鋼結(jié)構(gòu)加工棚加固分析

蔣松佑

摘? 要：針對某大橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，利用有限元軟件進(jìn)行分析，根據(jù)相關(guān)規(guī)范判定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)算分析表明，加固方案，技術(shù)合理，經(jīng)濟(jì)可行，為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);加工棚;加固

中圖分類號：TU398.2? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）16-0094-02

Abstract： Aiming at the design scheme of the steel structure of a bridge， the finite element software is used to analyze the rationality of the structural design according to the relevant codes， and the reinforcement design is carried out according to the analysis results. The empirical analysis shows that the reinforcement scheme is technically reasonable and economically feasible， thereby can provide reference for similar projects.

Keywords： steel structure; processing shed; reinforcement

1 結(jié)構(gòu)概況

某大橋項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)加工棚采用輕鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)跨度25m，檐口高8.5m，屋面矢高1.5m，屋面和墻面采用C形檁條。

加工棚柱采用219×10mm截面鋼管。主桁架采用張弦梁結(jié)構(gòu)體系，上部張弦桁架為三角桁架，弦桿截面48×3mm，腹桿截面25×3mm，張弦拉桿為60×3mm鋼管，張弦豎腹桿截面48×3mm。屋面檁條采用120×40×1.5mm截面C形檁條。

結(jié)構(gòu)布置剖面圖如圖1。

2 結(jié)構(gòu)模型

屋面恒荷載采用0.375mm厚壓型鋼板輕型屋面，根據(jù)荷載規(guī)范取值0.05kN/m2。按照荷載規(guī)范，不上人屋面活荷載應(yīng)取值0.3kN/m2。遵義地區(qū)雪荷載按照10年一遇，取值0.1kN/m2。根據(jù)荷載規(guī)范，遵義地區(qū)基本風(fēng)壓按照10年一遇，取值0.2kN/m2，體型系數(shù)分區(qū)及取值如圖2，根據(jù)全國地震區(qū)劃，本項(xiàng)目不在地震區(qū)，不考慮抗震。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，本工程設(shè)計(jì)使用年限為5年，屬臨時結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取0.9。采用同濟(jì)大學(xué)3D3S鋼結(jié)構(gòu)分析軟件。

3 原結(jié)構(gòu)方案驗(yàn)算

主結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)力比最大0.909，最大部位集中在下弦中部位，強(qiáng)度應(yīng)力比滿足規(guī)范要求。主結(jié)構(gòu)平面外穩(wěn)定應(yīng)力比最大2.434，最大部位集中在下弦部位，穩(wěn)定應(yīng)力比不滿足規(guī)范要求。主結(jié)構(gòu)平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比最大2.434，最大部位集中在下弦部位，穩(wěn)定應(yīng)力比不滿足規(guī)范要求。主結(jié)構(gòu)恒荷載（僅考慮檁條和屋面板）作用下位移最大為35mm，小于門鋼規(guī)范L/180=25000/180=139mm。在風(fēng)荷載作用下，柱頂位移為54.4mm，小于H/60=8500/60=141mm，滿足規(guī)范要求。

在活荷載作用下，下弦桿中部受拉最大，最大拉力為77kN。在活荷載作用下，下弦桿中部受壓，最大壓力為34.8kN，上弦桿受拉，最大拉力31.3kN。根據(jù)以上分析：原結(jié)構(gòu)方案不滿足規(guī)范要求。

4 擬采用加固方案

張弦桁架局部增加豎桿，加強(qiáng)張弦桁架結(jié)構(gòu)剛度，增加桿件及截面布置圖如圖3。為保證張弦桁架上弦受壓穩(wěn)定性，減小穩(wěn)定計(jì)算長度，應(yīng)增加屋面平面內(nèi)支撐。為保證主結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載作用下弦受壓穩(wěn)定性，減小穩(wěn)定計(jì)算長度，應(yīng)增加平面內(nèi)支撐和系桿。為保證結(jié)構(gòu)縱向抗側(cè)剛度，應(yīng)增加縱向柱間支撐，采用20mm直徑圓鋼，中間及兩端布置總共3道。

5 加固方案結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

主要計(jì)算結(jié)果如下：

主結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)力比最大0.907，最大部位集中在腹桿，強(qiáng)度應(yīng)力比滿足規(guī)范要求。主結(jié)構(gòu)平面外穩(wěn)定應(yīng)力比最大0.866，最大部位集中在中間弦桿端部，穩(wěn)定應(yīng)力比不滿足規(guī)范要求。主結(jié)構(gòu)平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比最大0.89，最大部位集中在中間弦桿，穩(wěn)定應(yīng)力比滿足規(guī)范要求。主結(jié)構(gòu)恒荷載（僅考慮檁條和屋面板）作用下位移最大為97mm，小于門鋼規(guī)范L/180=25000/180=139mm。主結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載作用下位移最大為54mm，小于門鋼規(guī)范L/60=8500/60=141mm。在活荷載作用下，下弦桿中部受拉最大，最大拉力為79.6kN。在活荷載作用下，下弦桿受壓，最大壓力為35.5kN，上弦桿受拉，最大拉力為30.1kN。根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果加固方案滿足規(guī)范要求。

6 結(jié)束語

（1）考慮到加工棚為臨時結(jié)構(gòu)，加固結(jié)構(gòu)方案恒荷載僅考慮了輕型屋面板荷載0.05kN/m2，使用中嚴(yán)禁附加其他恒荷載，如吊頂?shù)取?/p>

（2）考慮到加工棚為臨時結(jié)構(gòu)，加固結(jié)構(gòu)方案根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》活荷載僅考慮了0.3kN/m2，施工及使用維護(hù)時，嚴(yán)禁附加較大的活荷載，比如檢查維修時人和材料總荷載不超過0.3kN/m2。

（3）考慮到加工棚為臨時結(jié)構(gòu)，雪荷載及風(fēng)荷載均采用10年一遇荷載，在使用過程中需重點(diǎn)關(guān)注大雪、大風(fēng)天氣預(yù)報，提前設(shè)置抗風(fēng)措施或及時清雪。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉伯順，許宏成.基于性能的大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J].門窗，2019（18）：123+126.

[2]王立軍.GB 50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》疑難淺析（9）[J].鋼結(jié)構(gòu)（中英文），2019，34（09）：101-102.

[3]黃園園.單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地震作用分析[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2019（16）：53-54.

[4]陳紅磊，王彥博，陳琛，等.某模塊化鋼結(jié)構(gòu)大學(xué)生公寓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].鋼結(jié)構(gòu)（中英文），2019，34（08）：46-49+61.