1.1 钢结构杆件长细比的检测与核算,可按规定测定杆件尺寸,应以实际尺寸等核算杆件的长细比。
1.2 钢结构支撑体系的连接,可按规定检测;支撑体系构件的尺寸,规定进行测定;应按设计图纸或相应设计规范进行核实或定。
1.3 钢结构构件截面的宽厚比,规定测定构件截面相关尺寸,并进行核算,应按设计图纸和相关规范进行定。
2、 涂装
2.1 钢结构防护涂料的质量,应按国家现行相关产品标准对涂料质量的规定进行检测。
2.2 钢材表面的除锈等级,可用现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的图片对照观察来确定。
结构安全复核计算户外牌的安全检测中应对钢结构的设计图纸和计算书给予强度,刚度和稳定(包括抗倾覆)验算复核,但如检测的结构与设计图纸不符或者无计算书则应重新给予结构计算、复核。
1、结构安全复核计算方法
1)原钢结构的设计图纸与计算书比较完善的情况下.而且现场钢结构的勘察与设计图纸又基本符合,这时可以参照原计算书与设计图纸进行安全复核计算。复核的主要内容:对各构件与连接件进行强度、刚度与稳定复核计算.牌整体倾覆稳定性验算与支座的约束反力计算,以及钢结构与基础之间连接件的强度验算与混凝土基础的强度验算。
2)原钢结构的设计图纸与计算书比较完善,但现场钢结构的勘察与设计图纸略有不同,这时可以按现场钢结构的勘察实际结构.并参照原计算书的情况下,按现行设计规程的要求,重新确定户外牌的风荷载与其他主要荷载值.然后运用刚体静力学的平衡方程来计算牌倾覆稳定性.并求解出支座的约束力,再将户外牌的钢结构分解成若干平面桁架,平面钢架结构,按结构力学求解出各构件杆与节点处的轴向力、剪力、弯矩值,随后按钢结构设计规范与《规程》中的设计规定,对各构件与连接件进行强度、刚度与稳定复核。除此之外。还要按空间钢结构的要求来复核各个平面结构的联结杆、剪刀支撑强度、稳定与连接节点的构造要求。所有户外牌的钢结构计算必须满足强度、刚度、稳定(包括倾覆稳定性)的技术要求。接着再根据求解到支座约束反力来验算联接件的强度与混凝土基础与强度。
3)如原钢结构的图纸与现场钢结构的勘察差异较大,而且原计算书又不完善的情况下,甚至设计图纸仅是粗糙的草图。这时应该对现场钢结构重新勘绘.详细画出钢结构实际图纸,必要时应由户外牌的所有权单位请有钢结构设计单位确认后.再进行户外牌钢结构的安全计算。所有的户外牌钢结构安全计算必须明确给出强度、刚度、稳定(包括倾覆稳定性)是否满足设计要求的结论性意见,对不满足设计要求的构件应有具体的计算步骤说明,必要时应提供增强构件承载能力的计算方案与计算结果。
2、结构安全计算程序户外牌钢结构可以使用现有的钢结构计算程序进行分析。计算一般分成结构的线性计算和非线性计算,线性计算针对户外牌钢结构的强度、刚度、位移进行计算;非线性计算还可以对整体钢结构的稳定进行复核。由于目前很多牌存在着安全隐患,牌的安全事故和由此引起的责任纠纷在全国各地越来越多。因此。有关管理部门与牌应对户外牌的安全引起关注,特别应该对牌的定期安全检测给予足够的重视。从源头上控制户外牌质量安全事故的发生。
荷载和荷载组合结构承受的主要荷载有:
1)自重;2)风荷载;3)温度荷载;4)检修活载。荷载组合有三类:
1)基本组合;
2)组合;
3)施工吊装。
应力分析由于钢立柱受力较复杂,主要承受弯矩和轴向压力,受周围地貌影响和风振作用,在阵风作用下可能有扭转产生,主要为压弯构件,同时要考虑可能出现的扭矩,其承载力取决于柱的长细比、支承条件、截面尺寸以及作用于柱上的荷载等,计算表明,钢立柱的承载力一般由稳定控制。上部结构的悬臂桁架在铅垂面可简化为刚结直在钢立柱上的悬臂结构,在水平面内由弦杆和支撑铰结形成平面不变体系。内力计算采用专注软件在计算机上完成。
根据钢结构设计理论,对接焊缝在截面不减小的情况下,其强度可达到母材的强度,因而无需验算焊缝应力,但应严格检查焊缝质量及饱满度。上部桁架杆件间的连接主要是角焊缝。焊缝承受杆件间的应力传递,其受力大小已由上部结构计算得出,对牌之类结构,上部结构杆件受力一般不大,为施焊方便,可用围焊,并统一取焊脚尺寸为hf=8ram,可满足规范要求;但对牌面板骨架与主骨架挂点处焊接须逐一核算。
牌施工工艺及质量控制
1、基坑开挖时必须按规范要求放坡处理.以确施工和人员的安全。基础工程根据现场地形、地质条件。基础底面必须置于设计和地勘要求的持力层上。经设计、监理、建设、施工及地勘等单位共同验收合格,并形成地基分部工程质景验收资料,方可进行基础施工;
2、基坑开挖并完成验槽后,必须立刻施工蛰层,地基土不得暴晒或水浸泡。垫层砼达到设计强度后,应及时进行幕础的施工.同时垫层砼必须经验收含格.并有相应质量验收文件,方可进行基础施工;
3、按照设计及规范要求进行基础施工。吊放钢筋骨架,并及时浇筑基础混凝土,预埋锚固螺栓.铺设基础顶部钢筋加强网,在浇至设计标高时,其顶面需用20mm厚l:3水泥砂浆找平。然后加盖螺栓定位及垫座钢板。待基础混凝土养护到规定龄期。需对预埋螺栓进行抗拔试验,以确认螺栓的抗拔承载力是否满足设计要求。所有的原材料必须有相应的质量文件。并经验收合格。方可进行镪结构麓工;
4、钢结构工程所有钢结构构件的连接均采用焊接。上部钢结构均在工厂预制生产,预制必须严格按照设计及规范要求进行。预制生产的公差必须控制在规范要求的范围内。当梁柱主骨架焊接完成.形成整体上部结构时.应做加载试验.已验证焊缝的质量和主骨架的强度。钢结构工厂生产的构件必须有相应质量文件,并经监理人员验收合格方可进行吊装。
5、牌面板骨架和镀锌铁皮面板拼接好后,可在地面直接挂焊到主骨架上,以便校正面板表面的不平整度,控制上部结构整体外观效果。吊装定位牌的立柱和上部结构在工厂制成后,运往现场进行整体对接。
6、在地面形成的整体牌,可用两台吊车从顶、底两个吊位进行整体起吊安装,在吊装就位后,用两台经纬仪从相互垂直的两个方向进行纠斜、定位。每个方向的垂直度宜控制在h/2000(h为牌高度)以内,且小于20mm。
7、螺栓定位紧固后,宜在适当时机。浇筑索混凝土密封,以防螺栓外露锈蚀。
通过对某牌钢构架的受力分析,指出对于那些位于建筑顶部的牌应该进行计算分析,以确保在大风荷载下的安全性。
1、钢构架概况
某钢构架牌,位于长江边某建筑顶部,高12m ,宽30m ,是一个霓虹灯。甲方将牌委托给一个小公司制作安装。该公司初凭经验设计了该牌的钢构架,选用的是 50 等边角钢。后来甲方觉得牌所处位置太高,又在江边,风荷载很大,故又委托作者验算该钢构架是否安全。由于牌钢构架是一个空间结构,作者采用着名的有限元程序ANSYS5. 6 进行了计算。钢构架的立面和轴侧。构架底部支座位于主体结构的梁上,通过膨胀螺栓连接。右边缺口部分是建筑物的水箱,钢筋混凝土做成,构架支座也可用膨胀螺栓与其连接。
2. 2 计算分析方法
钢构架主要承受风荷载,其参数取值如下:
(1) 根据《建筑结构荷载规范》G009 - 2001 ,维护结构的风荷载标准值按下式计算:
w k = βgz μs μz w0 (1)
(2) 根据G009 - 2001 ,取地面粗糙度为B类,牌距地面90~95m ,阵风系数βgz为1. 515 ,风压高度变化系数μz 为2. 055 。由于牌附属在主体结构表面部分的局部风压会超过平均风压,取局部风荷载体型系数μs 为- 2. 0 (负风压) 。风荷载体型系数μs 为1. 3 (正风压) 。
(3) 由于该牌钢架结构表面所设铝合金扣板(每块宽度为100mm) 为隔一设一,故牌钢架的实际受风面积为50 %总面积。根据G009 -2001 规定的“桁架”的体型系数的计算方法,该牌钢架结构可以乘以挡风系数(或透风系数) Φ。挡风系数Φ取为0. 5 。
(4) 根据G009 - 2001 中的全国基本风压分布图,基本风压w0 取为0. 3kN/ m2 。
(5) 按照式(1) 中所列风荷载标准值计算公式,其中μs 为(μs (正风压) + μs (负风压) ) ×Φ。后算得风荷载标准值w k 为1. 541kN/ m2 。经过分析,发现钢构架在风荷载和竖向荷载(重力荷载)作用下,除个别部位以外,杆件的弯矩和剪力都不太大,对多数杆件内力起控制作用的是轴力。计算结果表明,原设计存在以下问题:
(1) 全部采用 50 等边角钢的方案是不安全的。正风作用下杆件大轴压力为147kN ,反风作用下更达到152kN。如果用 50 等边角钢,应力已经超过了容许应力235N/ mm2 。因此,将其中一些部位改用 70 和 63 等边角钢,包括正立面两侧边跨和挑出部分的横杆( 70) ,该部位由于有悬挑,受弯矩和剪力控制;背后斜撑部分的竖直杆、水平杆和竖斜杆( 70) ,轴力控制;正立面两侧挑出部分的斜拉杆( 63) ,轴力控制;背后斜撑部分的中间斜杆( 63) ,轴力控制。
(2) 原设计方案两侧挑出部位没有加斜拉杆,这样会导致该部位的内力更大,更不安全。
(3)原设计支座与建筑主体连接的膨胀螺栓均采用六个,每个螺栓能承受20kN 的拉力,即支座能承受的大拉力为120kN。而计算出来的不少支座的拉力都大于120kN ,正风和反风作用下大的支座拉力分别达到kN 和144kN。估计这正是牌经常被整体吹落的原因。作者根据计算出来的每个支座反力,给出了相应的螺栓数量和布置的建议。根据上述计算分析结果修改后,各杆件的变形和应力均能满足要求。
作为古老而又年轻的城市传播形态,户外伴随城市一路走来。户外是城市景观的重要内容,也是城市形象的窗口。与此同时,那高高在上的牌也成为一种威慑,不知哪阵风没刮好,它就掉下来,成为无法躲避的“不”。
问题户外牌成安全隐患的原因:
1.设施结构不规范
部分户外经营单位没有按照相关钢结构设计制作规程进行户外设施的设计制作安装,制作工艺简单、粗糙,在没有认真探明结构基础承载地质,没有充分考虑设施所在建构筑物的承载能力、设施抗风能力等因素的情况下就进行制作安装,给设施和建筑本身带来安全隐患。
2.设施防雷措施不到位
设施设计制作却没有考虑防雷措施,没有将设施纳入所在建筑的防雷系统,极有可能造成雷击事故。
3.设施用电不规范
一是一些设施电器设备安装极不规范,用电线路乱拉乱接,没有按照规程安装正规的配电箱柜,没有对接电线路进行穿管保护,明线直接在外,极易造成电力事故;二是少数设施于高压电力设施安全距离不够,直接影响公用电力设施的安全使用。
4.设施用材不合格
部分制作单位为了降低成本,在设施用材上采用型偏小的型材,减少设施主体钢结构的用材数量,建成后的设施达不到基本的抗风、抗震效果,降低了设施的安全系数。
5.设施日常维护不到位
多数户外企业或对户外设施的支座混凝土结构、支座连接螺栓、钢结构的定期检查维护不正常,设施普遍存在设施主体老化、表面锈蚀现象,随着户外设施使用时间的增长,结构受到气候条件变化,环境侵蚀或其他外界因素影响,容易造成结构损伤,焊点脱落等安全隐患。
要想解决这一难题,根源在于市场的规范化,搭建专注户外媒体。相信,只要众人一起努力,美好的很快就会到来。
1、《建设 工程施工质量进行管理条例》2,“房屋建设工程和市政基础设施工程竣工验收暂行规定”组织:建设一个单位进行组织勘察、设计、施工.监理等单位和其他国家有关管理方面的*组成验收组并制定相关验收方案在工程项目竣工验收前将验收时间、地点及验收组名单书面通知监督站。建设企业单位以现行的*有关中国法律、法规和规范性文件为依据 ,负责公司组织学生实施信息工程的竣工验收人员工作: (一)建设、勘察、设计、施工、监理单位应当分别报告同一单位在工程建设各方面的业绩和法律执行情况,建筑法规和强制性标准的现状。(2)物理检查质量工程。(3)验收组对工程进行勘察、设计、施工及设备安装服务质量和各管理工作环节等方面做出一个全面分析价,形成系统工程项目竣工验收意见,验收人员签字。
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