技术交流-遇瑞(宝冶钢结构项目总工培训)

技术交流 相互交流很重要 请不要拘束 上海宝冶集团有限公司工业安装分公司遇瑞 本次交流的两大方面内容 一 吊装用耳板计算程序 二 施工验算需要注意的几个问题 一 吊装用耳板的计算程序 主要内容程序界面的介绍各界面的用途 界面中参数的含义 相关知识的介绍 程序的使用方法配合实例介绍流程 在使用程序过程中的注意事项适用条件 1 1程序界面的介绍1 1 1第一界面 耳板简图 图中 号板为主耳板 号板为补强板 号板为加劲板 其中 号板需通过计算确定是否需要设置 介绍两种工况 1 1 2第二界面 耳板的材质及尺寸 由于本软件使用的是验证法 使用时首先需结合界面1并根据现场的实际情况 选取耳板的尺寸 然后利用本软件进行验证 相关知识1 受压的三种状态 均匀压杆件的受压局部压销轴 螺栓 孔边 刨平顶紧三向压一种应力状态 均匀压构件受压失稳结构破坏 若为平面构件 需保证吊装过程中平面外长细比小于250 y L iy iy为单根梁或平面桁架弦杆平面外回转半径值 柱头加劲肋的刨平顶紧 局部压在局部压力的作用下 构件的承载力与均匀压相比 有所提高 可参见钢结构规范的端面承压值及螺栓的孔壁承压值 支座反力通过梁加劲肋的刨平顶紧 顶板与加劲肋的连接焊缝或者通过将加劲肋刨平顶紧于顶板 依靠板件承压传力 加劲肋与柱腹板的连接焊缝 柱腹板 三向压是一种应力状态 即计算时取出的单元体的三个方向的应力均为压应力 在这种受力条件下 不但承载力有所提高 而且其塑性及韧性也将提高 可参见 材料力学 中有关应力状态的相关知识 为防止三向焊缝交叉 产生三向拉应力的加劲肋处理方法 若为直接承受动载的结构 其加劲肋与下翼缘的连接采用断开方法 既防三向拉也可减少止疲劳对焊缝影响 1 1 3第三界面 荷载 相关知识2 标准值及设计值 标准值 实际值或规范中给出的参考值 设计值 经处理 具有一定安全系数的值 校核方法 中国 双控法 荷载标准值 荷载分项系数 k 承载力标准值 抗力分项系数总安全度 荷载分项系数 抗力分项系数 k 1 4 1 111 0 75 2 07国外 单控法 荷载标准值 安全系数 承载力标准值总的安全度 安全系数 2 马蒙特的施工安全系数 相关知识3 荷载组合 施工用 验算承载力 承载能力极限状态 1 35 1 1恒载 结构自重 用途 验算吊装或提升工况时 该状态以自重为主 1 2恒载 塔架自重 1 4活载 承担的结构自重 用途 支撑胎架的设计 1 2恒载 结构自重 1 4活载 牵引力或摩擦力及由于滑移带来的横向荷载 用途 验算滑移工况验算位移 正常使用极限状态 1 0恒载 1 0活载 1 1 4第四界面 计算结果 相关知识4 耳板的受力 受力状态 拉 剪 孔壁承压及弯曲 可能存在 相关知识5 1 销轴的受力 受力状态 剪 承压及弯曲 销轴受弯 单剪 双剪谁更好 相关知识5 2 螺栓的受力 螺栓的分类 螺栓界 的三个主要区别之一 普通螺栓之间 高强螺栓 螺杆 螺帽 垫圈均采用高强度材料 如45号钢 普通螺栓 采用Q235钢 高强螺栓 8 8s级和10 9s级 普通螺栓 4 6级 4 8级 5 6级 8 8级 高强螺栓 施加预拉力 使连接构件间产生挤压力 在杆轴的垂直方向产生摩擦力 因此受力时外力须先克服该摩擦力 普通螺栓 其拧紧螺帽时产生的预拉力较小 可以忽略不计 其仅仅依靠螺杆抗剪及孔壁承压来抵抗外力 螺栓界 的三个主要区别之二 螺栓界 的三个主要区别之三 高强螺栓之间 从螺栓本身来看 两者相同 本质区别在于 两者极限状态的定义不同 计算方法及适用范围大不相同 摩擦型 以外剪力达到由预拉力产生的摩擦力为极限设计状态 使用时绝对不能滑动 一旦滑动设计上即认为达到破坏状态 承压型 允许外剪力超过由预拉力产生的摩擦力 连接板件间产生滑移 螺杆与孔壁接触 以螺杆剪切破坏或孔壁承压破坏为极限设计状态 承受动载或重要部位的连接一定摩擦型 相关知识6 焊缝的受力 受力状态 最复杂状态拉 剪 弯曲 验算角焊缝时需注意的问题 计算方法与耳板计算相似 计算截面长度为L 2hf 但不大于60hf 计算截面宽度为0 7hf 焊缝的应力为折算应力 其值大小为 f为焊缝正应力 当外力与焊缝轴线垂直时 f为焊缝剪应力 当外力与焊缝轴线平行时 角焊缝的焊角尺寸的初选 为什么设计人员在确定双面角焊缝的焊角尺寸时 总说0 8t 根据规范 t1 t2分别为较厚板件 及较薄板件厚度 设计院采用 双面角焊缝0 8t 设计等强 相关知识7 角焊缝的四个疑问 1cm长 焊角尺寸为10mm的单面角焊缝的承载力为1吨 此话从何而来 角焊缝的计算长度要求是什么 lw l 2hf 其中l为焊缝的实际长度 存在最小值的原因 长度过小会造成应力集中 存在最大值的原因 长度过大会造成边缘不受力 当长度超出60hf时 按照60hf计算 力沿焊缝全长分布时除外 焊接工字钢的翼缘与腹板之间的连接焊缝可否采用角焊缝 从焊接角度 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 2002 从受力角度 钢结构设计规范 GB50017 2003第7 3 1条 组合工字梁翼缘与腹板的双面角焊缝连接 其强度可按下式计算 在剪力及局部压力的作用下算够即可 此类焊缝必须焊透的三个情况 重级工作制和起重量大于50t的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘 承受动载 高层钢结构梁柱连接节点上下600mm范围内 强节点 高层钢结构柱子拼接位置上下100mm范围内 强连接 1 1 5第五界面 最终选用耳板尺寸 相关知识8 刚接or铰接 刚接带来弯矩无绝对铰亦无绝对刚 多铰即是刚焊接 刚度较大 刚接 相对位置 绝大多数情况下 搁置即为铰接 梁搁置于柱顶 次梁搁置于主梁 构造 仅通过腹板相连为铰接 腹板和翼缘都有可靠连接可初步认定为刚接 仅通过腹板相连 腹板与翼缘均连接 仅通过腹板相连 腹板与翼缘均连接 仅通过腹板相连 腹板与翼缘均连接 长度 实质是结构刚度的体现 钢结构设计规范 GB50017 2003第8 4 5条及10 1 4条均有类似规定 对于H型及箱型截面的桁架 当采用节点板连接 且几何长度与截面高度之比大于10 弦杆 15 腹杆 可忽略次弯矩作用 视作铰接点 对于管桁架 几何长度与截面高度之比大于12 主管 24 支管 分析内力时 视为铰接 实验结果 次应力影响不超过20 情况下的结论 1 2程序演示 相关参数必备参数 外荷载标准值 325kN 主板材质 Q235夹角 15度 平面外受力 工况1 主板长度L 500mm 厚度t1 20mm 销轴直径d 85mm 销孔中心至被吊构件顶部距离h 250mm单边抗拉面长度b1 160mm 抗剪面长度b2 140mm 附加参数 耳板补强板厚度t2 12mm 两块加劲板长度L1 150mm 厚度t3 12mm 四块 同侧两块加劲板间距离300mm 1 3程序使用时的注意事项 当施工过程中遇到下列四种情况时 需谨慎使用该计算程序 吊点数超过6个需注意的问题 各吊点位置受力不均匀 应先算反力再设计耳板 2000年施工技术杂志中 某网架吊装坠落事故分析 一文 被安装的结构为45m 80m的正放四角锥焊接球网架结构 在施工过程中共设置18个吊点 计算时未考虑多吊点联合吊装时各吊点提升力的不均匀性 导致个别点承载力不足先破坏 最终发生连锁效应 结构坠落 验算马凳时存在不均匀 计算单个受荷时除以 n 1 以受弯为主的吊点 需注意的问题 为避免侧板受扭而产生较大变形 应在被吊构件内部与主耳板对应的位置加设传力板 且传力板的截面模量不应小于主耳板的截面模量 另外 为减少耳板根部的应力集中可设置附加翼板 虽然耳板以受轴力为主 但与耳板相连的主结构板件厚度较小 需注意的问题 分清主次 所选耳板厚度与主结构尽量接近 否则 需对主结构进行加强 虽然吊耳以受轴力为主 但与耳板相连的结构板件厚度超过40mm 需注意的问题 厚板的层状撕裂问题 可采用在被吊构件上开洞 将耳板直接插入被吊构件中的做法 或者要求被吊构件板件具备Z向性能 二 施工验算需要注意的几个问题 主要内容项目部需提供给施工验算方的资料给予 施工验算方的计算报告中必须包含的内容回收 初识计算结果云图结合SAP2000 MIDAS及ANSYS的位移及应力云图 2 1项目部需提供给对方的资料 施工方法概述简单描述拟采用的施工方法及相关流程 吊装分段及方法 滑移顶推点 滑靴位置 采用的设备 提升时塔架布置 需要解决的问题双方配合列出最不利工况 需要计算的内容 吊装 卸载 由于现场的某些特殊性而需要特别关注的事项比如塔架的设置 是否有障碍避开 加撑 硬抗比如卸载时结构的状态仅有主要受力构件or所有构件or屋面有无 场地情况等等 施工过程一体化协同分析 结构自重增强计算的准确性 通过软件上的手段 使计算结果与实际更为接近 2 2计算报告中必须包含的内容 手算法适合采用该方法计算 拼装支架的计算 焊缝及螺栓的计算以及吊装用耳板的计算 特点 方法简便 未知量少 公式可寻 报告内容 计算内容描述 计算依据 某规范的某条 荷载情况 要说明荷载的来源 安全系数的选取 计算结果及相关评价 必须 有限元分析法适合采用该方法计算 结构的吊装工况分析 卸载工况分析 现场用支撑结构设计 吊点附近结构有限元分析 反力 应力 比 位移特点 未知量多 求解复杂 借助软件 报告内容 计算内容描述 需比手算法更详细 采用软件名称 计算依据 写明规范即可 荷载及组合情况 要说明荷载的来源 计算结果及相关评价 最不利位置及杆件 2 3三大流行软件的结果云图 相关知识9 应力比及von mises应力