钢结构通廊的计算与设计
- 格式:doc
- 大小:28.00 KB
- 文档页数:4
钢结构计算书一.工程结构概况汾湖钢结构连廊结构采用顶部分叉柱的单列柱框架结构,柱之间采用箱型钢梁。
本工程抗震设防类别为标准设防类,场地地震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,建筑场地类别为Ⅲ类,设计地震分组为第1组。
二.结构设计的主要依据1.本工程进行结构设计时,所参考的国家及行业标准主要有:《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-2008)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)《钢融化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323-2005)《结构用无缝钢管》(GB/T8162-1999)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB11345-1989)《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91)《涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级》(GB8923-88)《碳素结构钢》(GB/T700-2006)《厚度方向性能钢板》(GB5313-2010)《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-1994)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》(GB50205-2002)《碳钢焊条》(GB/T5117-1995)《低合金钢焊条》(GB5118-85)《六角头螺栓—C级》(GB5780)《熔化焊用钢丝》(GB/T14957)《气体保护焊用钢丝》(GB/T14958)《热扎H型钢和剖分T形钢》(GB/T11263-2010)《钢结构、管道涂装技术规程》(YB9256-96)《钢结构制作安装施工规程》(YB9254-95)2.本结构计算所采用的结构有限元软件为Midas Gen 8.00。
第一章工程概况及特点 (2)1.1编制依据 (2)1.2工程概况 (2)第二章分部分项施工方法 (3)2.1加工制作 (3)2.2除锈涂装 (9)2.3构件运输 (11)2.4构件吊装 (13)第三章安全管理措施 (27)3.1施工安全措施 (27)3.2工期保证措施 (31)附件:吊车选用参数表第一章工程概况及特点1.1编制依据根据业主提供的***钢烧结系统改造工程钢结构图纸,按照国家有关标准及规范,结合本公司的实力与施工经验,进行方案的编制。
《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205—2001)《钢结构工程质量检验标准》(GB50221—2001)《钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-88)《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)1.2工程概况工程名称:***钢烧结系统外围高炉上料系统钢结构工程工程地点:设计单位:本工程由胶带机通廊、除尘系统和通风系统等组成,且胶带机通廊、除尘管道和通风系统等为全钢结构。
本工程胶带机通廊共有12条,除尘系统由各个转运站的除尘管道和通风管道等组成,本方案着重阐述胶带机通廊的施工步骤。
胶带机通廊高度在3.2米以下时采用在我单位生产基地进行制作,并拼装成整体,运至现场后直接吊装;对于超高和超长的通廊,制作成部件在现场进拼装成整体,然后吊装。
第二章分部分项施工方法2.1加工制作2.1.1构件特点本工程钢结构构件包括12条胶带机通廊等。
胶带机通廊由桁架、横梁、纵梁和支撑等组成。
2.1.2工艺流程原材料平直矫正→配料(对于要拼接的材料需进行)→拼接→放样→号料→下料(剪切和气割)→零件平直除渣→零件卷制→组装→焊接→焊接检验→矫正→检查几何尺寸→预拼装→除锈、油漆、成品出厂→待安装。
2.1.3制作工艺和措施(一)放样搭设放样平台,面积10m 72m,用钢板、工字钢及角钢构成。
核对图纸的尺寸和孔距;以1:1的大样放出节点,核对各部分的尺寸;制作样板和样杆作为下料、铣、刨、制孔等加工的依据。
可编辑修改精选全文完整版
钢结构通廊设计
钢结构通廊设计
通廊是钢铁企业生产工艺中用于转运原料的通道。
近几年来,钢铁企业竞争日益激烈,扩容、改造的步伐加快,对建设速度的要求越来越高,而钢结构以其自重轻、施工速度快、受季节影响小的特点,被越来越多的单位采用。
在我院承担的邯钢老区焦化厂1~6#焦炉备煤系统改造工程中,通廊的设计全部采用了钢结构。
现以水平投影长度为19515mm的标准段为例,对钢结构通廊的设计作一简述。
一、通廊结构自述
该通廊采用了四片桁架组成的空间桁架,每水平投影长度3250mm 为一节间,相邻水平桁架与竖向桁架共用一根弦杆,竖向桁架与上部水平桁架之间用斜杆相连,以保证整体结构的稳定性。
二、钢结构通廊的受力特点
钢结构通廊的重力荷载(恒、活)主要是由通廊内皮带机支腿传来的集中荷载,该荷载通过与竖向桁架平行的承重梁传至下部水平桁架中与弦杆垂直的腹杆(以下简称水平桁架直腹杆),再经水平桁架直腹杆传至竖向桁架下弦节点,通廊内走道板的荷载一部分由走道板传至走道梁,再由水平桁架直腹杆传至竖向桁架下弦节点,另一部分则直接由走道板传至下弦节间。
而钢结构通廊的重力荷载主要为动力荷载,按照《钢结构设计规范》(50017-2003)规定,对于直接承受动力荷载的结构:在计算强度和稳定性时,动力荷载设计值应乘以动力系数;在计算疲劳和。
钢结构皮带机通廊结构设计理论简析发布时间:2022-10-26T02:37:21.000Z 来源:《城镇建设》2022年第11期6月5卷作者:冯密林[导读] 通过对某通廊的PKPM结构设计软件的设计结果进行分析,冯密林中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北省秦皇岛市 066000摘要:通过对某通廊的PKPM结构设计软件的设计结果进行分析,辅助设计经验及施工经验进行总结,指出钢结构通廊设计中需要特别关注的问题,在设计中做到设计合理并经济。
对于钢结构通廊来说,节点设计是结构设计的核心部分。
如果节点设计不合理,将无法实现计算模型预期的目的,将使得钢结构的实际受力情况与计算假设及结果出现较大的偏差,从而无法保证钢结构的安全性和可靠性。
另外,就想增加抗震构造措施一样,对于某些无法精确计算的钢结构节点,也需要采取一定的构造措施来保证其受力特点,以保证钢结构的整体受力特点,不会出现受力情况改变而发生的意外破坏的情况。
关键词:钢结构通廊、钢桁架、支架、节点1 工程概况及委托要求根据工艺提供资料及要求,该通廊主要功能为输煤通廊。
每段通廊的皮带机线荷载荷载为1.5KN/m。
本段通廊为车间至转运站,为斜倾角通廊,倾斜角度为16°及8°两种角度,水平投影长度为60米。
通廊考虑整体封闭。
为了满足皮带机通廊的使用要求,工艺提出两侧预留设备检修通道(兼做人行通道使用),对皮带机通廊的净高也提出了要求。
为了达到工艺专业的使用要求,并且做到降低造价、方案合理的设计理念,经过思虑后给出了以下设计方案:(1)皮带机通廊整体采用钢桁架结构。
因为钢结构通廊具有自重轻、延展性好等特点,而通廊本身又属于大跨度结构,钢桁架结构为最优的结构方式;(2)在通廊中间位置设置一组支架。
根据以往工程经验总结,钢结构通廊的最经济跨度为25~30米。
本段通廊的总长度为60米,所以在中间部位设置一组支架最为合理。
由于考虑到不适合在转运站等建筑上附加通廊产生的水平荷载,所以在转运站与通廊交接位置设置了滑动支座,以达到不把不利的水平荷载传到建筑物的目的。
钢结构工业通廊设计钢结构工业通廊设计李欣王燕(青岛理工大学土木工程学院,山东青岛 266033)提要:工业通廊是工业企业中常见的构筑物,在生产工艺中主要为生产用料运输的通道。
本文以某胶带机通廊的设计为例,阐述了钢结构通廊的受力特点及设计应注意的问题。
通廊的结构特点是横向刚度较小,容易产生横向摆动,运用MTS钢结构设计软件分析了结构的动力特性,可供类似工程参考。
关键词:工业通廊;钢桁架;横向动力特性;自振周期冶金企业生产工艺中为了完成各种原料及成品的运输,普遍采用通廊工程。
本文通过唐山某钢铁有限公司120万吨钢技改工程高炉项目矿石上料系统中胶带机通廊的结构设计,对钢结构通廊设计作一简述。
1.工程概况在该上料系统设计中,根据工艺的要求,固矿料从地面输送到13.8m的混凝土转运站时,总长达67.9m,需使用较长的胶带输送机来输送,因而需修建相应长度的通廊来托放胶带运输机。
图1 胶带机通廊布置图通廊的宽度为满足胶带运输机的宽度并且在两侧留出设备检修通道。
通廊内的净空高度由工艺提出最低要求。
通廊的角度亦应严格按照工艺的要求。
由于胶带输送机距离较长,在通廊三分点处设立两个钢支架来支承连接通廊,所形成的通廊跨度为21.7m。
钢桁架通廊具有自重轻、跨度大、结构简洁、施工方便等特点,因此相比混凝土结构,采用钢桁架481482 通廊在技术和经济上更加合理、可行。
通廊立面及剖面布置见图1、图2。
2.通廊结构概述该通廊采用两榀大跨度钢桁架作为纵向受力构件。
通过在两榀钢桁架的横向设置水平支承、用立撑将桁架与上弦水平支撑相连以及在纵向钢桁架的两端设置端部刚架来保证整体结构的稳定性。
端部刚架简支于钢支架顶部,支架的地面位置是在钢桁架的经济跨度内并且结合地面的综合情况下做合理的调整确定的。
图2 通廊剖面图3.通廊受力特点图3 恒荷载作用下桁架受力计算简图图4 恒荷载作用下桁架杆件截面及内力计算结果图483钢结构通廊的重力荷载(恒、活)主要是由胶带机支腿传来的集中荷载,该荷载通过与纵向桁架平行的承重梁传至下弦水平支撑,再经水平支撑传至纵向桁架下弦节点。
钢结构通廊的常规设计要点皮带运输机通廊是当前工业领域内最常见的运输构筑物,是目前性价比最高的运输方式之一。
钢通廊则是当前最常采用的结构形式。
本文通过常规设计要点的介绍,使读者对钢通廊结构设计有一个整体的了解。
标签:钢通廊;通廊类型;抗震缝;工程量统计一、通廊的类型:通廊的类型按结构形式可分为钢筋混凝土结构砌体围护形式和钢结构轻型围护形式两大类。
钢筋混凝土结构砌体围护形式通廊采用钢筋混凝土的楼板、屋面、柱,砌体结构的墙体,有全封闭和半开敞两种类型。
钢结构轻型围护形式通廊按结构形式可分为:1.全钢结构(钢板楼板),用于需保温的通廊时,楼板底部需设保温层。
2.全钢结构(槽板楼板),楼板采用预制钢骨架轻型楼板(槽板)。
3.上部钢结构,楼板为钢筋混凝土组合或非组合楼板。
钢结构轻型围护形式通廊按围护形式可分为:1.全封闭型。
2.半开敞型。
3.全开敞型。
钢结构轻型围护形式通廊的围护结构材料主要有以下几种:1.单层彩板(非保温型)。
2.夹芯彩板(保温型),不适用于半开敞型及拱形屋面。
3.复合彩板(保温型),不适用于半开敞型。
钢结构轻型围护形式通廊的横断面形式主要分为:1.矩形单坡。
2.矩形双坡。
3.拱形。
本文就冶金及码头常规采用的矩形双坡钢结构通廊做重点介绍。
二、钢通廊的设计要点1.常规钢通廊应尽可能布置紧凑,充分利用有效空间,比达到减小宽度,降低通廊高度的目的,从而可降低造价,但应满足正常生产工艺专业所要求的最小净空要求。
钢通廊的宽度需满足皮带运输机的宽度要求,并在两侧设置通行通道和检修通道,且需要考虑钢通廊内部两侧水暖电专业的管线布置宽度。
钢通廊的最小净空要求需满足皮带运输机的设备要求及人行高度要求,并充分考虑水暖电专业屋顶悬挂管线及灯具的高度,常规来说满足2.5m即可。
2.皮带运输机通廊的倾角为8~12°时两侧地面走行通道应设置防滑条,当超过12°时,应设置踏步,踏步面为水平面。
3.常规钢通廊由廊身桁架、钢支架及两端的厂房或转运站组成。
钢结构桁架式通廊设计及优化作者:付裕来源:《中国科技纵横》2014年第03期【摘要】论述了通廊的组成、传力途径、单元划分及跨度确定;对组成通廊的桁架进行受力分析、计算,在构件选择及布置上进行优化比较,总结出经济做法。
【关键词】钢结构通廊桁架设计优化1 某工程皮带通廊大跨度钢结构桁架设计1.1 通廊概况介绍该通廊承担着从该工程烧结室到济钢4号大高炉之间的成品烧结矿运输工作。
平面总长度为686m,属于单层单皮带通廊,走道板距地面高度为6.5m~17.5m,通廊宽度3.6m。
根据工艺要求,该皮带通廊为敞开式,皮带机上部设防雨罩。
该通廊廊身设计为下承式平行弦钢结构桁架形式,支架采用螺旋焊钢管和型钢结构。
根据现场地形以及经济跨度,整个通廊设有5个固定支架,16个滑动支架。
走道板采用6mm厚花纹钢板。
通廊两走道外侧设有安全防护栏杆。
1.2 合理划分单元及确定跨度对任何一个建筑物当它的长度很长时,我们都要考虑到设置伸缩缝。
皮带通廊的设缝是通过支座来完成的。
该通廊是由钢结构桁架、支架及两端的转运站组成。
通廊长度较大,中间必须设置多个固定支架,来承担通廊的水平推力。
同时考虑温度变形需将通廊划分为多个计算单元,根据钢材的线膨胀系数α=12×10-6/℃,济南地区冬夏最大温差约按ΔT=55℃,大约计算一下120m的通廊温度变形,变形量δ=α×ΔT×L=12×10-6×55×120×103=79.2mm,在每个计算单元之间设置上辊动支座就可以满足通廊的温度变形要求。
辊动支座处我们一般控制允许变形量在100mm以内。
辊动支座要设置在固定支架的一个支撑点和转运站牛腿上,所以每一单元的两端均为固定支架或转运站,通过计算,该通廊可划分为6个计算单元。
通廊两端落在转运站牛腿上的支撑点设为辊动支座,中间5个固定支架分别有一处支撑点为辊动支座,其余所有支撑点均为铰接支座。
钢廊道结构设计计算书(用于砂石骨料取料地笼)一、用于地弄廊道1、设计条件:1.1 假定某工程砂石骨料需要地笼皮带机取料,皮带机宽度为800m m,根据《施工设计手册》建议:廊道尺寸为2300mm×2100mm(宽×高)。
选用型钢结构,该形式国外使用较多,便于拆卸、安装与运输,构件均在厂内加工,现场施工速度快。
1.2 初拟框架主梁为[20a槽钢,间距为1000mm;次梁为[8槽钢,间距为500~300mm不等;面板使用厚10mm钢板;全部使用Q235钢, T422焊条。
具体结构见图--1。
1.3 基础承载力不低于10N/cm2,否则,则进行基础处理;基础表面需浇筑150mm厚混凝土;两侧填筑压实土或压实石碴;上部堆料高度为10m。
廊道纵坡不为5‰,下料口每5m 一个。
1.4 骨料堆高10m,容重γ料=1.9t/m3=0.019N/cm3;两侧填筑压实土或压实石碴γ填=0.018N/cm3,土的摩擦角ø=300;2、荷载计算廊道荷载状况见图—2,宽度取1cm--下同。
q=1.9g/cm3×1cm×1000cm =19N/cm。
边墙P max值计算:按照郎肯主动土压力公式(用到工程设计上是偏于安全的):P max=γHKa式中:P max----挡土墙底部土压力,N/cm2。
γ------土容重,取γ=0.018N/cm3。
H-------挡土墙高度,H=220c m。
Ka-----土的摩擦系数,Ka=tg2(450-1/2ø)式中:ø---土的摩擦角度,取ø=300;Ka= tg2300=0.333 P max=0.018N/cm3×220c m×0.333=1.32N/cm2。
3、结构内力计算3.1 支座反力及轴力计算:Ya=Yb=1/2×19N×230cm=2185N,Xa=Xb=P ma x×H×1/2×2/3=1/2×1.32N/cm2×220cm×2/3=96.8N,3.2 轴力计算N AC=N BD=Ya=2185N,N CD= P ma x×1/2×H×1/3=1.32N/cm2×220cm×1/2×1/3=48.4N。
封闭式钢通廊风荷载和温度荷载的计算摘要:钢结构通廊有美观,重量轻,加工安装方便,施工周期短,后期维护方便等优点,目前在钢铁企业中被广泛采用,大量的工程应用充分展示了这种结构的优越性。
本文作者就封闭式钢结构通廊设计过程中需要考虑的风荷载和温度荷载提出了一些应注意的问题,仅供参考。
关键词:封闭钢结构通廊风荷载温度荷载前言钢铁行业中,皮带运输机的通廊通常采用桁架式全封闭通廊,料场中通廊总长能达到300m,支架间距一般采用20~30m,如果遇到道路或者管道无法架设支架时,跨度还需加大,有的通廊跨度达到50m。
风荷载和温度作用将对构件的内力和截面选择产生较大影响,然而在设计过程中,此两种荷载的计算往往容易被设计人员忽视。
本文就这两种荷载如何计算进行了讨论。
1 风荷载引起的桁架内力变化1.1 风荷载标准值﹑基本风压﹑风荷载体型系数的取值风荷载标准值﹑基本风压可按照《建筑结构荷载规范》采用。
现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中没有包括封闭式架空通廊的体型系数,通廊长而窄,体积小,架空,其迎风面μs值要比一般的落地建(构)筑物迎风面μs值要大;同理其顶面和背面的μs值亦比落地建(构)筑物相对要大。
当风从通廊底下穿过时,由于狭流效应会使风速加大,μs也会相应加大。
因此,按《钢铁企业胶带机钢结构通廊设计规范》(征求意见稿2)中第4.6.1和4.6.1条所规定,封闭通廊的风荷载体型系数均按《建筑结构荷载规范》GB 50009中所列房屋或构筑物体型类同者取值明显偏小。
本文作者倾向于按《钢铁企业胶带机钢结构通廊设计规范》(征求意见稿1)中给出的通廊体型系数采用,见图a。
图a1.2 侧风对通廊桁架内力的影响通廊侧墙在风荷载作用下,对桁架的弦杆的内力产生影响。
计算时可先将风荷载按屋面﹑桥面对应的刚度比例来分配,然后假定屋面或桥面是一个水平简支桁架,跨中弯矩可近似按简支梁计算M=2(L为通廊跨度),使弦杆一侧受拉,一侧受压。
钢连廊设计流程简介目录一、概述 (2)二、结构选型与结构布置 (2)2.1、结构选型 (2)2.2、材料荷载 (2)2.3、钢梁及楼板选型 (2)三、计算要点 (3)四、计算流程 (3)4.1、计算步骤 (3)4.2、计算要点 (4)5结构局部强度稳定性分析 (10)5.1翼缘板稳定性 (10)5.2、腹板稳定性 (10)5.2.1腹板高厚比h0/tw计算 (10)5.2.2腹板稳定性分析 (10)5.2.3腹支座变截面抗剪强度计算 (10)5.2.4支座处支承加劲肋稳定性计算 (11)5.2.5主要构件支承稳定性计算 (11)6节点设计 (11)6.1、钢梁端部变截面 (11)6.2、可调整水平位移支座 (11)7制作安装 (12)8附录 (13)8.1附录1:焊缝及接头表示方法示例 (13)8.2附录2:部分橡胶支座及其参数示例 (14)8.3附录3:橡胶支座变位计算步骤简介 (15)一、概述大型商业综合体项目中,往往存在连接两栋主体结构的钢结构连廊。
连廊跨度为15m~35m不等,主要作为人行交通使用。
本文主要对这类钢结构连廊设计流程作简要介绍。
二、结构选型与结构布置2.1、结构选型钢结构连廊常用的结构形式一般为简支钢梁、桁架式等等。
本文将着重介绍简支梁式钢结构连廊。
简支梁式常用于28m以下跨度,若超过此跨度,经济性欠佳。
根据连廊宽度,设置并排的2~4根钢梁。
钢梁上部设置混凝土楼板。
2.2、材料荷载钢梁选用的材料:一般为Q235和Q345钢材。
正常情况一般为Q235钢材;当结构为强度控制时,可选用Q345钢材。
钢材的质量等级为B级以上,镇静钢。
钢连廊的荷载:恒载一般有:楼板自重、面层荷载、栏杆扶手、钢梁底部装修荷载。
活载一般有:行人荷载可取3.5KN/m2,也可参考《城市人行天桥与人行地道技术规范》CJJ69-95的第3.1.3条取。
风荷载:按荷载规范考虑水平风荷载。
地震作用、温度作用:地震作用一般不起控制作用,但8、9度抗震设防时应考虑(7度0.15g的高层建筑亦同)。
钢结构通廊的计算与设计
[摘要] 随着我国社会经济的快速发展,重视钢结构通廊的计算与设计具有重要的意义。
本文主要探讨钢结构通廊的计算与设计,从中得到了一些体会。
[关键词] 钢结构通廊计算设计受力
引言
近年来,我国的工业迅速发展、规模快速扩大钢铁、有色金属、矿山、煤炭、水泥等行业工厂内的运输量愈来愈大.像各类矿石、煤炭、球团等在生产过程的运输采用汽车等运输机器难以保证生产的大量连续需要,运输成本也很大。
连续运输的机械化设备(皮带、管带等)不仅能保证连续足量供应、成本低廉,还能实现自动化控制。
机械化运输的效益愈发体现的应用也愈来愈广泛,规模愈来愈大,输送高度也更高。
过去,此类通廊往往采用钢筋混凝土支架、砖混廊身结构,其自重大,廊身跨度较小.占用场地较多。
随着我国钢铁工业的迅速发展.皮带通廊正逐渐过渡为钢结构。
1、钢结构通廊的受力分析
钢结构通廊通常由廊身、支架组成。
廊身一般可以简化成由两侧的两榀竖向平面桁架、屋面平面桁架、走道板平面桁架、端部平面框架组成.端部框架可以看做四榀桁架的支座。
四榀桁架互为平面外的支撑点保证每榀桁架的平面外稳定.每榀桁架单独受力分析时均可以看做平面桁架.端部的框架依靠四榀平面桁架的支撑保证平面外的稳定,端部的框架受力分析时可以看做平面框架。
廊身一般落在钢支架上,七度以下地区.通廊的两端廊身也可直接落在其它构筑物(如转运站等)上.荷载也直接传给该构筑物。
廊身的各类竖向荷载(主要是各类重力荷载)通过屋面梁板和走道梁板传给竖向桁架.竖向桁架通过各弦腹杆的拉压受力将竖向荷载传给端部框架.作为端部框架的竖向荷载G1、G2。
垂直廊身的横向水平荷载(主要是风荷载和地震荷载)通过廊身两侧的竖向梁板传给上下的屋面平面桁架、走道板平面桁架,屋面平面桁架、走道板平面桁架各弦腹杆的拉压受力将横向水平荷载传给端部框架.作为端部框架的水平荷载v1、v2 平行廊身的纵向水平荷载(主要是地震荷载和设备运行荷载)一般较小.通过廊身的四榀桁架各弦腹杆的拉压受力直接传至端部框架的支座处水平力v3.一般直接传给固定支架.端部框架受力分析时一般可以不考虑纵向水平荷载的影响廊身端部的平面框架作为廊身的竖向抗侧力构件将竖向荷载G1或G2和横向水平荷载v1、v2传至支架柱顶面为了人员设备的通行.端部框架一般无法设置支撑.只能做成平面纯框架,受力特性为受弯和压弯,材料性能难以充分利用.但端部框架占钢材比例较小。
通过廊身结构的受力分析
可以看出.除了端部框架,廊身的主要结构构件可以简化为平面桁架.主要受力特性均为轴向力,材料性能得到充分利用,但廊身的单个构件设计受力分析时还应适当考虑具体杆件的弯矩.特别是走道板的直腹杆.同时兼做走道板的横梁,承受设备和人员的竖向荷载.弯矩较大.不能忽略通廊支架柱可以分为单片支架和固定支架.单片支架只承受竖向荷载G1或G2和横向水平荷载V1、V2。
同定支架除r承受G1或G2和v1、v2以外.还承受纵向水平荷载v3 廊身的竖向荷载通过的端部框架直接传给通廊支架.横向水平荷载作为廊身的竖向抗侧力构件将荷载传至支架柱顶面,纵向水平荷载通过廊身传给固定支架通常.单片支架一般设计成平面框架一支撑结构形式.同定支架设计成四柱框架一支撑结构形式,竖向力由柱直接传给柱基础.水平力通过支撑结构传至柱基础,这里的柱与支撑的受力同平面桁架相同.结构构件主要受力特性均为轴向力.材料性能得到充分利用。
2.钢结构通廊的构件选择
根据各构件的受力特点.结合节点构造和施工便利.皮带机通廊的构件一般采取热轧型钢廊身构件的选择:廊身侧桁架,上弦杆主要作为压杆.一般采用宽翼缘H型钢:下弦杆主要作为拉杆.一般采用窄翼缘或中翼缘H型钢;直腹杆和斜腹杆一般均采用双角钢组合截面廊身屋面水平桁架.屋面梁兼做直腹杆按压弯考虑.一般采用槽钢或窄翼缘H型钢.斜腹杆受力较小.一般采用张紧的十字交叉圆钢。
廊身走道板水平桁架.走道板横梁兼做直腹杆按压弯考虑,一般采用槽钢或窄翼缘H型钢.斜腹杆受力较小.一般采用张紧的十字交叉圆钢.满铺钢板时十字交叉圆钢可以取消.这时整个走道板在承受横向水平荷载时可以认为是一个薄腹钢梁.两侧H型钢可以看做薄腹钢梁的翼缘.走道铺板和走道板横梁看做薄腹钢梁的腹板。
端部框架通过框架梁柱的受弯传递水平力,一般梁柱均采用窄翼缘或中翼缘H型钢.柱脚可采用铰接.梁柱连接必须采用刚接.以保证水平力有效的传递支架构件的选择:单片支架一般为框架一支撑结构.由于平面外没有支撑点.框架柱一般采用窄翼缘H型钢.H型柱强轴用在平面外保证平面外的稳定.H型柱弱轴用在平面内,梁柱节点一般采用铰接.巾于带支撑的框架梁弯矩很小.一般按压杆设计.可选用宽翼缘H型钢或角钢组合截面.斜支撑一般采用角钢方便连接。
定支架一般为四柱框架一支撑结构.由于四个方向均设支撑.框架柱可采用小规格的宽翼缘H型钢或角钢.梁柱节点一般采用铰接.由于带支撑的框架梁弯矩很小,一般按压杆设计.可选用宽翼缘H型钢或角钢组合截面.斜支撑一般采用角钢方便连接。
3、截面型式的选择
3.1弦杆、水平桁架直腹杆、竖向桁架端竖杆的选择
由于竖向桁架下弦及水平桁架直腹杆有较大节间荷载,杆件承受弯矩,同时也为减少焊接量,提高施工速度,推广新型建材- 国产热轧H 型钢,弦杆、水平桁架直腹杆均采用了国产热轧H 型钢,为了提高通廊端部的刚度,竖向桁架的端竖杆也采用了H 型钢。
3.2其余腹杆的选择
由于钢结构通廊桁架的特殊性,其所有杆件的平面内、平面外的几何长度相等,由表一可知,支座斜腹杆的平面内、外的计算长度相等loy=l0x,为满足杆件两个主轴方向的长细比相等(对压杆来说,则意味着,杆件在两个主轴方向等稳定),所选择截面必须具备iy=ix,我采用了两个不等边角钢以长边相连的T 形截面;对于其余腹杆,由于loy=1.25l0x,在设计中采用了二等边角钢组成的T 形截面。
4、杆件计算长度与容许长细比
4.1杆件计算长度的确定:
杆件的计算长度按《钢结构设计规范》(GB50017-2003)表5.3.1 取定,因为通廊每一节点均有侧向支撑,因此平面内外几何长度相等。
4.2桁架杆件的容许长细比:
杆件的容许长细比按《钢结构设计规范》(GB50017-2003)表5.3.8 确定。
在确定长细比时,要注意个别拉杆在活荷载组合时可能由拉杆变为压杆, 此时要注意其压力值的大小,若压应力小于或等于其承载力的5 0 % 时,其容许长细比为2 0 0,否则容许长细比取150
5、杆件设计计算
在杆件的设计计算时,我注意了以下几个方面的问题:
5.1无节间荷载作用的桁架杆件,如通廊桁架的所有斜腹杆,竖向桁架的上弦杆,均按轴心受力构件计算;有节间荷载作用的杆件,如通廊桁架的所有竖( 直) 腹杆,竖向桁架的下弦杆,均按拉弯或压弯构件来计算,计算方法与柱子相同。
5.2用填板连接而成的双角钢,可按实腹式构件计算,但填板间的距离对受拉构件不应超过8 0 i,对受压构件不应超过4 0 i,且两个侧向支撑点之间的填板数不得少于两个,其中,i 为单根角钢截面回转半径。
5.3桁架杆件的重心线应尽可能在节点处交于一点,否则应考虑偏心的影响。
对H 型钢等截面刚度较大的杆件,当弦杆在桁架平面内的截面高度与其几何长度(节点中心间的距离)之比大于1 / 1 0 时或腹杆的截面高度与其几何长度之比大于1 / 1 5 时,应按杆端刚接考虑计算内力,并考虑节点刚接次弯矩验算截面强度。
4 、当荷载作用于节间时,应考虑节间弯矩,可先把节间荷载分配在相邻的两个节点上,按节点荷载求出各杆件的轴心力,然后计算节间荷载引起的局部弯矩。
在本桁架的设计中,我按上述原则进行荷载的分配、确定杆端约束
等,分别进行了水平桁架和竖向桁架的内力计算,然后按上述原则进行内力组合。
以下部水平桁架的竖腹杆为例,计算如下:
经计算,梁上荷载如图四所示,图中所示荷载均为标准值。
杆件局部弯矩:经计算,杆件最大弯矩设计值为2 1 . 7 K N . m ,初选杆件断面为HN200 × 100 ,加上自重作用,截面最正大应力为1 2 7 N / m m 2,剪应力为3 4 N / m m 2 ,均在容许范围之内。
杆件轴向力计算:在下部水平桁架平面内主要是风荷载,经计算,其最大拉力设计值为2 . 3 K N ,最大压力设计值为- 3 . 3 K N 。
内力组合、断面验算: 将杆件轴向力按风荷载与述作用力进行组合,按拉弯和压弯构件进行计算,计算结果表明,所选断面符合要求。
结束语
在通廊析架的设计过程中, 我们深深体会到, 设计时必须全面掌握相关规范, 根据结构的实际受力状况, 进行多方案比较, 确定合理的结构方案, 计算模型力求接近实际, 只有如此, 结构设计才能做到既安全, 又经济。
参考文献
1 、罗邦富、魏明钟、沈祖炎、陈明辉编著.《钢结构设计手册(第二版)》. 中国建筑工业出版社
2 、《热轧H 型钢设计应用手册》. 中国计划出版社
3 、钟善桐编.《钢结构》. 中央广播电视大学出版社
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。