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①号板为主耳板，②号板为补强板，③号板为加劲板，其中②、③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NANA强度计算稳定计算若为平面构件，需保证吊装过程中平面外长细比小于250。λy=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)①1.35×1.1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。②1.2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③1.2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)112Vtb拉122Vtb剪Vtd承压MW弯相关知识5.1：销轴的受力受力状态：剪、承压及弯曲Vtd承压24Vd剪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：①计算方法与耳板计算相似；②计算截面长度为L-2hf，但不大于60hf，计算截面宽度为0.7hf；③焊缝的应力为折算应力，其值大小为：④σf为焊缝正应力(当外力与焊缝轴线垂直时)，τf为焊缝剪应力(当外力与焊缝轴线平行时)221.22ff折算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0.77fht121.51.2ftht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。840mm60fwfhlh与的较大值存在最小值的原因：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。)(0.7)=160100.710=11200N1.14wfwefflhht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。2212wfefzVSFfhIl此类焊缝必须焊透的三个情况：①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）②高层钢结构梁柱连接节点上下600mm范围内。(强节点)③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：①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。②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θ=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。①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。安装分段点拼装胎架路基箱验算马凳时存在不均匀计算单个受荷时除以(n-1)②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。③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。④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：①计算内容描述；②计算依据；(某规范的某条)③荷载情况；（要说明荷载的来源）④安全系数的选取；⑤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：①计算内容描述；(需比手算法更详细)②采用软件名称；③计算依据；(写明规范即可)④荷载及组合情况；（要说明荷载的来源）⑤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最不利应力比按照相关规范的要求(最不利)所求得的构件应力值与材料的设计强度值的比值。是非σ=N/ΦA，稳定不利受力较为复杂的构件应采用钢结构规范第5.2.5求解应力比'10.8tyymxxxbyyxxEXMMNfAWNWN述软件求解过程第四强度理论---形状改变比能理论(属于屈服失效理论，适合计算塑性材料的应力)213232221421rVon-mises应力对于钢材1.5sKK可取SAP2000相关知识10：云图最大值0.132MIDASANSYS交流结束，欢迎指正。谢谢！2010年11月16日