应力杆件,但出现了32根超长细比杆件。
造成超长细比的原因应为杆件受力状态改变(受拉杆变为受压杆)。
查看这些超长细比杆件可发现造成拉压变号并超长细比的这些杆件其压应力均很低(压应力比均在0.05以下)。
故可认为若同时减小上弦活载或下弦活载,不会影响网架的安全。
3、分区格满布活荷载下的分析验算以柱位划分区格,再增加六组活载,分别是活载4(下弦棋盘布置A),活载5(下弦棋盘布置B),活载6(下弦水平隔跨布置A),活载7(下弦水平隔跨布置B),活载8(下弦竖向隔跨布置A),活载9(下弦竖向隔跨布置B),相当于局部整区格活载同时减小的情况。
采用如下荷载组合:第1组荷载组合: 1.35*恒载第2组荷载组合: 1.20*恒载+1.40*活载1第3组荷载组合: 1.20*恒载+1.40*活载2……第10组荷载组合: 1.20*恒载+1.40*活载9在上述荷载条件下再用上次满应力配杆设计的结果进行验算结果如下:杆件总重: 325.5424(吨)超应力杆件数: 3540, 超长细比杆件数: 840第7635 号杆件截面型号: Φ60X3, 最大拉应力比: 3.0464> 1.0, 不满足要求第4954 号杆件截面型号: Φ60X3, 最大压应力比: 12.1235> 1.0, 不满足要求从上可知,当按满布荷载满应力配杆后,如果按一定规律较小整区格的下弦活载,则会有大量的杆件超应力(本例中超应力杆件约占到了总杆件数的46%)。
且应力最大的杆件应力比高达12.12。
所以如果按满布荷载进行满应力配杆设计,在实际使用的荷载情况下是存在一定的安全隐患的。
如按该10组荷载组合进行满应力配杆设计,则计算结果如下:杆件总重: 415.9351(吨) ,折合用钢量:28.8844(kg/m2)超应力杆件数: 0, 超长细比杆件数: 0第5646 号杆件截面型号: Φ88.5X4, 最大拉应力比: 0.9972≤ 1.0, 满足要求第3661 号杆件截面型号: Φ88.5X4, 最大压应力比: 0.9989≤ 1.0, 满足要求可知在这种情况下进行满应力配杆设计,则杆件用钢量约增加了27.8%。
4、活荷载最不利布置下的分析验算那么上述10组荷载组合是否可以包络最不利的荷载分布状态呢?可以随机删除几个下弦节点活载(本例中在活载1中随机删除了3个节点活载),验算结果如下:杆件总重: 415.9351(吨)超应力杆件数: 2, 超长细比杆件数: 0第2032 号杆件截面型号: Φ88.5X4, 最大拉应力比: 0.9996≤ 1.0, 满足要求第2441 号杆件截面型号: Φ60X3, 最大压应力比: 1.1927> 1.0, 不满足要求可见在这10组荷载组合情况下满应力配杆并不能保证在任意的活载分布状态下的安全。
为了找出这种荷载组合情况与完全考虑活荷载不利布置的差距,笔者在软件中增加了完全考虑荷载不利布置的功能(原理是把每一个要考虑不利布置的荷载作为一组荷载进行有限元分析得到每个单独荷载作用下的杆件内力,再把杆件内力按同号叠加的方式组合得到各杆件的内力包络值),再分别进行验算、分析。
先验算满布荷载下满应力配杆的结果:杆件总重: 325.5424(吨)超应力杆件数: 7060, 超长细比杆件数: 976第7635 号杆件截面型号: Φ60X3, 最大拉应力比: 3.2895> 1.0, 不满足要求第4954 号杆件截面型号: Φ60X3, 最大压应力比: 13.5453> 1.0, 不满足要求此时超应力杆件占总杆件数的92%,最大应力比达到了13.55。
再验算分区格满布活载下的满应力配杆结果:杆件总重: 415.9351(吨)超应力杆件数: 5100, 超长细比杆件数: 0第7480 号杆件截面型号: Φ60X3, 最大拉应力比: 1.6340> 1.0, 不满足要求第3037 号杆件截面型号: Φ60X3, 最大压应力比: 4.5793> 1.0, 不满足要求此时超应力杆件占总杆件数的66%,最大应力比达到了4.58。
若按完全考虑活载不利布置进行满应力配杆设计,则设计结果如下:杆件总重: 517.1178(吨) ,折合用钢量:35.911(kg/m2)超应力杆件数: 0, 超长细比杆件数: 0第1626 号杆件截面型号: Φ140X4, 最大拉应力比: 0.9952≤ 1.0, 满足要求第1253 号杆件截面型号: Φ114X4, 最大压应力比: 0.9979≤ 1.0, 满足要求此时用钢量相对于不考虑活载不利布置时的结果增加了58.8%。
相对于分区格满布时的结果增加了24.3%。
三、总结当对网架荷载考虑不利布置时,荷载布置的变化引起杆件内力的重分布,对杆件的实际受力影响是很大的,根据考虑程度的不同,对最终网架用钢量的影响也是很大的。
按常规分析手段,利用网架设计行业常见的分析设计软件,可以做到考虑分区格满布荷载来考虑活荷载的不利布置,这种情况下网架用钢量相较于不考虑不利布置的情况,用钢量约增加20~30%。
但这个结果并不能完全考虑荷载的最不利分布情况。
如要完全考虑荷载最不利分布情况,需借助于专业的程序来完成,在这种情况下用钢量约增加50~60%。
但在实际的工程设计中,虽然大部分的工业厂房项目都是没有考虑活荷载不利布置的,也很少有因为荷载布置原因造成工程事故的案例。
分析其原因可能如下:1、根据工业厂房悬挂荷载分布的特点,实际使用中荷载加载率很低,或加载值远小于设计值;2、实际使用中没有出现最不利或较为不利的荷载分布情况。
3、结构设计中应有的安全富余。
如荷载的分项系数,材料强度设计值与极限承载力的差值等。
4、由于网架是一种高次超静定的结构,部分杆件屈服后刚度变化引起了内力的重分布。