[门式刚架超载失效分析及加固方案]材料失效分析方案VIP免费

[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XX省XX县区某超市采用轻型门式刚架结构，其平面尺寸29.65m×35.7m，柱顶标高8.7m，建筑总高度17.66m，屋面坡度30°。刚架跨度29.65m，柱距从4m至6.2m不等，梁柱均采用实腹式焊接h形截面，构件均采用q235钢，构件尺寸见表1。结构屋面设计恒载0.59kn/㎡，活荷载0.5kn/㎡，墙面恒载0.91kn/㎡，基本风压0.35kn/㎡，抗震设防烈度8度，分组为第一组，场地类别Ⅱ类。建设时甲方为立面美观，在屋面挂瓦，使屋面恒载增至为1.08kn/㎡。导致刚架变形过大，柱最大侧移50mm。表1构件尺寸二、加固设计（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1。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：1.2恒载+1.4活载；1.35恒载+1.4×0.7活载+1.4×0.6风载；1.2恒载+1.4×0.7活载+1.4×1.0风载；1.2×1.0风载+1.2×0.5活载+1.3×1.0水平地震。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0.25kn/㎡，屋面恒载取增大后的恒载第1页共2页1.08kn/㎡，墙面恒载取0.91kn/㎡。按图1建模计算结构在实际荷载作用下结果如表2。表2实际荷载作用下计算结果从表2可知。梁柱都已经发生了较大的不可恢复的变形；刚架柱、变截面梁段平面外失稳且刚度不足。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：（1）先拆除屋面的挂瓦，对屋面进行卸荷。（2）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，然后在梁柱交接处设横向刚性拉杆（截面ф32）。（3）在刚架梁增设四道水平系杆xg-2（截面50*5等肢角钢t形截面），以改善刚架梁平面外的稳定性。加固后结果见表3。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。表3加固后计算结果四、结论（1）表2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。（2）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。（3）本工程主刚架加固总用钢量2759㎏，取得良好的经济效益，且该加固方案施工方便，计算简便。参考文献：[1]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[j].工业建筑，2001年第31卷第8期[2]cecs102：98门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[s].[3]gb50009-2001建筑结构荷载规范[s].第2页共2页