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网架支座钢抱箱设计

2020-05-24赵鄂桂

建材世界 2020年1期
关键词:网架标高支座

赵鄂桂

(武汉船舶职业技术学院,武汉 430050)

1 项目简述

在煤场封闭工程实践中,钢网架结构屡见不鲜,钢网架支座采用钢筋混凝土柱支承也十分普遍,由于钢筋混凝土柱与钢网架安装分属两家不同单位施工,柱顶完成面标高不能满足钢网架安装要求的实例也较多。本项目位于内蒙古自治区西部,历年平均风速为3.0 m/s。在此区域已有露天储煤场采用抑尘网进行围闭,在大风天气煤尘被卷向四处,污染严重,储煤自然损耗很大。为了保护环境,减少储煤自然损耗,业主方投资建设数座封闭储煤棚,单座储煤棚平面尺寸均为105 m×190 m,屋面采用钢网架结构[1],侧视图见图1。

2 支座问题

根据设计要求,钢网架支座采用钢筋混凝土柱支承,单列纵向有24个钢筋混凝土柱,顶面应在同一标高,相邻柱顶标高允许高差要求不大于10 mm,实际施工时由于没有进行基槽整体开挖、纵向柱列统一放线和柱顶标高统一抄平,单列纵向浇筑完成后钢筋混凝土柱顶没有在同一标高,柱顶高差最大有100 mm,远远超过设计允许值,必须采取措施进行调平。经各方多次讨论及比较,高差较小的部位采用钢板垫平,高差大的部位采用钢抱箱进行调平。

3 钢抱箱设计

网架跨度达到105 m,在各工况组合下支座最大竖向反力为1 000 kN,水平力为450 kN,钢抱箱必须能够承受上述荷载,且在此荷载作用下变形应很小,否则不能满足使用要求。方案设计钢抱箱材质为Q345B,平面为正方形,中部横竖各均布两条钢板形成井字格,正方形边长为450 mm,高为100 mm,外侧板厚度为25 mm,内格板厚为20 mm,使用MIDAS GEN (2019版)[2]有限元软件建模计算,构件均采用板单元[3]模拟,钢抱箱外侧钢板底部与钢筋混凝土柱顶预埋钢板满焊,在有限元模型中外侧钢板底部施加固定约束,内格板与钢筋混凝土柱顶预埋钢板无法焊接,在有限元模型内格板底部无约束,整体有限元模型见图2,外加荷载见图3,钢抱箱应力计算结果见图4,变形计算结果见图5。

强度计算结果选取平面应力单元/板单元应力模块下的Sig-EFF有效应力(von-Mises 应力),由图4应力云图可见板件最大应力为140 N/mm2,小于Q345钢材[4]的设计用强度指标295 N/mm2,钢抱箱承载力计算结果满足设计要求;变形计算结果选取平面应力单元/板单元应力模块下变形数据,由图5变形云图可见最大变形量为0.2 mm,几乎没有变形,变形计算结果满足设计要求。根据上述数据现场制作钢抱箱并全部安装到位,有效解决了钢筋混凝土的柱顶调平问题。

4 结 语

在煤场封闭工程实践中,钢网架结构屡见不鲜,钢网架支座采用钢筋混凝土柱支承也十分普遍,由于钢筋混凝土柱与钢网架安装分属两家不同单位施工,柱顶完成面标高不能满足钢网架安装要求的实例也较多,钢抱箱安全可靠,制作简单,经济合理,施工便捷,是用于高差调平的一种较好选择,可供相关工程人员参考。

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