結(jié)構(gòu)體系的選擇對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益影響很大,因此,鋼支架設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)根據(jù)鋼支架的幾何高度 、 作用荷載的大小 、 運(yùn)行操作空間選擇_合理的結(jié)構(gòu)體系方案 。 對(duì)于本工程,由于鋼支架高度較高,橫向跨度較大,采用人字形框架支撐體系 。
2 . 2 、 截面形式:
除塵器鋼支架各構(gòu)件以承受軸向力為主,立柱可以采用 H 型鋼、鋼管和焊接箱形截面柱。H 型鋼在除塵器鋼支架中被廣泛采用,根據(jù)需要,選用不同規(guī)格的寬翼緣或窄翼緣,可較好地滿足穩(wěn)定性。當(dāng)豎向荷載較大,且兩方向的計(jì)算長(zhǎng)度接近時(shí),可以考慮采用鋼管柱和焊接箱形截面柱,但是鋼管柱在與其他相鄰構(gòu)件連接的構(gòu)造較復(fù)雜,價(jià)格亦相對(duì)較高。焊接箱形截面柱的加工制造工作量較大,較少采用??蚣苤误w系中的支撐可以按受拉桿考慮,截面形式滿足強(qiáng)度要求,控制其長(zhǎng)細(xì)比不宜大于 200。截面信息見(jiàn)表 1。
表 1 |
截面信息 |
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位置 |
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截面 |
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角柱( 4 根) |
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HW350 × 350 |
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邊柱( 8 根) |
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HW4 000 × 34 000 |
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中柱( 4 根) |
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□400 × 400 × 20 × 20 |
一層灰斗檢修平臺(tái)梁 |
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HM250 × 175 |
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二 、 三層橫梁縱梁 |
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雙扣槽鋼 16a |
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支撐 |
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熱軋鋼管 219 × 10 |
GB 50017—2003 |
[ 2 ] |
中的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)法,水平鋼 |
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 |
梁與立柱采用鉸接和剛接連接,鋼柱的計(jì)算取值不同 。 鉸接節(jié)點(diǎn)制造安裝簡(jiǎn)便,但是鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)偏大,鋼柱的穩(wěn)定承載力偏小; 采用剛接節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)制作安裝工作量大,鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)偏小,穩(wěn)定承載力較高 。 體系中支撐桿件只承受軸心力,節(jié)點(diǎn)受力明確,高強(qiáng)螺栓需要量少,計(jì)算簡(jiǎn)單 。
2 . 4 鋼材的強(qiáng)度等級(jí)
鋼材強(qiáng)度的等級(jí)可根據(jù)截面的不同控制而合理選擇。當(dāng)計(jì)算梁柱截面為強(qiáng)度控制時(shí),可優(yōu)先選用較高強(qiáng)度等級(jí)的鋼材。當(dāng)梁柱截面為變形或穩(wěn)定控制時(shí),則應(yīng)優(yōu)先選用較低強(qiáng)度等級(jí)的鋼材。柱的選材宜采用 Q345 級(jí)鋼,系桿和支撐宜采用 Q235 級(jí),結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)的合理性較好。
3、 荷載取值:
電除塵器本體是一個(gè)體積龐大的薄壁鋼板殼結(jié)構(gòu),內(nèi)部設(shè)有立柱和支撐,剛度較大,恒荷載和活荷載均施加于電除塵器鋼支架立柱的頂部。除塵器及其鋼支架體系,需要考慮的荷載有恒載 ( 除塵器自重,支架及平臺(tái)自重,設(shè)備自重) ,活荷載( 儲(chǔ)灰荷載,頂面活荷載、雪荷載) ,風(fēng)荷載,還有地震荷載等。
3 . 1 、 恒荷載:
鋼支架承受恒載主要包括殼體、進(jìn)出口喇叭、濾布、灰斗、保溫、檢修爬梯以及電機(jī)等附屬設(shè)備,根據(jù)實(shí)際自重分布施加于鋼柱頂部。
3 . 2 、 活荷載:
活荷載應(yīng)包括頂板檢修活載、平臺(tái)檢修活載、灰斗內(nèi)積灰、熱膨脹引起的瞬間摩擦力。除塵器本體與鋼柱的支座采用滾動(dòng)支座,摩擦系數(shù)僅為 0. 02,可以忽略熱膨脹引起的水平摩擦力 。鋼支架頂部荷載見(jiàn)表 2。
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表 2 |
鋼支架頂部荷載 |
kN |
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柱子編號(hào) |
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恒載 |
活載 |
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A1 , E1 |
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473 |
780 |
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A2 , E2 |
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686 |
1 480 |
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A3 , E3 |
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382 |
780 |
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B1 , D1 |
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871 |
1 406 |
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B2 , D2 |
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1 296 |
2 802 |
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B3 , D3 |
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688 |
1 401 |
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C1 |
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871 |
1 406 |
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C2 |
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1 296 |
2 802 |
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C3 |
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688 |
1 401 |
鋼支架應(yīng)考慮除塵器本體和灰斗產(chǎn)生的風(fēng)荷載,結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件中無(wú)法直接計(jì)算殼體和灰斗產(chǎn)生的風(fēng)荷載,實(shí)際設(shè)計(jì)中需手動(dòng)折算并按照特殊風(fēng)荷載的形式施加于柱頂,基本風(fēng)壓和計(jì)算參數(shù)按照現(xiàn)行荷載規(guī)范取值即可 。
3 . 4 、 地震荷載:
地震荷載按照現(xiàn)行 《 抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》 進(jìn)行計(jì)算取值,采用底部 剪力法和振型分解反應(yīng)譜法 ,振型分解反應(yīng)譜法可以借助結(jié)構(gòu) 計(jì)算軟件完成 。
4、 計(jì)算結(jié)果分析:
鋼支架 STS 計(jì)算模型見(jiàn)圖 4 , 20 鋼支架 STAAD . Pro 計(jì)算模型見(jiàn)圖 5。
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圖 5 20 支架 |
圖 4 |
支架 STS 算模型 |
STAAD.Pro 算模型 |
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