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钢结构制作优化设计和安装后产生下挠的原因

发布时间:2020-11-28

钢结构构件标准,适合工厂化生产,现场安装,湿作业少,施工占用场地少,。近年来,我国的建筑业发展,建筑量攀升与土地资源紧缺的矛盾也在日益加剧,多层建筑可以减弱这种矛盾。但竖向压力及水平作用给建筑工程带来了很大的困扰。结构的承载力不足、结构整体刚度不足或不均匀等都有可能影响工程的质量。钢结构因、重轻、能好、可重复利用等特点,已被广泛用于现代工程结构。但由于其抗腐蚀性能差、荷载能力差异大等影响厂房的稳固性。此外,除了新建建筑以外,还有许多工程是在旧建筑的基础上进行改造成为多层建筑的工程,由于新旧材料的功能和强度上存在很大的差异,新旧构件的连接也直接影响着工程的质量。因此,房屋的加固技术就显得尤为重要。就钢结构多层厂房的加固技术做了相应分析。

我国钢材年产量较低,建筑行业一直限制钢材的使用,提倡大力发展混凝土结构和混合结构,因此民用钢结构一直发展缓慢。80年代以后,随着经济发展的需要,我国开始引进钢结构房屋,以门式刚架为主,主要用于工业厂房、库房和一些公共设施。多层轻钢结构采用钢骨架和轻质围护结构,自重轻,对地质条件要求低。

钢结构在厂房搭建中具有施工周期短、施工简单、成本低廉以及能够投入使用等优点,但是对于安装施工的质量有着非常严格的要求,尤其是对一些钢结构安装的   环节,只有加强现场施工过程中的质量控制才能钢结构的结构稳定性和使用稳定性。钢结构的设计与安装时,应根据厂房的自身特点与需要合理选择结构形式与材料,避免盲目设计,以设计出结构合理、造价经济、低碳环保的钢结构。但同时钢结构存在的易变形、性差、易腐蚀等弊端也应引起足够的重视。因此,对钢结构设计问题探讨具有重要意义。

钢结构制作的优化设计:

1、截面优化设计

实现钢结构截面优化的方法主要有两种:

(1)用优化理论。先可以把问题归纳为一个单目标的问题,用钢量少或造价低,为优化的具体目标函数,应力、位移等可以作为约束条件,用我们的数学方法满意的解。

事实上,结构设计中起重要作用的并不是那些运算方法和数学处理,而是一系列难以用准确的计算解决的、具有主观色彩的决策问题。所以,基本用理论来解决截面优化设计有很大的复杂性。当设计人员决定了结构形式后,截面优化比较简单易行的方法是按照构件的内力来调整截面尺寸,经过试算来确定重量小的截面。这种方法不但计算次数少,而且可以人工干预截面优化范围,的比较理想的截面尺寸。

(2)穷举法。先仔细计算和比较各种合理的构件截面形式,并在满足具体设计要求的情况下,以用钢量少或造价低作为控制条件,满意的截面尺寸。门式刚架常采用变化构件的截面来适应弯矩的变化以达到节约钢材的目的。除腹板的高度变化外,厚度也可根据需要变化,上、下翼缘可以用不同截面,相邻单元的翼缘也可采用不同的截面形式。因此,影响整个刚架用钢量的因素有上、下翼缘宽度、厚度,腹板的厚度,构件大头、小头的高度,而且这些因素之间也互相影响,互相不分开。工程设计从形式上来说,是一种非常严格的力学和数学方法的准确运算过程。

2、刚架柱距的确定

刚架的柱距与刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关。随着刚架柱距的增大,刚架用钢量是逐步下降的,但当柱距增大到相应的数值后,刚架的用钢量随着柱距的增大其下降的幅度较为平缓,而其他如檩条、墙梁的用钢量随着柱距的增大而增加,就房屋的总用钢量而言,随着柱距的增大先下降后上升。大量计算数据表明:一般情况下,门式刚架的柱距为6―9m,柱距不宜超过9m,超过9m屋面檩条与墙梁体系的用钢量增加太多,综合造价并不经济。因此,从综合分析的角度看,确定合理的柱距才能既节省钢材,又使钢结构设计   做到定型化、专门化、标准化以及轻型化,从而推动门式刚架轻型房屋结构体系在我国的发展。

3、合理跨度的确定

在设计中,应该根据具体房屋的高度来确定合理的跨度,总体来说,当荷载和柱高相应时,我们在设计中就应适当加大房屋的跨度,这样一来,刚架的用钢量整体增加不明显,但却很大程度上节省了空间。通过大量计算得出:当檐口高度为7m、柱距8.5m,荷载情况基本一致的情况下,跨度在18―48m之间的刚架单位用钢量为18~35kg/m2,当檐口高度为12m时(其他情况相同),跨度在18―48m之间的刚架单位用钢量(Q235一B)为25―40kg/m2,因此,在工艺要求允许的情况下,设计人员选择方案时应选择较为经济合理的跨度,不宜盲目追求大跨度。

要想避免钢结构安装后下挠,首先我们应找出造成下挠的原因,大家知道原因吗?

(1)钢结构的计算模型与实际的情况,存在差异。

(2)结构的连接节点实际零件的加工精度,安装精度等对挠度值的影响。

(3)钢结构的拆除临时支撑时不注意结构变形的控制,产生变形。

防治措施:

(1)测量点的位置应按设计和规范规定的点进行。测量应分总拼完成后支撑点拆除前。总拼完成并拆除支撑点后,屋面工程完成后三个阶段分别测量测量点的位置值。

(2)杆件安装不得强迫就位,螺栓紧固应使接触面无间隙。

(3)安装中发现制作精度不良杆件,螺母应及时   换。

(4)临时支撑应逐步均匀地拆除,对大型钢结构拆除临时支撑过程中应进行内力和变形监测。