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门式刚架超载失效分析及加固方案材料失效分析方案摘要[]为追求经济效益,门式刚架轻钢结构常采用满应力设计,对材料承载特性的充分利用使得结构的安全储备偏低,因此荷载的增加易导致原结构失效本文结合一工程实例,对门式刚架超载失效进行分析并给出加固方案关键词轻钢结构门式刚架加固设计
一、工程概况陕西省安康市某超市采用轻型门式刚架结构,其平面尺寸,柱顶标高,建筑总高度,屋面坡度刚架跨度,柱距从至
29.65m×
35.7m不等,梁柱均采用实腹式焊接形截面,构件均采用钢,构件尺寸见表
8.7m
17.66m30°
29.65m4m
6.2m结构屋面设计恒载㎡,活荷载㎡,墙面恒载㎡,基本风压h q2351㎡,抗震设防烈度度,分组为第一组,场地类别Ⅱ类建设时甲方为立面
0.59kn/
0.5kn/
0.91kn/美观,在屋面挂瓦,使屋面恒载增至为㎡导致刚架变形过大,柱最大侧移
0.35kn/
81.08kn/表构件尺寸50mm
二、加固设计1
(一)实际荷载作用下的受力分析取最大柱距一榀刚架按平面结构建模,计算简图如图验算实际荷载作用下刚架内力及变形,考虑下面四种最不利组合1恒载活载;恒载活载风载;
1.2+
1.4恒载活载风载;
1.35+
1.4×
0.7+
1.4×
0.6风载活载水平地震
1.2+
1.4×
0.7+
1.4×
1.0由于地震作用及风载不起控制作用,故忽略不计屋面活载根据具体情况取
1.2×
1.0+
1.2×
0.5+
1.3×
1.0㎡,屋面恒载取增大后的恒载㎡,墙面恒载取㎡按图建模计算
0.25kn/结构在实际荷载作用下结果如表
1.08kn/
0.91kn/1表实际荷载作用下计算结果2从表可知梁柱都已经发生了较大的不可恢复的变形;刚架柱、变截面梁段平面外2失稳且刚度不足2
三、加固方案及加固后的校核验算考虑到结构稳定应力超过钢材的设计强度值,且结构变形较大为缩短工期节约资金,对结构进行加固处理鉴于加固方案应能使柱的侧向变形和梁的竖向变形得到控制并恢复,梁平面外的应力需降低,确定如下加固方案()先拆除屋面的挂瓦,对屋面进行卸荷()设临时支柱并安装千斤顶将屋脊节点顶起至柱恢复到原位,然后在梁柱交接处1设横向刚性拉杆(截面)2()在刚架梁增设四道水平系杆(截面等肢角钢形截面),以改善刚架梁ф32平面外的稳定性3xg-250*5t加固后结果见表加固后梁柱的强度、平面内和平面外稳定及刚度均满足要求,且梁柱的变形明显减小3表加固后计算结果
四、结论3()表的结果表明该结构设计时安全储备较低,在荷载稍增大后,主刚架的应力超限,且结构整体变形过大12()当验算不满足规范时,要进行加固设计该结构只存在梁柱不同程度的平面外应力比超限,卸荷并设拉杆后柱的应力满足要求,设侧向支撑后梁的应力满足要求2()本工程主刚架加固总用钢量㎏,取得良好的经济效益,且该加固方案施工方便,计算简便32759参考文献廖新军,王元清,石永久门式刚架轻型房屋钢结构厂房的加固设计工业建筑,年第卷第期
[1].[j].门式刚架轻型房屋钢结构技术规程2001318建筑结构荷载规范
[2]cecs10298[s].
[3]gb50009-2001[s].。
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