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钢结构维修组合楼盖典型节点的设计及有限元分析

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钢结构维修组合楼盖典型节点的设计及有限元分析

发布日期:2019-04-02 作者: 点击:

钢结构维修网架制作及安装螺栓球节点网架是一种新型的屋盖承重结构,属于多次超静定空间结构体系,它改变了一般平面架结构的受力状态,能够承受来自各方面的荷载。这种平板形网架,结构新颖美观,杆件规律性强,网格划一,整体性好,空间刚度大,抗震性能好,杆件之间全部采用螺栓连接,便于安装,操作简便,受力明确。它广泛用于体育馆、展览厅、餐厅、候车室、仓库及单层多跨工业厂房等屋盖承重结构。我公司在西科雅香精香料厂生产车间网架施工过程中,采用了网架的定型化设计生产,保证了产品质量,加快了施工进度,优质高效完成了施工任务。
  4m跨度钢结构维修组合楼盖典型节点的设计及有限元分析

摘  要:通过对一种新型的超规范大跨度钢桁架混凝土组合楼盖的典型复杂节点进行设计和有限元分析,在规范推荐的节点构造基础上提出了一种新型的用于大跨度组合楼盖的节点构造形式,有限元分析结果表明:此种节点构造形式具有良好的受力性能和足够的安全度。
    随着我国城市化进程的加速,大跨度钢结构维修和组合结构层出不穷,而节点设计一直是大跨结构设计中的重要环节,节点设计是否得当对整个结构的安全性、抗震性和整体性有着直接的影响,因此选择合理的节点构造形式使节点具有足够的极限承载力和安全度就显得格外重要。传统的钢管结构中节点的形式主要有钢管相贯节点、焊接空心球节点和螺栓球节点,其构造形式及理论分析都比较成熟,而对于由H型钢构成的大跨度钢桁架一混凝土组合楼盖,采用何种节点构造形式才能使节点在有足够安全度的情况下达到用钢量省和施工方便是亟待解决和需要深入研究的问题。
工程概况
  
  西科雅香精香料厂生产车间屋盖网架为螺栓球节点网架;.正放四角锥型式,网格尺寸为3m×3m,网架支撑方式为下弦支撑,抗震设防烈度为7度,网架轴线总尺寸为72.48m×24.48m,网架球节点和套筒采用45#钢,高强螺栓采用40Cr钢,网架杆件、支座、支托均采用A3钢,网架上弦恒荷载0.5KN/m2,活荷载0.7KN/m2,下弦恒荷载0.2KN/m2,风载0,4KN/m2。金属屋面采用镀锌彩钢板+钢檩条+保温棉+镀锌彩钢板+钢檀条,周边封板为单层镀锌彩钢板。
  
施工准备
  
  安装人员所备资料
  

  图纸、配料单、技术变更单、安装合同、发货清单、安装验收单。  
  安装队现场索取与网架施工有关的土建记录  
  地面夯实平整,密实度需能承受脚手架荷载及工作平台上荷载。  
  土建方提供合格的支承面,包括支承面的抄平图,柱子的二维图,支承面上的网架轴线。
  
  预埋件尺寸、大小以及位置的准确程度,安装队根据土建的有关记录,进行复测、验收并记录存档。
    复查、清理进入现场的工件。
  复查施工用脚手架,不符合使用要求的及时提出整改。
    施工工具及配合机具:卷扬机、焊机、滑机、切割机、倒链、链钳、管钳、力矩扳手、千斤顶、丝锥等。
  
安装顺序
  
  根据螺栓球节点网架的特点,为保证施工工期、工程质量和降低工程成本,网架安装采用先在地面
  组装好两个单元后吊装就位,其余网架可在组装好的网架上高空散装并按顺序延伸。
  
安装方法
  
  拼装网架前,检查支承面是否符合以下要求:
  支承面中心轴线偏移应小于边长的1/3000,而且小于20mm。  
  相邻支承面的高低差应小于5mm。  
  高与低支承面高低差应小于lfhnm。
  

 

  

脚手架的搭设要求牢固、安全、适用。脚手架宜按承重2.5KN/m2,考虑对于钢管脚手架,要求立杆的横向步距为1.50-1.70m,纵向步距为1.70—2.OOm,横杆的竖向步距为1.60-1.70m。脚手板要铺满、铺稳,不应有空头板。脚手架搭设高度应与柱(圈梁)顶标高基本齐平。
  
  当土建支承面和脚手架验收合格后,方可开始安装网架。
  
  先按支承面轴线位置安放端边和两侧边支座,铺放下弦杆(球)时,要在每个下弦节点加一临时支承或调平器,使它在同一水平位置,紧接着安装腹杆,然后安装上弦杆(球)。
  
  当一排网格安装完以后,要检查所有套筒螺母是不是柠紧,高强螺栓是不是完全到位,经过精确地测量和校正,确认无误后,再重复上面顺序:下弦杆(球)一腹杆一上弦杆(球),向前安装。并应边安装边测量网格的长度、高度和垂度,如发现偏差太大时,应及时予以校正和调整。
  
  检查评定标准:纵横向长度L≤±L/2000,且≯30mm,中心支座偏移≤L/3000,且≯30mm,网格尺寸≤±2.0mm,锥体高≤±2.Omm,支座高低差柱点支承≤L/800,且≯30mm,周边支承≤L/400,且≯15mm,跨中挠度≤设计挠度。
  
  网架全部安装完毕,再认真逐一检查各节点的螺栓到位情况,并将紧定螺钉旋人螺栓深槽内固定。  
  网架的杆件和高强螺栓只承受轴向力,不允许在杆件上吊挂重物,安装和拆卸网架时,应在杆件非受力状态下进行。
  
  整个网架安装完毕后,应将支座处锚栓固定,螺母下好加设弹簧垫圈,以防止松动,并将小垫板与支座底板焊牢,但必须注意不可将网架支座与土建支承面预埋铁固焊,以保证水平方向可以位移。
  
  网架构件堆放时,堆放场地必须有防雨,防水措施,并保持干燥,不能直接搁置在地面上,以防构件锈蚀和沾染泥土脏物,网架运输的装、卸车,不能抛甩,以防止碰坏构件和油漆。构件安装前已进行除锈,并涂刷一底二度防锈漆,网架安装完毕后再涂刷后一道面漆。



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