鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)

1、鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)第六組成員：李燊，季敏，陸龍龍思考題：5-9試述吊車梁的荷載計算和內(nèi)力分析？ 作用在吊車梁上的荷載有：吊車豎向荷載、吊車橫向水平荷載、吊車縱向水平荷載、制動梁或制動桁架的平臺板上的荷載以及可能傳遞的屋面或墻架荷載（一） 吊車豎向荷載 豎向輪壓動力系數(shù)，對輕、中級工作制的軟鉤吊車，對重級工作制的軟鉤吊車、硬鉤吊車和其他特種吊車可變荷載分項系數(shù)，一般取吊車每個車輪的最大輪壓，對于各類標準吊車，可在吊車規(guī)格中查的，廠家定型產(chǎn)品可在產(chǎn)品介紹中查找，對于非標準吊車，最大輪壓計算吊車梁的豎向荷載時，對作用于吊車梁上的走道荷載、積灰荷載、軌道、制動結(jié)構(gòu)、支撐和梁的自重等，可近似的簡化為輪

2、壓誠意荷載增大系數(shù)（二） 吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載由吊車橫向制動引起，其值計算用下式吊車的橫向水平制動力，可按橫行小車重量與額定最大起重量之和百分數(shù)采用，荷載等分作用在吊車架兩邊軌道，并由各輪平均傳至軌頂，方向與軌道垂直，并考慮正反兩個方向。（三） 吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載由吊車縱向制動產(chǎn)生，按下式計算 縱向水平制動力的作用點位于制動輪與軌道的接觸點，方向與軌道一致。（四） 制動梁或制動桁架的平臺板上的豎向荷載吊車梁走道上的活荷載一般可取2000N/m2,或按工藝資料取用。制動梁或走道板上的積灰荷載則近似取值：平爐車間為500 N/m2，轉(zhuǎn)爐車間為1000 N/m2，出鐵場為1

3、000 N/m2（五） 當?shù)踯嚵号c輔助桁架還承受屋蓋或墻架的荷載時，應(yīng)該實際情況計算當幾臺吊車共同作用時，各吊車的荷載均同時達到額定最大起重量，且小車在橋架上的位置，大車在承重結(jié)構(gòu)上的位置，均同時使結(jié)構(gòu)處于最不利狀態(tài)時，此時將對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最大效應(yīng)，但這種狀態(tài)出現(xiàn)的概率很小，組在規(guī)范規(guī)定計算橫向框架時，多臺吊車的豎向荷載和水平荷載的標準值應(yīng)乘以下標的荷載折減系數(shù)  當考慮多臺吊車豎向荷載的組合時，對一層吊車的單跨廠房的每個正想框架，參與組合的吊車不多于兩臺，對一層吊車的多跨廠房的每個橫向框架，不多于四臺當考慮多臺吊車的水平荷載的組合時，對單跨或多跨廠房的每個橫向框架，參與組合的

4、吊車臺數(shù)不應(yīng)多于兩臺，對于多層吊車的單跨或多跨廠房的每個橫向框架，參與組合的吊車臺數(shù)及荷載的折減系數(shù)應(yīng)按實際情況考慮。從上表中得到各項計算力及吊車臺數(shù)后，即可進行吊車梁及制動結(jié)構(gòu)的分析，豎向荷載全部由吊車梁承受，橫向水平制動力由制動結(jié)構(gòu)承受，縱向水平制動力由吊車梁支座處下翼緣與柱子的連接來承受，并傳遞到專門設(shè)置的柱間下部支撐中，引起的軸向力和偏心力可忽略不計，吊車梁的上翼緣同時也是制動梁的翼緣或制動桁架的弦桿，因此吊車梁的上翼緣需考慮豎向和水平荷載共同作用產(chǎn)生的效應(yīng)在選擇和驗算吊車梁的截面前，必須找出吊車梁的絕對最大彎矩和最大剪力，及相同輪位下制動結(jié)構(gòu)的彎矩和剪力。豎向輪壓是若干個保持一定的移

5、動集中荷載，當車輪移動，在吊車梁上引起的最大彎矩的數(shù)值和位置就會改變，因此需首先用力學(xué)方法確定使吊車梁產(chǎn)生最大內(nèi)力的吊車輪壓所在位置，即“最不利輪位”，然后分別計算吊車梁的最大彎矩和剪力，當起重量較大時，吊車車輪較多，且?？紤]兩臺吊車同時工作，因此不利輪位可能有幾種情況，分別按這幾種不利情況求出相應(yīng)的彎矩和剪力。從而求得吊車梁的絕對最大彎矩和最大剪力，以及相同輪位下制動結(jié)構(gòu)的彎矩和剪力。下圖a.b表示了吊車梁上的四個或兩個輪壓時使吊車梁產(chǎn)生絕對最大彎矩的最不利輪位5-10吊車梁與一般梁的構(gòu)造和計算有何異同？吊車梁的合理構(gòu)造設(shè)計     應(yīng)力集中

6、是造成疲勞破壞的主要原因，因而應(yīng)特別關(guān)注吊車梁的細部構(gòu)造設(shè)計。焊接組合吊車梁的翼緣宜用一層鋼板，當采用兩層鋼板時，外層鋼板宜沿梁通長設(shè)置，并應(yīng)在設(shè)計和施工中采取措施使上翼緣兩層鋼板緊密接觸。吊車梁的翼緣板或腹板的焊接拼接應(yīng)采用加引弧板和引出板的焊透對接焊縫，引弧板和引出板割去處應(yīng)予打磨平整。焊接吊車梁和焊接吊車桁架的工地整段拼接應(yīng)采用焊接或高強螺栓的摩擦型連接。     吊車梁橫向加勁肋的寬度不宜小于90mm。在支座處的橫向加勁肋應(yīng)在腹板兩側(cè)成對布置，并與梁上下翼緣刨平頂緊。中間橫向加勁肋的上端應(yīng)與梁的上翼緣刨平頂緊，在重級工作制吊車梁中，中間

7、橫向加勁肋亦應(yīng)在腹板兩側(cè)成對布置，而中、輕級工作制吊車梁則可單側(cè)設(shè)置或兩側(cè)錯開設(shè)置。在焊接吊車梁中，橫向加勁肋（含短加勁肋）不得與受拉翼緣相焊，但可與受壓翼緣焊接，端加勁肋可與梁上下翼緣相焊，中間橫向加勁肋的下端宜在距受拉下翼緣50100mm處斷開，其與腹板的連接焊縫不宜在肋下端起落弧。當?shù)踯嚵菏芾砭壟c支撐相連時，不宜采用焊接連接。 重級工作制吊車梁中，上翼緣與柱或制動桁架傳遞水平力的連接宜采用高強度螺栓的磨擦型連接，而上翼緣與制動梁的連接，可采用高強度螺栓摩擦型連接或焊縫連接。 在什么情況下才考慮加吊車制動結(jié)構(gòu)？中級工作制吊車梁是不是不用加吊車制動結(jié)構(gòu)？ 一、

8、首先了解一下吊車制動結(jié)構(gòu)的作用：（1）提高吊車梁的整體穩(wěn)定性（2）加強吊車梁上翼緣。也就是說，制動結(jié)構(gòu)對吊車梁的整體穩(wěn)定起非常有利的作用，對吊車梁上翼緣也起很大的加強作用。  二、了解了吊車制動結(jié)構(gòu)的作用，就知道什么情況下該加制動結(jié)構(gòu)什么情況下可以不加了：（1）一般情況，吊車梁的整體穩(wěn)定在不加制動結(jié)構(gòu)難以控制、或者即使控制好了但上翼緣需做得較厚、寬時，就可以考慮加吊車制動結(jié)構(gòu)。（2）吊車梁跨度較大時（比如超過9米），也應(yīng)在構(gòu)造上設(shè)置吊車制動結(jié)構(gòu)。  三、加不加吊車制動結(jié)構(gòu)跟吊車的工作制無關(guān)。 一般中級50T的，柱距大于6M的可考慮加制動，這樣對

9、上翼緣，整體穩(wěn)定性都有比較好的控制，不然梁要加得比較高，和上翼緣加得很寬才能保證。再都制動有制動梁與制動桁架之分具體用那一種都有說明。 1.鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定    當?shù)踯囪旒芎椭丶壒ぷ髦频踯嚳缍却笥诨虻扔?2m，或輕、中級工作制吊車梁跨度大于或等于18m時，宜設(shè)置輔助桁架和水平支撐系統(tǒng)。  2.吊車制動結(jié)構(gòu)的作用    通過加強吊車梁上翼緣提高吊車梁的整體剛度和抗扭性能。 有時，吊車噸位雖不大，跨度也不是很大，但很高，須設(shè)檢修馬道時，可以考慮將馬道和吊車制動系統(tǒng)合一。具體什么情

10、況設(shè)制動結(jié)構(gòu)，應(yīng)具體分析，噸位大，跨度大時設(shè)制動結(jié)構(gòu)較合理，但并不是說跨度小，噸位小就一定不設(shè)。吊車梁端部與柱的連接構(gòu)造應(yīng)設(shè)法減少由于吊車梁彎曲變形而在連接處產(chǎn)生的附加應(yīng)力。吊車梁的受拉翼緣邊緣，宜為軋制邊或自動氣割邊，當用手工氣割或剪切機切割時，應(yīng)沿全長刨邊。吊車梁的受拉翼緣上下不得焊接懸掛設(shè)備的零件，并不宜在該處打火或焊接夾具。一般梁一般承受均布荷載，而吊車梁因吊車在其上運動，所以承受來自三個方向的動力荷載（豎向荷載、橫向荷載、沿吊車梁縱向方向的水平荷載）和吊車的自重。一般量和吊車梁都要進行強度驗算、剛度驗算，局部驗算和整體穩(wěn)定性驗算，而吊車梁還需要進行疲勞驗算。5-11重級工作制吊車梁的

11、疲勞問題如何計算？對重級工作制吊車梁和重級、中級工作制吊車桁架，還應(yīng)驗算其疲勞強度，驗算疲勞強度時只考慮一臺荷載最大的吊車標準荷載，并不計動力系數(shù)。對梁受拉翼緣與腹板的連接焊縫及其附近的主體金屬按下式驗算疲勞強度：疲勞驗算處截面的最大彎矩疲勞驗算處截面的最小彎矩對x軸的凈截面慣性矩y-中和軸到驗算點的距離在重級工作制吊車梁的受拉翼緣上，應(yīng)盡可能不打洞，不焊接附加零件。否則，在梁跨度中的受拉翼緣上應(yīng)按上式驗算舍友鉚釘，螺栓孔及虛孔處主體金屬的疲勞應(yīng)力幅。在腹板受拉區(qū)的橫向加勁肋端部處，同時受較大的正應(yīng)力及剪應(yīng)力作用，且存在較大的殘余應(yīng)力。由于該處y值較小，所以應(yīng)力幅亦小，但它屬于4類或5類連接，

12、容許應(yīng)力幅也較小，故需按下式驗算主體金屬的疲勞應(yīng)力幅：其中y為腹板受拉區(qū)的橫向加勁肋端部處到中和軸的距離6-1 為什么木錢輕鋼結(jié)構(gòu)單層廠房基本取代了傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房？試從工程造價、工期等方面分析其原因。答：鋼結(jié)構(gòu)加工可實現(xiàn)機械化、自動化，因而勞動生產(chǎn)率大為提高。在勞動力價格不斷升高的時代，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越化也日益明顯。另外，因為鋼結(jié)構(gòu)在工廠加工基本不占施工現(xiàn)場的時間和空間，所以，對于整個工程建設(shè)，采用鋼結(jié)構(gòu)也可以大大縮短工期，提高施工效率。6-2大型鋼結(jié)構(gòu)電視塔的底層塔柱用錨栓固定在鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。錨栓埋設(shè)時定位精度要求是按鋼結(jié)構(gòu)的施工精度還是按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工精度？或者另外

13、制定標準？為什么？答：單層大跨度、大起重、重級工作制鋼結(jié)構(gòu)廠房和大型鋼結(jié)構(gòu)塔柱腳錨栓預(yù)埋施工，精度要求高，定位允許偏差為5mm,標高允許偏差為0.00+30mm,其錨栓直徑大，自重重，在施工過程中必須做好錨栓預(yù)埋施工過程各工序的質(zhì)量控制。采用專門的定位鋼模版和角鋼將柱腳錨栓組裝起來形成一個整體，使一個承臺內(nèi)錨栓定位不會產(chǎn)生偏移。同時在混凝土澆筑過程中采用正確的振搗方式和全站儀跟蹤監(jiān)測，保證柱腳錨栓的預(yù)埋精度，提高安裝速度。6-3鋼材的含碳量高對提高鋼材的強度有什么幫助，但是含碳量過高時對鋼結(jié)構(gòu)施工有何不利影響？對鋼結(jié)構(gòu)抗疲勞、沖擊韌性等有什么不利影響？答：碳是形成鋼材強度的主要成分，隨著含碳量

14、的提高，鋼的強度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能也變惡劣。含碳量超過0.3%時，鋼材的抗拉強度很高，但卻沒有明顯的屈服點，且塑性很小。含碳量超過0.2%時，鋼材的焊接性能將開始惡化。因此，規(guī)范推薦的鋼材，含碳量均不超過0.22%,對于焊接結(jié)構(gòu)則嚴格控制在0.2%以內(nèi)。6-4對于大口徑熱擴無縫鋼管，冶金部標準規(guī)定其管壁厚度誤差在20%之內(nèi)均為合格。若此合格鋼管作為鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件是否符合結(jié)構(gòu)受力要求？能否采用？答：大口徑厚壁無縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋制成。大口徑厚壁無縫鋼管在我國鋼管業(yè)中具有重要的地位。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有無縫管生產(chǎn)企業(yè)約240

15、多家，大口徑厚壁無縫鋼管機組約250多套，大口徑的厚壁無縫鋼管主要是以它的鋼管的外部口徑來說的，一般外徑在325毫米以上的我們都稱為大口徑鋼管，厚壁，一般壁厚在20毫米以上。壁厚的偏差直接影響了鋼管的使用范圍。6-5鋼結(jié)構(gòu)的放樣是否完全按照設(shè)計圖的尺寸進行？放樣是整個鋼結(jié)構(gòu)制作工藝中的第一道工序,也是相當關(guān)鍵的一道工序,對于一些較復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu),這道工序是鋼結(jié)構(gòu)工程成敗的關(guān)鍵.放樣主要包括以下內(nèi)容:核對圖紙的安裝尺寸和孔距，以1:1的大樣放出節(jié)點，;核對各部分的尺寸，,制作樣板和樣桿作為下料彎制銑刨制孔等加工的依據(jù). 做法:按1:1在樣板臺上彈出大樣.當大樣尺寸過大時,可分段彈出;對一

16、些三角形的構(gòu)件,如果只對其節(jié)點有要求,則可以縮小比例彈出,但必須注意其精度,放樣彈出的十字基準線,二線必須垂直,然后據(jù)此十字線逐一劃出其他各個點及線,并在節(jié)點旁注上尺寸,以備復(fù)查及檢驗.6-6鋼材熱加工的適宜溫度是多少?熱加工終止溫度是多少？如何保證大型熱加工件熱加工溫度的均勻？將鋼錠或鋼坯加熱至一定溫度時，鋼的結(jié)構(gòu)將完全轉(zhuǎn)化為奧氏體狀態(tài)，奧氏體是碳溶入面心立方晶格的鐵的固溶體，雖然含碳量很高，但其強度較低，塑性較好，便于塑性變形。因此鋼材的軋制或鍛造等熱加工，經(jīng)常選擇在形成奧氏體時的適當溫度范圍內(nèi)進行。選擇原則是開始熱加工時的溫度不得過高，以免鋼材氧化嚴重，而終止熱加工的溫度也不能過低，以免

17、鋼材塑性差，引發(fā)裂紋。一般開軋和鍛壓溫度控制在11501300.下表為常用鋼的臨界溫度、熱加工及熱處理工藝參數(shù)牌號臨界溫度/熱加工溫度/退火正火高溫回火淬火回火Ac1Ac3Ms加熱始鍛溫度/冷卻方式硬度HBS溫度/冷卻方式硬度HBS溫度/硬度HBS溫度/冷卻方式硬度HBS各種不同溫度回火后的硬度值（HRC)Ar1ArsMf終鍛1502003004005005506006503572480235011901210850880爐冷187850870空冷187680720860水5049484335262220680774190>8004572478033011801200800840爐冷19

18、7850870空冷217680720840水595855504133262268275150>8005072576030011801200820840爐冷229820870空冷229680720830水595855504133262269072050>8005572777411801200770810爐冷229810860空冷255680720229820水636056504534302421690755>8006072776626511801200800820爐冷229800820空冷255680720820水636056504534302421690743-20>8

19、0035SiMn75083033012201200850870爐冷229880920空冷680720229880900油555553494031272320645>85040Cr743782355<120011001150825845爐冷207850870空冷250680720207830860油555553514334322824693730>80035CrMo75580037111501220820840爐冷2298320880空冷241286680720250850油55555351433432282469575085042CrMo7307803601150820840

20、爐冷241850880空冷680720217840油55555453464038353185038CrMoAl7608853601130118010501150840870爐冷229930970空冷700720229940油>565655514539353128675740>9006-7如何加工焊邊的V形坡口？有幾種方法？答：V形坡口是最常用的坡口形式。這種坡口便于加工，焊接時為單面焊，不用翻轉(zhuǎn)焊件，但焊后焊件容易產(chǎn)生變形，常用于中厚板對接焊縫的焊接。坡口的加工  焊件坡口的加工方法，可根據(jù)焊接構(gòu)件的尺寸、形狀與本單位加工條件選用。一般有以下幾種方法： (1)剪

21、切。對于采用I形接頭的較薄鋼板，可用剪板機剪切。 (2)刨削與車削。對有角度要求的坡口，可以在鋼板下料后，采用刨床或刨邊機對鋼板邊緣進行刨削；對圓形工件或管子開坡口，可以采用車床或管子坡口機、電動車管機等對其邊緣進行車削。采用刨削與車削方法可加工各種形式的坡口。(3)鏟削。用風(fēng)鏟鏟坡口或挑焊根。 (4)氧乙炔焰切割。這是應(yīng)用較廣的坡口加工方法，采用此方法可得到直線形與曲線形的任何角度的各類型坡口，通常有手工切割、半自動切割及自動切割三種。手工切割的邊緣尺寸及角度不太平整，應(yīng)盡量采用自動切割和半自動切割。 (5)碳弧氣刨。利用碳弧氣刨槍對焊件坡口加工或挑焊根，與風(fēng)鏟相比，能改

22、善勞動條件且效率較高，特別是在開U形坡口時更為顯著。缺點是要用直流電源，刨割時煙霧大，應(yīng)注意通風(fēng)。 對已加工好的坡口邊緣上的油、銹、水垢等污物，焊前應(yīng)清除掉，以利于焊接并獲得質(zhì)最較好的焊縫，清理時可根據(jù)污物種類及具體條件選用鋼絲刷、電動或風(fēng)動鋼絲刷輪、氣焊火焰、鏟刀、銼刀等，有時要用除油劑(汽油、丙酬、四氯化碳等)清洗。 6-8一個較復(fù)雜的電梯井道要在工廠試裝，應(yīng)采用何種預(yù)總裝方法？答：吊裝過程：測量定位-固定連接件-校正-吊裝鋼柱-鋼柱校正-鋼柱固定-鋼梁吊裝-鋼梁固定-校正-最終固定鋼柱和鋼梁的連接方式為：腹板使用雙側(cè)夾板及高強螺栓固定，大型鋼構(gòu)件在吊裝提升過程中要控制

23、好其穩(wěn)定性，以防止攬錨設(shè)施松緊不一致。 6. 鋼結(jié)構(gòu)高空拼裝時，螺栓錨孔不對中時不得強力對孔作業(yè)影響安裝質(zhì)量。6-9弧度不規(guī)則的較長焊縫在工廠施焊，用何種焊接方法最為合理？答：采用氣體保護焊，該施焊方法是利用二氧化碳或其他惰性氣體作為保護介質(zhì)的一種電弧熔焊方法，它直接依靠保護氣體在電弧周圍形成局部的保護層，以防止有害氣體的侵入并保證了焊接過程的穩(wěn)定性。氣體保護焊的焊縫熔化區(qū)沒有熔渣，焊工能清楚地看到焊縫形成的過程，由于保護氣體是噴射的，有助于熔滴的過渡，又由于熱量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故形成的焊縫的強度比手工電弧焊高，塑性和抗腐蝕性好，適用于全位置的焊接。6-10對

24、于現(xiàn)場整體起板安裝的石油化工鋼塔，處于強腐蝕環(huán)境下，若要長效防腐蝕，用何種方法為宜？采用熱侵鋅的方法防腐蝕，此方法是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，鋅層厚度對5mm以下的薄板不得小于65um,對厚板不小于86 um，從而起到防腐蝕的目的，這種方法的優(yōu)點是耐久年限長，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定，因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中，如大量輸電塔、通訊塔等。6-11鋼結(jié)構(gòu)開始安裝之前，安裝單位應(yīng)作哪幾方面的檢查、準備工作？鋼結(jié)構(gòu)安裝的準備1. 施工組織設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工組織設(shè)計應(yīng)該簡要的描述工程概況，全面的統(tǒng)計工程量，正確選擇施工機具和施工方法

25、，合理編排安裝順序，詳細擬定主要安裝技術(shù)措施，嚴格制定安裝質(zhì)量標準和安全標準，認真編制工程進度表、勞動力計劃以及材料供應(yīng)計劃。2施工前的檢查施工前的檢查包括（1） 鋼構(gòu)件的驗收（2） 施工機具和測量器具的檢驗（3） 基礎(chǔ)的復(fù)測。6-12大跨度的平面桁架吊裝就位后能否馬上卸去吊裝鋼索？在卸鋼索之前要完成什么工作？吊裝就位：大跨度桁架吊裝前要認真檢查焊縫，桁架的 所有桿件所有接點安裝焊接完畢，補漆防腐完畢，吊車進場后，施工現(xiàn)場周邊要設(shè)置臨時安全警戒線，與吊裝無關(guān)人員禁止進入吊裝作業(yè)現(xiàn)場，兩臺吊車的司機要聽從專業(yè)起重人員的統(tǒng)一指揮，密切配合，起重指揮人員要站在兩個司機都能看到的地方，如有構(gòu)筑物影響視線，應(yīng)配備對講機，兩臺吊車要站在最有利于吊裝的位置，起重指揮人員要仔細測量兩臺吊車的最遠吊點工作幅度，算出每臺吊車的最大安全起重重量，兩臺吊車的最大安全起重重量相加必須大于桁架總重量，然后按桁架每米重量確定兩臺吊車的起重吊點，但吊點必須在桁架的接點板處，起重前要把滾軸點焊的支架的預(yù)埋鐵上，起吊過程中要有專人觀察吊車支腿墊木有無沉陷現(xiàn)象，如有沉