钢结构通廊设计

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ck101newguy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  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;在计算疲劳和变形时,动力荷载标准值不乘以动力系数。而动力系数据按照《荷载规范》(50009-2001),可采用1.1~1.3。
  屋面荷载由屋面压型钢板传至檩条,由檩条传至屋面水平桁架直腹杆,再传至竖向桁架的上弦节点。
  墙面恒载由墙面檩条传至竖向桁架竖腹杆;
  风载由墙板传至墙面檩条,由檩条传至竖向桁架腹杆,再传至水平桁架节点。
  由以上传力途径可知,所有桁架的竖(直)腹杆均承受节间荷载,其中以水平桁架的竖腹杆承受节间荷载最大。
  三、桁架型式的确定
  为确定合理的桁架结构型式,对相同荷载作用下不同桁架的结构形式的杆件内力进行了比较。经过比较发现,桁架腹杆中长腹杆(斜腹杆)受拉,短腹杆(竖腹杆)受压,它取决于构件的临界应力,而临界应力与杆件的长细比的平方成反比,杆件越短,轴心受压杆的临界应力越高。
  对于水平桁架,由于风荷载的方向不定,有可能是左风,也有可能是右风,因此,对水平桁架来说,也要尽量满足长腹杆受拉,短腹杆受压。
  四、杆件计算长度与容许长细比
  1、杆件计算长度的确定:
  杆件的计算长度按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)表5.3.1确定。杆件的容许长细比按照《钢结构设计规范>(Gb50017-2003)表5.3.8采用。
  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,若应力小于或等于其承载力的50%时,其容许长细比为200,否则容许长细比为150。
  五、截面型式的选择
  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。
  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,支座斜腹杆的平面内、外的计算长度相等Loy=Lox,为满足杆件两个主轴方向的长细比相等(对压杆来说,杆件在两个主轴方向等稳定),所选截面必须具备iy=ix,所以设计中采用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=1.25Lox,设计中采用了二等边角钢组成的T形截面。
  六、杆件设计计算
  在杆件的设计计算时,应注意以下几个问题:
  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计算,计算方法与柱子相同。
  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80i,对受压构件不应超过40i,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。
  3、桁架杆件的重心线应可能在节点处交于一点,否则应考虑偏心的影响。
  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,按节点荷载计算出各杆件的轴心力,然后计算节间荷载引起的局部弯矩。
  七、桁架注意事项
  1、焊接桁架应以杆件形心线为轴线,螺栓连接的桁架可采用靠近杆件形心线的螺栓准线为轴线,在节点处各轴线应交予一点。
  当桁架弦杆的截面变化时,如轴线变动不超过较大弦杆截面高度的5%,可不考虑砌影响。
  2、分析桁架杆件内力时,可将节点视为铰接。对用节点板连接的桁架,当杆件为H形、箱形等刚度较大的截面,且在桁架平面内的杆件截面高度与其几何长度(节点中心间的距离)之比大于1/10或大于1/5(对腹杆)时,应考虑节点刚性所引起的此弯矩。
  3、当焊接桁架的杆件用节点板连接时,弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间隙不应小于20mm,相邻交焊缝焊址间净距不应小于5mm。
  当桁架杆件不用节点板连接时,相邻腹杆连接角焊缝焊址间净距不用小于5mm。
  4、节点板厚度一般根据所连接杆件内力的大小确定,但不得小于6mm。节点板的平面尺寸应适当考虑制作和安装的误差。
  5、焊缝金属应与主体金属相适应。当不同强度的钢材连接时,可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。
  6、在设计中不得任意加大焊缝,避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝,同时焊缝的布置应尽可能对称于杆件形心轴。
  焊件厚度大于20mm的角接接头焊缝,应采用收缩时不易引起层状撕裂的构造。
  7、在直接承受动力荷载的结构杆件中,垂直于受力方向的焊缝不宜采用部分焊透的对接焊缝。角焊缝表面应做成直线形或凹形。焊脚尺寸的比例:对正面角焊缝宜为1:1.5(长边顺内力方向);对侧面角焊缝可为1:1。
  角焊缝两焊脚边的夹角α一般为900。夹角>1350或<600的斜角角焊缝,不宜用作受力焊缝。
  角焊缝的焊脚尺寸h1(mm)不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。角焊缝的焊脚尺寸h1(mm) 不得小于1.5倍的t的开方,t(mm)为较厚焊件厚度。角焊缝的两焊脚尺寸一般为相等。当焊件的厚度相差较大时,可采用不等焊脚尺寸,
  杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊,也可用三面围焊,对角钢构件可采用L形围焊,所有围焊的转角处必须连续施焊。
  在本桁架的设计中,按上述原则进行荷载的分配、确定杆件约束等,在PKPM中别进行了水平桁架和竖向桁架的内力计算,所选断面均符号要求。
  在通廊桁架的设计过程中,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,只有这样,才能做到结构设计既安全又经济。
其他文献
【摘要】 : 该文在分析了在松软及节理裂隙发育岩体中进行普通断裂控制光面爆破存在主要问题的基础上,简要介绍了“ 空孔导向法 ”和“ 切缝套管法”两种掘进岩体断裂控制光面爆破工艺技术。在类似岩体断裂光面爆破中有很好的推广应用价值。  【关键词】 : 掘进岩体 断裂控制光面爆破 切缝套管法 空孔导向法  光面爆破是矿山掘进工序中减少超挖和周边岩体破坏的有效方法。在目前国内外井巷掘进爆破中被广泛应用。在
期刊
【摘要】:探索如何生产低成本高强度带肋钢筋,既能满足市场需求又能降低企业的生产成本,具有很重要的实际意义。通过在HRB335钢筋化学成分的基础上适当增加Si、Mn含量,不添加Nb、V、Ti等微合金元素,其开轧温度为1000-1080℃ , 13#精轧入口温度为950-1050℃,上冷床温度为820-860℃。并采用控轧控冷工艺成功地生产出了力学性能和微观组织均符合要求的HRB400钢筋。本文对控轧
期刊
[摘要]:众所周知,我们国家的铁路正在实行高速动车组相关技术的引进以及更大层次的提速,因此,降低高速列车的断面以及减少高速列车的重心变得越来越重要,为了扩大列车运行的生活水箱的安置空间,我们在对高速列车进行设计的过程中,需要注重列车的给水系统以及排水系统的设计工作。本篇文章对高速列车的给水系统以及高速列车的排水系统的设计进行了分别的叙述,有利于我们国家高速列车的发展。  [关键词]:高速列车 给水
期刊
【摘要】:交通信息是驾驶员操纵车辆的依据,分析驾驶员处理交通信息时间与行为结果间的关系,提出极限安全距离和理想安全距离概念。利用车辆行驶和制动特性,结合驾驶员反应时间特点,分别建立极限安全距离和理想安全距离模型,量化了在实际行车过程中驾驶员对交通信息反应时间要求,明确了在一定车速下驾驶员处理交通信息的安全距离,理论计算结果在驾驶员的培训教育和驾驶适宜性检测中有一定的参考意义。  【关键词】:公路运
期刊
[摘要]:由于食品添加剂的违法、过量使用,严重影响着食品的安全质量,并危害着消费者的身体健康,对于食品添加剂的检测与监控是极其必要的。本文通过概述了食品添加剂的使用现状,并对常用食品添加剂的检测方法进行分析。  [关键词]:食品添加剂 检测方法  随着科学技术的快速发展,食品行业中的食品添加剂使用情况日趋严重,不良商贩为了一己私欲,不顾消费者的身体健康,在食品中违规、违法的添加大量食品添加剂,尤其
期刊
【摘要】:机电安装技术本身就是一个涵盖面很广的技术领域范畴,其中涉及到了多种学科的内容。在机电安装技术当中煤矿机电安装技术显得更为复杂,要求也更为严格,其安装过程当中应注意的事项更是相当繁琐。煤矿行业是一个危险系数较高的行业,煤矿机电安装技术的好坏直接关系到煤矿工程的质量,以及人身安全。本文分析了在煤矿机电设备安装过程中存在的常见问题,并为确保煤矿机电设备的安装提出了一些建议。  摘要:机电安装技
期刊
摘要:1FC5无刷电机是可控谐振式相复励电机。发电电压可自整定,电压稳定性较好,可随不同负载变化而保持电压不变。本文主要讲述1FC5系列无刷电机励磁原理以及控制系统的调整与整定。  关键词:励磁装、负反馈、AVR、相复励、调差装置  一、1FC5系列发电机简介  1FC5系列发电机采用德国西门子技术,由于其运行可靠、维护方便,目前铁路发电车使用的发电机多采用这个系列的发电机。发电机由主发电机、交流
期刊
【摘要】:时代不断发展,科技不断创新。在机电一体化的程序中将机械技术和电子技术的步伐保持一致。伴随着科学技术的不断提高,机电一体化系统将要成功转型合并在一起,相比以往而言,在此领域将会取得更加广阔的发展前景。  【关键词】:机电一体化系统 智能控制 运用 探讨  就技术转变的问题来说,实现了由传统的手工技术向自动化智能控制系统的成功转变。智能控制在发展之后的实际应用中取得了可观的效果,推动了自动化
期刊
【摘要】:在煤矿企业中,对煤矿机电设备的管理是一项非常重要的工作,本文主要结合几年来的实践经验,就煤矿机电设备管理工作中存在的问题进行了简述,提出了切实提高煤矿机电设备管理的措施。  【关键词】:煤矿机电 设备管理 措施  目前,随着我国社会经济的飞速发展,科技水平的不断提高,煤矿产业对机电设备的应用也得到了迅速发展和全面推广,使得机电设备在煤矿安全生产中的作用和地位越来越重要,所以,切实加强对煤
期刊
[摘要]当铁磁材料的工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕。由于操作的简单,缺陷直观,因此磁粉探伤是应用较为广泛的常规无损检测。结合实际工作中的经验,探讨一些磁粉探伤过程中如何分辨真伪缺陷磁痕显示的技巧。  [关键词]磁粉 探伤 磁痕 分析 判断  磁粉探伤(缩写符号为MT)又称磁粉检验或磁粉检测
期刊