大跨度门式刚架的结构加固处理
引言
门式刚架轻型钢结构因具有结构轻盈、建造快速、可应用新型屋面和墙体材料、经济效益明显等优点,成为现代化工业厂房的重要结构形式,在我国得到了广泛的推广和应用。随着门式刚架轻型房屋钢结构设计方法的改进和设计软件的广泛应用,为追求低钢量,部分厂房采用满应力设计,利用屈曲后的强度,充分挖掘了材料强度。可一旦因使用功能改变导致原结构荷载增加,如附加吊顶、屋面装饰或遭遇突发情况等,结构就可能出现问题。本文结合部分工程案例对门式刚架加固改造进行探讨。 草莓怎么种
1.大跨度门式刚架结构加固设计原则
⑴对已有结构或构件,在结构进行检测和可靠性鉴定分析的基础上,对结构的组成和承载力等进行全面的了解,并充分利用鉴定分析结果,尽量保留原有结构。大量拆除原有结构构件,肯定对原结构系统带来较严重的损伤,并且与新构件的连接难度加大,这样做既不经济,也有可能对加固后的结构留下安全隐患。
⑵结构加固方案,需充分考虑:①原先既有结构的现状和加固改造后的结构的受力特点,确保加固后结构体系传力路线明确,结构可靠;②保证新老结构或材料的可靠连接;③加固时施工特点和技术水平,减少对周围环境和相邻建筑物的影响,缩短施工周期。
⑶在加固之前的检测鉴定中由于很多的主客观条件因素,其准确性、全面性与原工程的实际情况可能不能吻合。这就要求在加固施工时也要注意消除隐患,保证加固质量。
⑷选择加固的材料要尽量做到与原结构相匹配,这样不仅能够在施工时更加简便,且加固后原结构与补强结构能够同步工作,使得加固效果做到最好。
2匹空调耗电量 2.结构加固设计工程实例分析
2.1案例一
我国消防宣传活动日 某单层工业厂房建筑面积10760m2,高度13.4m,采用多跨式双坡轻型门式刚架结构,共7跨,跨度为21m,每跨开间为9m。该厂房在遭遇一场暴雪灾后,厂房结构部分破损,尤其以积雪厚度大的部位损坏最为严重。可见⑦~⑧轴间受损严重,M轴和L轴之间⑥~⑧轴间,E轴和D轴之间⑦~⑧轴间房顶出现坍塌。
2.1.1未倒塌房屋加固处理
尽管厂房总体在整个降雪过程中未发生倒塌事故,但由于结构已经发生了超过规范限值的塑性变性,且部分结构构件截面承载力偏小,结构已不能满足实际正常使用要求。为保证结构的使用安全,必须对现有结构进行加固处理。
根据计算分析,该房屋主要存在的问题是结构梁和柱的平面外稳定性不够,同时屋面梁在雪灾过程中已经发生了明显的挠度变形。因此结构的加固思路:①提高梁和柱的平面外稳定性;②减小屋面梁的支座和跨中的弯矩,改善梁的受力状况。
2.1.2檩条的加固设计
在进行加固处理时,为确保厂房能够正常运行,内部环境不受影响,应将厂房内顶板留于厂房顶部,并增加檩条数量。檩条加固设计时应结合实际积雪荷载量和分布范围,选择檩条位置和数量。积雪较少处的檩条可以不改变布设位置,在原檩条位置加设2.5毫米厚的C形檩条;积雪较大的区域,在原檩条位置处加设3毫米厚的C形檩条,加设的C形檩条高度应与原檩条保持一致;在积雪最严重的区域,可利用25a热轧槽或者H型钢檩条焊接到原檩条位置,对受损部位进行焊接修复处理,加强原檩条的承载能力。
2.1.3屋面梁加固方案
根据厂房刚架梁实际变形与理论分析结果,门式刚架结构梁的刚度较弱,导致结构竖向位移不满足规范要求,需采取措施对其加固。采用预应力拉索加撑杆的方法,使上弦梁、拉索和撑杆构成张弦梁结构体系,提高原结构的承载力和刚度。由于该工程应满足规定的净空要求,预应力拉索布置和撑杆长度均受到限制。为了方便施工,根据撑杆布置形式不同,可采用单撑杆“Ⅰ”字形和双撑杆“V”字形两种预应力加固方案,进行结构性能优化。
在梁跨中施加一个向上的作用力,以减小梁的支座和跨中弯矩值,改善梁的受力状况,由于结构本身先天不足,在施加预应力时,只施加了10kN预应力荷载。为了提高屋面梁和柱的稳定性,采用减小屋面梁和柱的隅撑布置间距的方法,隅撑布置间距为结构的檩距大小。经加固处理后,结构的强度、稳定最大应力比为0.86,结构能达到正常使用要求。
2.2案例二
坎迪斯-斯瓦内普尔 某仓库设计项目,建筑面积3954.11m2,跨度30m,长度129.4m ,檐口高度7m。结构型式采用实腹式钢制三铰门式刚架。屋盖按有檩体系柔性屋盖设计,屋面原采用大波瓦楞铁,
无组织排水,坡度为1:5。檩条采用C型轻钢,跨度6m,端跨为7m,檩条间距为84mm。为保证檩条侧向稳定性,设置了Φ14圆钢檩间拉条,并在屋脊和檐口处,设有斜拉条,固定在刚架上。
沿仓库长度方向设置了三条温度伸缩区段,伸缩区段之间采用滑动檩条,以适应温度变化时产生的胀缩影响。各区段用柔性支撑系统形成一个封闭的区段。柔性支撑采用Φ30圆钢拉杆,用花兰螺栓张紧。
三星开发者选项 由于设计上的需要,屋面由瓦楞铁改成复合板,增加了荷载,此时刚架梁、柱等已加工完毕,为此需对刚架进行加固处理,刚架加固共二项,一是在柱和梁的转角处增焊加劲板,二是在梁的下翼缘增焊拉杆。刚架的柱和梁转角增焊加劲板,采取先加焊后吊装。
对于设计修改要求增加拉杆问题,则采取先安装刚架后安装拉杆。安装拉杆时,在刚架的一侧,立二根Φ100mm钢管立杆,杆的顶端侧面焊有牛腿托着刚架梁的下翼缘,支腿下端装置一个5吨小千斤顶,用千斤顶顶起时,刚架的梁升高15~20mm。支架顶端备有滑车组作为起吊拉杆之用。铆焊工人立在叉车的升降平台上,对拉杆和钢架梁连接处进行焊接,这个操作方法和措施是得当的,加固后的刚架不论从外观上或是挠度等都达到规范的要求。
3.结束语
⑴ 轻钢结构由于承载能力较弱,如较大跨度的屋面设计不宜过轻和过柔,要有较大的刚度和一定的重量,以防止在风和其他荷载作用时有较大的变形,遭遇罕见荷载时发生坍塌时,留有一定的安全储备。
⑵门式刚架轻型钢结构加固设计,应与实际施工方法紧密结合,并采取有效措施,保证新增截面、构件和部件与原结构链接可靠,避免对未加固的部分或构件造成不利影响。
发动机传感器 ⑶加固设计应考虑结构加固时实际应力状况,原结构的应力起点和加固部分应变滞后的特点,以及加固部分和原结构同步工作的程度等因素。
⑷加固设计要根据方案比选,优化设计方案。如案例中厂房不能停止生产,且生产时对环境有极高的要求,需保持洁净空气等。因此,设计人员在设计时尽量减少粘接、焊接等常规方法加大其截面。
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