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大型钢构造侵蚀标牌的设计和施工特点?

发布时间:2020-04-28 08:17人气:

  近年来,随着我国改革开放的始终深化,经济树立失去了迅速的发展,随同而起的广告业也日益兴隆。因而,在侵蚀标牌构造设计中,对其外型、规模及效益等方面的要求也始终提高。大型侵蚀标牌属永世性建筑物,其地位普通处在公共场所、冷落闹市地带,并且少数是建在已建建筑群中,因此,在满足广告效果的前提下,其构造的安全性尤其重要。另外,其根底工程的施工普通受临近已建建筑物的制约影响比较大。本文依据某火车站站前广场两侧的侵蚀标牌构造工程设计及实践施工的阅历,对大型钢构造侵蚀标牌构造设计和施工特点作一些讨论。

  工程详情该侵蚀标牌位于某火车站站前广场货色两侧花坛内,花坛宽为3m,其一侧为混凝土浇筑的广场,另一侧为素混凝土路面。依据现场钻探材料,工程场地的土层自上而下分为三层:表层为填土(Qm1),层厚为2.5~2.7m,含碎砖块、块石及无机质等,其静力触探比贯入阻力PS=0.83~3.65MPa,承载力fk=60~80kPa,紧缩模量ES=3.0~3.5MPa,该层填土土质坚实,构造松懈,软硬不均,强度低,未经解决不宜作建筑物的根底持力层;第二层为粉质粘土(Qm1+p1),层厚为0.3~2.0m,含大批的氧化铁,其静力触探比贯入阻力PS=0.83~1.85MPa,承载力fk=90~150kPa,紧缩模量ES=4.5~6.8MPa;第三层为粘土(Qm1+p1),位于离地面4m以下,该层未钻穿,土质呈硬塑形态,含大量的氧化铁及铁锰结核,其静力触探比贯入阻力PS=3.48~5.10MPa,承载力fk=250~360kPa,紧缩模量ES=10.5~15.0MPa,该层粘土散布面广,厚度大,强度高,是良好的根底持力层。工程场地内的地上水类型次要为埋藏于表层填土中的上层滞水,地上水次要受大气降水及地表水入渗补给,水位、水量均受气象变化影响。

  设计要求该侵蚀标牌由18m高的独立钢柱离地面12m后撑起6×18m的矩形钢构造侵蚀标牌。该地区根本风压为w=0.3kN/m2,地震设防裂度为7度。

  侵蚀标牌构造设计

  构造型式的抉择独立钢柱大型钢构造侵蚀标牌的主体构造,目前常采用的方式有两种:一种为T型,其主骨架由一根独立钢柱和上部一根横向主梁呈T型焊接而成,该体系主体构造受力明白,计算简略,由立柱顶上焊接一根横梁构成固结于地基上的T形刚架构造体系,侵蚀标牌面板经过各挂件及斜撑与T形刚架构造相连。另一种为桁架式,其主骨架由一根独立钢柱和上部几道互相平行的横向主梁焊接而成,主梁之间由程度及斜向支撑衔接,构成空间桁架体系,侵蚀标牌间接挂靠在主骨架上。

  通过比选,该侵蚀标牌构造型式采用桁架式。其理由是:第一,侵蚀标牌构造的控制设计荷载是风载,风压间接作用在面板上,再由面板传至骨架,此时,在不同高程上的几道主梁可把风载较均匀地传至立柱,因而可减小主梁与立柱衔接处的应力集中;其次,平行式桁架构造主梁采用槽钢,使构造形状平坦,便于广告面板挂靠,并可加强面板与主骨架的衔接,从而减小了面板的变形,以确保广告面的感观效果;第三,平行式桁架构造,可在每道主梁高程设置内检修梯,这样给构造的维护、检修及挂、卸广告布带来了极大的方便,且保证了操作人员的人身安全;除此之外,平行式桁架构造,方式繁复、美观,受力明白,节点结构简略,施工方便,从而能保证施工品质。

  构造布置本工程采用独立钢构造圆柱,经过节点板在三个不同高程搭焊三道横向主梁,主梁之间设置横隔梁和斜向支撑,构成空间桁架受力体系,主、横梁间距次要思考广告面板骨架网格的布置,并使面板骨架节点与主骨架节点相分歧,以加强面板与主骨架的衔接。侵蚀标牌面板的本身骨架挂焊在主体构造上,构成全体上部构造。主梁选用槽钢,其余构件均选用角钢,型号按构件的强度和变形条件选取。钢立柱截面的选取,除思考其强度及稳固性外,还要综合思考侵蚀标牌全体尺寸协调及美观等方面的要素。

  构造剖析

  荷载和荷载组合构造接受的次要荷载有:1)自重;2)风荷载;3)温度荷载;4)检修活载;5)地震荷载。

  荷载组合有三类:1)根本组合;2)特殊组合;3)施工吊装。

  应力剖析因为钢立柱为压弯构件,其承载力取决于柱的长细比、支承条件、截面尺寸以及作用于柱上的荷载等,计算表明,钢立柱的承载力普通由稳固控制。

  上部构造的主梁可简化为刚结或铰结在钢立柱上的悬臂构造,主梁之间由横梁及斜撑铰构造成空间平行组合桁架。内力计算采用有限元程序在计算机上实现。

  依据钢构造设计理论,对接焊缝在截面不减小的情况下,其强度可达到母材的强度,因而无需验算焊缝应力,但应严厉反省焊缝品质及饱满度。上部桁架杆件间的衔接次要是角焊缝

  焊缝接受杆件间的应力传递,其受力大小已由上部构造计算得出,对侵蚀标牌之类构造,上部构造杆件受力普通不大,为施焊方便,可用围焊,并一致取焊脚尺寸为hf=10mm,可满足规范要求;但对侵蚀标牌面板骨架与主骨架挂点处焊接须逐个核算。

  变位控制

  侵蚀标牌立柱高18m,在程度风载作用下会产生逆风向程度位移,上部构造为悬臂桁架,在风载及自重作用下,悬臂端部也会产生相应的变位,假设这些变位过大,将间接影响到侵蚀标牌的利用及感观效果,重要的是,这些变位还将惹起附加内力,增大构造内部的应力,升高构造的安全性,为此,在侵蚀标牌设计中应严厉限度变位。依据《钢构造设计规范》(GBJ17�88)的规定,侵蚀标牌程度向设计变位应控制在10mm以内为宜。

  根底工程设计

  根底型式及布置作为该类型侵蚀标牌的根底型式次要有两种:一种是平衡重力式,即上部荷载次要由大体积根底重力来平衡,开挖方量大,混凝土用量也较多,但施工简略,节俭钢材,合适在土质坚实且有宽敞的施工场地时应用。另一种为桩基式,其中又以扩孔桩为主,该类根底可在施工场地受限的情况下采用,其优点是根底施工局面很小,混凝土用量仅为平衡重力式根底的三分之一左右,但施工难度略有增大。

  因为本侵蚀标牌建在某火车站站前广场两侧花坛内,花坛宽仅3m,若放坡开挖基坑,势必破坏两侧的广场混凝土地坪和水泥混凝土路面,其修停工程造价可观,还能够破坏地下埋管,经综合比较,选用了人工挖孔扩底桩根底,使基坑开挖只限在花坛内停止。为了减小孔壁支护的艰巨,根底上部4m深范围内(表层填土和第二层粉质粘土)不扩孔,采用直径为1.5m的圆孔;从4m深以下(第三层粘土)末尾扩孔,以增大基底的受荷面积,来满足地基承载力要求。基底采用方形,尺寸为3×3m,总孔深为6m,根底底下设置十字正交齿墙,以增强根底的抗扭和抗剪切才能。

  桩根底构造计算在桩根底构造计算中,采用C法和m法两种计算方法。后果表明,两种方法计算后果比较分歧,桩身最大弯矩出如今距地面62mm(m法为82mm)处,桩顶最大程度位移为4.86mm(m法为4.78mm)。桩身资料强度和配筋计算,按普通钢筋混凝土构造的公平受压构件停止。

  根底设计须思考轴力、弯矩、扭矩等不同组合的作用,以保证根底自身的强度、刚度及地基的承载力和抗剪强度均满足规范要求。

  施工工艺

  根底工程依据现场地形、地质条件,本根底采用人工挖孔扩底桩,根底底面置于第三层粘土中。基坑开挖时,采用孔壁支护和排水措施,以确保桩孔成形和施工人员的人身安全。基坑开挖实现并阅历槽后,立刻铺设100mm厚碎石垫层,吊放钢筋骨架,并及时浇筑根底混凝土,预埋锚固螺栓,铺设根底顶部钢筋加强网,在浇至设计标高时,其顶面需用20mm厚1:3水泥砂浆找平,然后加盖螺栓定位及垫座钢板。待根底混凝土养护到规定龄期,需对预埋螺栓停止抗拔实验,以确认螺栓的抗拔承载力能否满足设计要求。

  钢构造工程一切钢构造构件的衔接均采用焊接,上部构造均采用工厂化消费。钢柱用钢板在工厂卷焊而成,上部桁架构造可在工厂拼焊;当梁柱主骨架焊接实现,构成全体上部构造时,应做适当的加载实验,以验证焊缝的品质和主骨架的强度;侵蚀标牌面板骨架和镀锌铁皮面板拼接好后,可在地面间接挂焊到主骨架上,以便校对面板外表的不平坦度,控制上部构造全体外观效果。

  吊装定位侵蚀标牌的立柱和上部构造在工厂制成后,运往现场停止全体对接。在地面构成的全体侵蚀标牌,可用两台吊车从顶、底两个吊位停止全体起吊装置,在广告吊装就位后,用两台经纬仪从互相垂直的两个方向停止纠斜、定位。每个方向的垂直度宜控制在h/2000(h为侵蚀标牌高度)以内,且小于20mm.螺栓定位紧固后,宜在适当机遇,浇筑素混凝土密封,以防螺栓外露锈蚀。

  本文提及的侵蚀标牌建成后,通过数次台风考验,其垂直度和变位均满足规定要求,而其总造价比同类侵蚀标牌节俭了20%,现已投入商业利用。

  大型钢构造侵蚀标牌是在改革开放的经济大潮中产生的新型构造物,具备较强的生命力。大型钢构造侵蚀标牌的上部构造构件尺寸,次要受变形、稳固和外观效果控制。对受已建建筑物解放的大型钢构造侵蚀标牌,挖孔桩根底是比较安全且经济的根底方式之一。

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