水电站厂房毕业设计.docx

'目录1.绪论12.下部结构的设计与布置32.1水轮发电机发外形尺寸的估算32.1.1水轮机主要尺寸估算32.1.2外形尺寸估算42.1.3轴向尺寸计算42.2蜗壳断面形式及尺寸计算52.2.1蜗壳进口断面流量52.2.2金属蜗壳的断面尺寸计算62.3尾水管形式及其主要尺寸确定72.3.1进口直锥段82.3.2中间弯肘段(肘管)82.3.3出口扩散段82.4主厂房主要尺寸的确定92.4.1机组段长度的确定92.4.2厂房宽度的确定92.4.3厂房各层高程的确定102.5下部结构的布置112.5.1发电机层布置112.5.2安装间布置132.5.3水轮机层布置133.主厂房结构计算143.1钢梁设计143.1.1结构形式及布置143.1.2荷载计算143.1.3内力分析与位移计算163.1.4构件验算193.1.5节点设计233.2吊车梁的结构设计25 3.2.1基本资料253.2.2荷载的计算263.2.3内力计算263.2.4配筋计算273.2.5裂缝宽度验算333.2.6挠度验算353.3排架设计373.3.1确定柱的截面尺寸373.3.2排架上的荷载计算373.3.3内力计算393.3.4内力的最不利组合463.3.5柱的截面承载力计算493.3.6柱裂缝宽度验算533.4吊车梁下牛腿柱设计553.4.1牛腿几何尺寸确定553.4.2正截面强度计算563.4.3局部承压强度计算57致谢58参考文献59附录一英语论文及翻译60 1.绪论水电站厂房是将水能转换为机械能进而转换为电能的场所，它通过一系列工程措施，将水流平顺地引入及引出水轮机，将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，为这些设备的安装，检修和运行提供方便有效的条件，也为运行人员创造良好的工作环境。水电站厂房是建筑物及机械，电气设备的综合体，在厂房的设计，施工，安装和运行中需要各专业人员通力协作。水工建筑专业人员主要从事建筑物的设计，施工与运行。论文设计的主要内容1.水轮发电机发外形尺寸的估算水轮发电机是水电事业发展的关键设备，随着目前水电事业的迅速发展，对水轮发电机的设计、制造就显得极其重要。水轮发电机外形尺寸与主厂房的大小息息相关，所以水轮发电机外形尺寸估算的准确与否对主厂房的尺寸确定起着关键性的作用。其估算内容包括：水轮机主要尺寸的估算、外形尺寸估算和轴向尺寸计算。2.蜗壳设计蜗壳是水轮机的过流部分，它的尺寸和断面形状由制造厂家根据水利模型试验确定。此水电站属于中水头水电站，采用金属蜗壳。设计的任务在于布置蜗壳外围混凝土的结构，选用混凝土材料标号，进行结构计算和截面设计。3.尾水管结构设计尾水管结构布置，尾水管是水电站厂房水下部分的主要承重结构之一，它的内部形状和尺寸由水轮机制造厂通过水利模型试验确定。为了减少水力损失和厂房开挖量，目前多采用弯肘形尾水管。尾水管结构设计的主要内容是：确定周围的混凝土的尺寸，进行结构应力分析，截面设计。4.主厂房尺寸的确定主厂房的长度，宽度，高度的确定，主厂房的高度由水下部分高度(发电机层以下)和水上部分高度两部分组成。水下部分高度取决于水轮机安装高程，尾水管高度，蜗壳尺寸，座环的上环下缘面至基坑踏脚板距离，水轮机坑高度以及尾水管的高程等；水上部分高度取决于发电机的型式和尺寸，励磁机的尺寸。发电机转子连轴长，水轮机转子连轴长，吊车梁高度以及吊装方式等。5.水电站厂房布置(1)厂房内部布置：发电机层布置，安装间的布置，水轮机层的布置，蜗壳层及蝴蝶阀 的布置，安装间下层的布置，检查(排水)廊道及水泵室的布置，其他辅助生产房间的布置，副厂房的布置。(2)厂房结构的布置：本电站主厂房的屋架采用钢结构，厂房排架，吊车梁及水下结构布置采用钢筋混凝土整体结构。水电站厂房结构设计包括主厂房的屋面钢梁设计，吊车梁设计，排架柱设计及牛腿设计。6.水电站厂房屋面设计屋面是水电站厂房不可缺少的部分，它起着防水、隔热、防腐等作用。屋面系统主要有三部分组成：屋面板、檩条和屋面大梁。此设计主要进行变截面钢梁的设计，包括截面设计，强度刚度稳定性验算，变形验算及节点拼接设计。7.水电站厂房吊车梁设计吊车梁系是直接承受荷载的承重结构，吊车梁采用钢筋混凝土结构，进行吊车梁的荷载计算，包括自重，钢轨，及附件重，吊车荷载等。吊车梁设计包括内力的计算，截面的设计。8.水电站厂房排架设计水电站厂房排架是厂房上部的主要承重结构，它承受屋面(屋面大梁，檩条，屋面板)，吊车，风雪等荷载。厂房排架采用钢筋混凝土结构。设计内容包括柱截面设计，牛腿设计，结构布置，荷载确定，内力计算，施工详图。结构布置应在厂房布置中通盘考虑，其中包括排架的型式，高度，跨度，间距和围护结构等。9.绘制厂房横剖面图,厂房施工详图及排架柱的配筋图。 2.下部结构的设计与布置2.1水轮发电机发外形尺寸的估算本设计为中小型水电站，故采用中小型机组，采用立式SF12—18/3600型发电机，发电机的主要参数如下表表2.1发电机的主要参数单机容量()功率因数()额定电压()额定容量()120000.910.5133002.1.1水轮机主要尺寸估算1.极距(2.1)式中：—发电机额定容量()—磁极对数(9)—系数，一般取，在这里取2.定子内径(2.2)3.定子铁芯长度(2.3)式中：额定转速()定子内径系数此处取4.定子铁芯外径(机座号)(2.4) 2.1.2外形尺寸估算平面尺寸估算(1)定子机座外径(2.5)(2)风罩内径(2.6)(3)转子外径(2.7)式中：单边空气间隙，初步估算时可忽略不计(2.8)(4)下机座最大跨度(2.9)式中为水轮机基坑直径,,由《水利机械》查得：(2.10)(5)推力轴承外径和励磁机外径查《水利机械》，2.1.3轴向尺寸计算1．定子机座高度(2.11)2．上机架高度对于悬式承载机架(2.12)3．推力轴承高度，励磁机高度，副磁机高度，永磁机高度,,取,4．下机架高度悬式非承载机架：(2.13)5．定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离悬式非承载机架：(2.14)6．下机架支承面至主轴法兰底面之间的距离按已生产的发电机统计资料，一般为，取 7.转子磁轨轴向高度有风扇时：(2.15)8.发电机主轴高度(2.16)式中：发电机总高度，即由主轴法兰盘底面至发电机顶部的高度(2.17)(2.18)9.定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离(2.19)图2.1发电机示意图1-发电机定子；2-下机架；3-发电机转子；4-上机架；5-下导轴承；6-上导轴承；7-推力轴承；8-水轮机轴；9-励磁机；10-风道2.2蜗壳断面形式及尺寸计算本电站最大工作水头超过40,故采用金属蜗壳，有线变化结构简单，水力损失大；抛物线变化结构复杂，水利损失小。为了改善蜗壳的受力条件使水利损失最大，故采用抛物线变化规律的圆形断面，圆形金属蜗壳断面包角通常采用f=。2.2.1蜗壳进口断面流量1.蜗壳进口引进流量 (2.20)2.蜗壳进口平均流速根据经验曲线查得：蜗壳进口断面平均流速3.蜗壳进口断面面积：(2.21)4.断面半径：(2.22)5.蜗壳进口断面半径及中心距由《水力机械》可查得金属蜗壳座环尺寸，水头在70以下其座环外径(2.23)2.2.2金属蜗壳的断面尺寸计算蜗壳断面半径随角度的变化情况见下表：表2.2蜗壳断面半径随角度的变化蜗壳包角f断面半径(m)R(m)3451.604.93001.174.052551.083.862100.983.661650.873.441200.743.18750.582.87300.371.74金属蜗壳的平面单线图如图2.2 图2.2金属蜗壳的平面单线图2.3尾水管形式及其主要尺寸确定尾水管的形式很多，但目前最常用的有直锥形，弯锥形和弯肘形，根据本电站的总装机容量为中小型水电站，为了减少尾水管的开挖深度，具有良好的水力性能，采用标准弯肘型尾水管。弯肘型尾水管，是由进口直锥段，中间肘管段和出口扩散段三部分组成，其大致形状如图2.3所示，使用推荐的尾水管尺寸见表2.3所示，尾水管的主要尺寸参数见表2.4所示。表2.3本电站尾水管尺寸表肘管形式适用范围标准混凝土肘管混流式2.64.52.7201.351.351.820.6751.22 表2.4本电站尾水管尺寸参数参数标准170cm442cm765cm462.4cm229.5cm114.75cm309.4cm207.4cm2.3.1进口直锥段进口直锥段是一段垂直的圆锥形扩散管，其内壁设金属里衬，以防止旋转水流和涡流脉动压力对管壁的破坏。其单边扩散角的最优值为：对于混流式水轮机。2.3.2中间弯肘段(肘管)中间弯肘段常称为肘管，它是一段转弯的变截面弯管，其进口断面为圆形，出口断面为矩形，水流在肘管中的运动很复杂。但是目前尚无法采用理论计算的办法来完成肘管断面形状及尺寸的设计，目前采用一些定型的标准肘管。2.3.3出口扩散段出口扩散段是一段水平放置，两侧平行，顶板上翘角的矩形扩散管。其顶板仰角一般取,并考虑尾水门槽的需要，出口扩散段内通常不加金属里衬。图2.3混流式水轮机尾水管 2.4主厂房主要尺寸的确定主厂房主要尺寸的确定，主要有主厂房的总长，总高和宽度的确定。主厂房的总长度包括机组段的长度(机组中心间距)，端机组段的长度和安装场的长度，并考虑必要的水工结构分缝要求的尺寸。2.4.1机组段长度的确定装有立轴反击式机组的厂房机组段长度，主要由蜗壳，尾水管，发电机等设备在X轴方向的尺寸确定，同时还考虑机组附属设备即主要通道，吊物孔的布置及其所需尺寸。1.每一机组段长度L1(可按下列经验公式计算)L1=3.6D1+h(2.24)上式中D1——水轮机转轮直径1.7m；h——金属蜗壳取1.0～3.5m,水头高的取小值，低的取大值；此次取2.9m；则L1=3.6D1+h=3.61.7+2.9=9m2.装配厂长度L2L2=(1.0～2.0)L1(2.25)上式中括号内的系数，对机组台数少的卧式机组中型电站，一般取1.0；对机组台数多的立式机组大型电站，取2.0；一般电站平均取1.5；装配厂的最后尺寸应根据安装、检修的需要布置确定。此处取1.5，则L2=1.5L1=1.59=13.5m3.最后一台机组的附加长度(2.26)上式中括号内的系数与装配厂位置、机型和蜗壳型式有关。此处取1.0。则4.主厂房长度(2.27)上式中n——机组台数，此处取2。则m2.4.2厂房宽度的确定厂房水下部分宽度以机组纵轴线为界，由上游侧宽度和下游侧宽度 两部分宽度组成，下游侧宽度决定于蜗壳尺寸和结构厚度，上游一侧决定于主阀和机组附属设备以及钢管伸缩节等的布置。水上部分决定于发电机定子或风道外径。上游调速器，机旁盘的布置。下游主通道的布置。(其宽度不小于1.5-2.0)的布置等。然后结合吊车梁标准跨度，按照水上，水下宽度一致的原则确定。主厂房水下部分宽度计算，按经验公式：(2.28)式中—水轮机直径(1.7m)—系数。当时，，利用差值法求得厂房的宽度设计取主厂房的宽度2.4.3厂房各层高程的确定水电站厂房高度由水下部分和水上部分组成1.水轮机安装高程的确定在厂房设计中机组的安装高程是一个控制性的标高。2.尾水管底板的高程(2.29)式中：水轮机安装高程(553.2m)导叶高度;导叶高度相对，水头越高的水轮机，越小；对于混流式水轮机，=0.1～0.39，取=0.3，=0.31.7=0.51；底环顶面至尾水管底板的距离即尾水管的高,由前章节知：3.主厂房开挖高程(2.30)式中：尾水管的高，由前章节知：尾水管的底板厚，由前章节知：4.水轮机层地面高程(2.31)式中：蜗壳进口段半径，由前面章节知： 蜗壳上部混凝土厚度，对金属蜗壳可取=553.2+1.6+1=555.85.发电机层地面高程(2.32)式中：水轮机机坑进人门高度取2.0机坑进入门上部应该留的尺寸取6.0=555.8+2+6=563.86.吊车轨道顶的高程(2.33)式中：吊运设备时需跨越的固定设备或建筑物的高度取吊运部件与固定物之间的垂直安全高度，取起吊设备的高度，取5.5吊柱钩与吊运部件之间的距离一般为，取吊车主钩至轨顶的最小距离，取=563.8+3+0.9+5.5+1+1.6=575.87.厂房顶梁底高程(2.34)式中：—吊车总高度即从小跑车顶到吊车轨道顶的高度，取—小跑车顶到顶梁底的净空，一般为，取=575.8+2.5+0.5=578.82.5下部结构的布置2.5.1发电机层布置发电机层为安装水电站发电机组及其辅助设备和仪表表盘的场地。又是运行人员巡回检查机组，监视仪表的场所。故要求发电层内布置的整洁，明亮。并适当考虑美观，达到安全经济，方便运行的目的。发电机层设备布置情况分别叙述如下: 发电机布置一般有定子埋入式布置，上机架埋入式布置及定子外露式布置等几种方式。前两种布置方式的发电机层要抬高，增加厂房高度，但发电机层显得比较宽敞。水轮机层也由于层高加大。有空间可布置夹层，对设备布置和防潮有利。但后一种定子外露式布置目前国内很少采用。励磁机的布置有埋入式或外露的两种。但考虑发电机层美观和运行人员检监方便等因素，一般倾向半外露式布置，近年来有些电站采用静子励磁方式。从而取消了励磁机，在这种情况下可适当降低厂房的高度。在不增加主轴长度和厂房的高度的前提下，发电机层应尽量布置在最高尾水位之上，并与安装间同一高程。有的中型水电站因为尾水位太高，采用同一高程布置有困难，这时，只得将发电机层的一部分地面和安装间相同，抬高到最高尾水位之上，形成发电机层有两个高程布置。对大型水电站来说，运行方便和美观的要求较高。一般不宜采用这种布置。有的水电站采用不设发电机层楼板的岛式布置，或只设部分楼板的半岛式布置，或发电机全部外露的开敞式布置等方式，这些布置方式的优点可以降低一些厂房高度，但带来的设备拥挤，运行不便的缺点，尤其对尾水位较高的电站不宜采用。发电机可以布置在发电机层室的正中，也可偏向一侧。在大型水电站中，发电机多数偏向上游一侧，而把吊运转子的主通道放在下游一侧。上游侧楼面上布置有机旁盘，励磁机，测速器及油压装置等。机旁盘主要是为了就近操作发电机开停机用的，还用于机组检修后调试机组，所以应布置在发电机层靠近发电机的地方，机旁盘由机组自动操作盘，保护盘，制动盘等组成，每台机组3-5块(中型机组)，盘前空地至少要有1.8-2.0米过道，便于运行人员的巡视操作，盘后离墙应留有0.8-1.0米的检修过道。对于采用直流励磁方式的电站，一般均设有3-5块励磁盘。励磁盘最好与机旁盘布置在一起，便于调试，监视并节省电缆。也有电站将励磁盘布置在于发电机层同一高度的生产副厂房内的。调速器与机旁盘布置在同一侧有利于运行人员监视。下游侧楼面设备较少，可考虑作为主通道，宽度一般不小于1.5-2.0米并贯通全厂。上游侧过道留得宽度较窄，为1.0-1.2米，这样，在发电机通风道的楼盖板上人走动的机会可能多一些，实践证明，维护的当，对发电机运行并无影响，但当发电机检修，风道盖板被吊出时会显拥挤，因此大中型电站主厂房的过道不宜太窄。发电机消防设施宜布置在发电机层，这样对处理事故有利。发电机制动闸一般都设在发电机层机旁盘或调速器附近，一便运行人员操作。以往温度信号器盘大多安在上机架上，这样机组震动会引起表记误差，故宜单独设在机旁盘侧为好。发电机层平面设备布置应考虑在吊车主，副钩的工作范围线内，致使楼面所有设备都能由厂内吊车起吊，在吊钩工作范围线内应设有供安装检修必需的吊物孔，以沟通上下层的运输。大型电站最好每台机组设一个吊物孔，这样当一台机检修时不致影响相邻的机组的正常运行。吊物孔宜布置在设备较少的一侧，平时用铁盖板盖住。 主场房如有条件，应在发电机层布置一主机值班室，值班室面积不用太大，并装设电话，便于运行人员工作，以往运行电站无此值班室，不得不在发电机层安放临时的值班桌椅，有碍美观。2.5.2安装间布置安装间的面积与进厂布置前已述及，再补充几点如下：(1)安装间是主厂房的一部分，其位置可在主厂房的一端，也可在主厂房的中间，位置确定主要取决于对外交通的路线，已建电站中多数在主厂房的一端，少数电站因地制宜，有布置在厂房中间的。(2)安装间的高程应与进厂交通一致，并于发电机层最好在同一高程。安装间还要考虑设置发电机转子检修坑，孔的尺寸决定于主轴法兰盘的大小，并在每侧多宽0.25米，有的电站在安装间还设有水轮机转子间。厂内有两台吊车工作的安装间要考虑安放平衡梁的位置。有的电站在安装间设有地锚，供吊车作静载实验用。(3)安装间大门尺寸如通行标准轨距的火车，其宽度一般不小于4.2米，高度不小于5.4米，通行载重汽车的大门一般不小于3.3米，高度不小于4.5米，如大型平板车进厂，大门宽度也不能小于4.2米。总之，要满足运输车辆进厂的要求。另外，有的电站主变压器需进厂检修，则安装间大门尚需要根据主变压器尺寸确定。有时为了减少尺寸，主变压器进厂可采用底座轮子转向，拆除周围散热器等措施。2.5.3水轮机层布置水轮机层习惯上是指发电层以下，蜗壳大块混凝土以上的这部分空间。如空间较大，也可在中间布置夹层。水轮机层通常布置机电附属设备及管线，因此最好能采用合理的分区布置方式，力求避免机电管线交叉现象。我国有不少电站采取了电与机分别布置在厂房纵轴线上，下游测的布置方式，不但维护检修方便，同时也提高了运行的可靠性，当然，电气布置在哪一侧与发电机出线方向，变压器的位置有关，水力机械的回复机构要与调速器，作用筒的位置一致。 3.主厂房结构计算3.1屋面钢梁设计3.1.1.结构形式及布置主厂房跨度为15m,柱高15m,柱距6m，屋面坡度1：10，檩条间距1.5m,钢梁构件及节点连接板的钢材质为Q235B.F。其强度设计值为,抗剪强度设计值为。Q235B.F钢材对应采用E-43型焊条，采用手工焊接。3.1.2.荷载计算(1)永久荷载标准值：(对水平投影面)屋面板及岩棉保温层0.25KN/m²檩条及屋面支撑0.10KN/m²总计0.35KN/m²(2)可变荷载设计值屋面活载0.30KN/m²雪荷载0.65KN/m²取两者较大值0.65KN/m²(3)风荷载标准值基本风压为:,地面粗糙类别为B类，风荷载变化系数按现行《建筑结构荷载规范》(GB50009﹣2001)的相关规定取值。左风作用下的计算简图如下：图3.0厂房计算简图图3.1左风荷载作用图() 表3.1风荷载标准值计算表构件号基本风压()体型系数()风压高度变化系数()风振系数()迎风宽度(B)风荷载标准值()10.40.81.141.062.3030.40.81.251.062.5250.4﹣0.61.251.06﹣1.8960.4﹣0.51.251.06﹣1.5720.4﹣0.51.141.06﹣1.4440.4﹣0.51.251.06﹣1.57(4)地震作用地震烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地土类别为Ⅲ类。采用震型分解反应谱法，主要考虑前三阶段震型参与工作，结构阻尼比为ζ＝0.05(5)吊车荷载选用50/10t轻级工作制桥式吊车，根据吊车产品目录可知，吊车额定起重量Q＝501KN,吊车最大轮压＝348KN,最小轮压＝80KN,吊车自重G＝493.129KN，吊车一侧轮距W＝4800mm，吊车宽B＝6330mm，吊车跨度13.5m；其示意图如下：图3.2吊车荷载作用于支座处的剪力影响线示意图利用结构力学影响线。可计算出吊车的竖向轮压标准值(3.1)(3.2)吊车的横向水平荷载标准值：①每个轮子上的横向水平荷载标准值： (3.3)②利用影响线计算出每个轮子上的最大横向水平荷载标准值(3.4)(6)荷载效应组合：由于本工程的抗震设防烈度为8度且相应风荷载标准值为0.40KN/m²(＞0.35KN/m²)，用此风荷载可不与地震作用同时组合，本设计由PKPM软件自动组合，在组合过程中各荷载分享系数和组合系数见下表。表3.2荷载组合效应表荷载工况荷载分项系数组合系数恒载1.05——活载1.20.7左风荷载1.30.6右风荷载1.30.6吊车荷载1.10.7备注：①地震作用时，活载组合系数取0.5;②计算过程中应考虑活载的不利位置。3.1.3.内力分析与位移计算（1）建模：通过建模得到屋面钢架的最终结构计算简图如下图所示:图3.3钢架计算简图(2)结构内力：利用PKPM软件求出钢梁的内力值如下图所示：①恒载作用下的内力图90.390.3图3.4弯矩图() 23.526.87-23.5图3.5剪力图()②活载作用下的内力图114.7114.7图3.6弯矩图()2926.87.8-29.8图3.7剪力图()③组合后的门式钢架内力图图3.8弯矩包络图()图3.9剪力包络图()图3.10轴力包络图() (3)横梁挠度由PKPM计算出的钢梁挠度如下图所示：图3.11钢梁挠度图其中，跨中最大挠度＝35.50mm，则(3.5)∴满足设计要求(4)柱顶侧移①由PKPM计算出柱顶和牛腿位置的侧移如下图所示：图3.12恒载和活载共同作用下的侧移图 ②左风荷载作用下的钢梁侧移图：图3.13左风荷载作用下的侧移图③吊车水平荷载标准值作用下的钢梁侧移图图3.14吊车荷载作用下的侧移图其中，柱顶侧移ΔU＝13.7mm,则(3.6)∴满足设计要求。3.1.4.构件验算(1)钢梁AB(H(350﹣800)×200×10×12﹚钢材弹性模量截面几何特性：①A端截面的几何特性： A端截面尺寸：H350×200×10×12，截面面积与截面净面积：，①B端截面的几何特性：H800×200×10×12，截面面积与截面净面积(2)单元内力，考虑各种荷载效应组合后，用电算得出杆件的内力设计值为：①AB钢梁的A端截面内力：轴力：;弯矩：;剪力：②AB钢梁的B端截面内力：轴力:;弯矩：;剪力：(3)单元计算长度：①平面内计算长度：计算长度取横梁长度＝7.54m②平面外计算长度：考虑屋面压型钢板与檩条牢固连接，且存在着“蒙皮效应”，因此檩条可作为横梁平面外的侧向支撑点，但为安全起见，对于钢架平面外的计算长度则应根据隅撑的设置来确定，本工程的隅撑设置位置为两檩距一个，故平面外计算长度取2倍檩条间距(檩距为1.5m)即＝3m。(4)AB梁的强度验算：①控制截面的强度验算：a、AB钢梁A端的强度(3.7)∴满足强度要求(3.8)∴满足强度要求b、AB钢梁B端的强度(3.9) ＝∴满足强度要求(3.10)∴满足强度要求②抗剪承载力验算取梁端A截面进行验算，由于梁的腹板不设加劲肋，所以＝5.34,由式(3.11)由于,故抗剪承载力为：(3.12)∴满足强度要求③抗弯承载力验算：由于所以(3.13)＝＝∴满足抗弯承载力要求(5)钢梁AB整体稳定验算①平面内整体稳定(3.14)(3.15)对于x轴，属于Q235，按B类截面，查附表可得,则(3.16) ＝∴满足平面内整体稳定性要求①平面外整体稳定(3.17)对于y轴，属于Q235，按B类截面，查附表可得,等效弯矩系数(3.18),且经计算，于是＝＝＝1.481＝＝＝1.029(3.19)(3.20)＝＝4.03＞0.6修正可得：取(3.21)∴满足平面外整体稳定要求(6)AB钢架局部稳定验算 ①翼缘局部稳定(3.22)②腹板局部稳定(3.23)∴局部稳定性满足要求3.1.5.节点设计横梁与横梁拼接点采用(10.9级)扭剪型摩擦型高强螺栓连接，接触面采用喷砂后生锈处理，摩擦面扛滑移系数M＝0.45,每个高强螺栓的预拉力P＝155KN，如下图所示：图3.15屋面钢梁拼接详图端板厚度为30mm，连接处传递的内力设计值如下：轴力：N＝12kN弯矩：M＝232.4kN·M剪力：V＝1.0kN(1)横梁与横梁连接点螺栓强度验算①最外排螺栓杆轴方向受拉验算 (3.24)∴满足连接强度要求②次外排螺栓杆轴方向受拉验算(3.25)＝76.65KN＜0.8P＝124kN∴满足连接强度要求①外排螺栓抗剪承载力验算(3.26)∴满足连接强度要求(2)端板厚度验算端板采用B.F厚度为30mm，其材料强度设计值f＝215N/mm²①端支撑类端板(外伴式)(3.27)∴满足设计要求②螺栓处腹板强度验算由于则(3.28)∴满足设计要求 3.2吊车梁的结构设计3.2.1基本资料本设计吊车梁跨度为6m,选用两台50/10t软钩、轻级工作制桥式起重机。初拟该T形梁的梁高、梁肋宽计算宽度、翼缘计算宽度、翼缘计算高度，截面尺寸如图3.16。图3.16T形截面尺寸图混凝土强度等级为C40：、、受力钢筋为HRB400钢筋：箍筋为HPB235钢筋：砂浆容重：桥机计算跨度：大车每侧的轮子数：桥机轮子的最大轮压为：桥机轮子的最小轮压为：额定起重量：桥机宽度：桥机每侧轮距为：依据的规范及参考文献：DL/T5057—2009《水工混凝土结构设计规范》SL266—2001《水电站厂房设计规范》中国水利水电出版社《水工钢筋混凝土结构学》高等教育出版社《结构力学》 DL5077—1997《水工建筑物荷载设计规范》水利电力出版社《水电站厂房设计》3.2.2荷载计算结构重要性系数为：，因为持久状况，设计状况系数。结构系数：永久荷载分项系数：，可变荷载分项系数：，动力系数取为：梁上作用的均布荷载标准值：梁自重标准值：C30细石混凝土找平层标准值：钢轨及附件重标准值：均布荷载标准值：均布荷载设计值：移动荷载：由钢梁荷载计算内容可知竖向最大轮压标准值：移动(集中)荷载设计值：横向水平荷载设计值：3.2.3内力计算(1)吊车梁的计算长度取为：，跨中绝对最大弯矩的轮压位置如下图所示：图3.17吊车梁的弯矩计算简图跨中最大弯矩：(3.29)(2)支座处最大剪力(计算简图如下) 图3.18梁的剪力计算简图在集中力作用下支座A反力：(3.30)吊车梁支座处的最大剪力：(3.31)3.2.4配筋计算1.正截面承载力计算该吊车梁采用预制梁，梁的截面尺寸参考同类的结构初拟，梁高满足梁跨的要求(梁高h取为跨长的)，梁的高宽比也满足要求(梁的高宽比为)，需要求受拉钢筋截面面积。吊车预制T型梁高度、梁肋宽、翼缘计算宽度、翼缘计算高度。根据以上的计算结果可知，梁的下部配筋需根据内力计算中的跨中弯矩值进行计算。已知：混凝土强度等级为C40：、、；受力钢筋为HRB400钢筋：；箍筋为HPB235钢筋：；鉴别T型梁的所属情况：所以属于第一种情况的T形梁(3.32) 选配钢筋：2.斜截面承载力计算(1)截面尺寸复核根据内力计算可知：最大剪力值为。验算截面尺寸，由于，根据DL/T5057—2009《水工混凝土结构设计规范》中的公式6.5.1-1得：故截面尺寸满足抗剪要求。(2)验算是否按计算配置腹筋故应按计算配置腹筋。(3)腹筋计算假设不设弯起筋，初选四支箍筋。(3.33)取，则所以配，a)验算配筋率：满足最小配筋率的要求。b)计算：(3.34)故构件所配的钢筋足以抵抗荷载引起的剪力，不需要弯起钢筋来抗剪。3.抗扭计算横向水平刹车力T是通过大轮子传给轨顶、由轨顶再传给吊车梁的。力的方向为水 平向，力的作用位置与竖向轮压相同，因此梁在横向水平刹车力作用下的内力计算与竖向一样，只需将大车的一个轮子横向水平刹车标准值代替竖向计算中的，而自重等均布恒载则不予考虑。根据SL/266—2001《水电站厂房设计规范》公式(4.2.4)计算作用于吊车梁的扭矩标准值：(3.35)式中:——吊车轨道安装偏心矩，一般取；——吊车横向水平刹车力T对吊车梁截面弯曲中心的距离，；——轨道顶至吊车梁顶面的距离，取；——吊车竖向轮压动力系数，1.05；——吊车最大竖向轮压标准值，kN，。——截面弯曲中心至截面顶面距离；——吊车横向水平作用标准值(一个轮子)，kN，(m为作用在一侧吊车梁上的轮子数)。——扭矩和剪力共同作用下的组合系数，。可求出截面弯曲中心至截面顶部的距离见图3.17(3.36)梁的最大扭矩(产生在近支座截面处，和求单跨梁支座最大剪力的方法相同：(3.37) 图3.17换算截面图(单位：mm)(1)验算截面尺寸：T形截面各矩形分块的抗扭刚度为：梁肋：(3.38)翼缘：(3.39)整个截面受扭塑性抵抗矩为：(3.40)(3.41)∴截面尺寸满足要求。(2)验算是否需按计算确定抗剪扭钢筋(3.42)∴应按计算确定抗剪扭钢筋。(3)抗弯纵筋计算：判别T型梁截面类型：(3.43)属于第一类T型截面，按矩形截面计算，与前面计算配筋一致。(4)腹板抗剪扭钢筋计算：a)T型截面的扭矩分配： 梁肋：(3.44)翼缘：(3.45)b)验算腹板的配筋是否按弯、剪、扭构件计算：(3.46)∴不能忽略V的影响。∴不能忽略的影响，腹板应按弯、剪、扭构件计算。c)的计算：在梁所承受的荷载中，移动荷载占主要部分，它是一组移动的集中荷载，故(3.47)式中：——剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数；——计算剪跨比，，取，其中a为集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；——扭矩设计值，。故，,取d)腹板抗剪箍筋计算：(3.48)设 (3.49)式中：——截面核心部分面积，采用四肢箍筋(n=4),则腹板单位长度上的单肢箍筋总截面面积为：选用箍筋直径为()，则得箍筋间距为：，取。满足最小配筋率的要求。e)腹板纵筋计算腹板抗扭纵筋：(3.50)式中：——截面核心部分的周长，，及分别为从箍筋内表面计算的截面核心部分的短边和长边尺寸。不满足最小配筋率的要求。按最小配筋率。抗扭纵筋的间距不应大于300mm或梁宽b，故沿梁高分三层布置纵筋：上层：，选用；中层：，选用；底层：，选用钢筋。 (5)翼缘抗扭钢筋计算：受压翼缘按纯扭构件计算(不计V的影响)a)箍筋：∴可忽略扭矩的影响，按构造配箍筋。为与腹板箍筋协调统一，选。b)纵筋：(3.51)式中：——受扭构件纵向钢筋与箍筋的配筋强度比，取1.2；——受扭计算中单肢箍筋的截面面积；——截面核心部分的周长。(混凝土保护层厚度为30mm)。满足最小配筋率要求，选配钢筋。3.2.5裂缝宽度验算因该梁处于室内正常环境，环境类别为一类，由附录五表1可知，荷载效应长期组合下允许的最大裂缝宽度；(3.52)(是由荷载标准值按荷载效应长期组合计算的弯矩)荷载效应长期组合最大裂缝宽度计算公式：(3.53)式中：——构件受力特征系数，受弯构件；——钢筋表面形状系数，变形钢筋；——荷载长期作用影响系数，荷载效应的长期组合；——最外排纵向钢筋外边缘至受拉区底边的距离，；——受拉钢筋直径，； ——有效受拉混凝土截面面积，；——受拉区纵向钢筋截面面积，；——纵向受拉钢筋的有效配筋率，；——钢筋的弹性模量，；——按荷载效应长期组合计算的构件纵向受拉钢筋应力，；(3.54)(3.55)故满足裂缝宽度要求。图3.18配筋图 3.2.6挠度验算(1)构件短期刚度：(3.56)式中：——受弯构件的短期刚度；——钢筋与混凝土弹性模量之比，；——纵向受拉钢筋的配筋率，；——受压翼缘面积与腹板有效面积的比值，；——受拉翼缘面积与腹板有效面积的比值，；——混凝土的弹性模量，；(3.57)(2)构件长期刚度：荷载效应短期组合的弯矩值：荷载效应长期组合的弯矩值：式中：——可变荷载标准值的长期组合系数，。(3.58)故对应于荷载效应短期组合的长期刚度为：(3.59)式中：——考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数，不配受压钢筋时。(3)验算构件的挠度DL/T5057-2009《水工混凝土结构设计规范》中的表4.3.4可知，在荷载效应短期 组合下。(3.60)故桥机轨道梁的跨中挠度验算满足要求。 3.3排架设计3.3.1确定柱的截面尺寸设计采用柱截面尺寸：上柱：矩形；下柱：Ⅰ形；选6宽度为计算单元，计算上下柱的截面特性如下表3.3；表3.3A、B柱参数排架的计算简图如图3.19图3.19排架计算简图3.3.2排架上的荷载计算1.恒载设计值：(1)屋盖自重：0.35钢梁总重量：1244屋架一端作用于柱顶的自重=67.50.35+(2)柱子自重：上柱：下柱： (3)吊车梁及轨道自重：吊车梁自重：轨道自重(包括零件)=2.活载设计值：屋面活载标准值：0.65(不与雪荷载同时出现)Q=1.20.6567.5=35.103.风荷载按下式计算：(3.61)图3.20风荷载计算简图查《建筑结构荷载规范》该地区的基本风压风压高度变化系数(按B类地面粗糙度计算)=1.25在墙面风压计算时按15考虑，沿柱方向按6m计算，屋架坡度较小。迎风面荷载体型系数插值计算得=0.8。风振系数=1.0沿排架柱高的风荷载：==4.吊车荷载(1)吊车竖向荷载：由前面章节可知吊车最大、最小轮压标准值=417.6=96 由吊车荷载反力影响线得：(3.62)、—吊车对柱子产生的最大及最小竖向荷载设计值(2)吊车水平荷载(刹车力)横向：T=23.22，纵向：=383.3.3内力计算1.永久荷载(1)屋盖自重作用产生的内力，，=21.85图3.21恒载作用计算简图于柱端加置铰支座如下图3.22b，求支座反力。图3.22屋盖自重内力组合图 ==21.850.2=4.37==21.850.35=7.65查系数公式得：(3.63)(3.64)利用叠加原理(3.65)将反力、反向加于柱端如图3.23。柱顶上端的剪力：(→)(←)规定向右为正，向左为负。柱A的内力如图3.23图3.23A柱内力图(M—，N—)A柱的内力：(2)在上柱自重作用下,尚未形成排架，则作用下的内力图如下： 图3.24作用下的内力图(M—，N—)（3）在下柱的自重作用下，仅产生轴心压力（4）在吊车梁及轨道自重作用下，轨道中心下柱中心线距离为则作用下的内力图如下：图3.25作用下的内力图(M—，N—)叠加(1)～(4)的弯矩图，可得的恒载作用下的内力图如下： 图3.26的恒载作用下的内力图(M—，N—)2.活荷载产生的内力(1)屋面活荷载：内力图与屋盖自重内力图相似按荷载比例增加，如图所示。图3.27内力图与屋盖自重内力图(M—，N—)(2)吊车竖向力柱端加置铰支座下图3.28b，求支座反力。 图3.28吊车竖向荷载内力组合图查系数公式得=1.222将反力、反向加于柱端如下图先计算A,B柱的分配系数；两柱截面及柱高相等，故柱A的内力如图A柱:B柱： 图3.29柱A柱B内力图(M—，N—)(3)吊车水平力产生的内力水平力作用于A柱和B柱如图3.20所示实线方向。由于吊车横向水平荷载同向作用于A、B上，因此排架梁轴力为零。图3.30吊车水平荷载下A柱内力图(M—)(4)风荷载集中风荷载的单位，均布风荷载单位为于柱端加置铰支座如下图3.31，求支座反力。 图3.31风荷载内力组合图将反力、反向加于柱端如下图3.32柱的内力如下图A柱：B柱：图3.32风荷载作用下A柱和B柱弯矩图(M—) 3.3.4内力的最不利组合见附表3.4控制截面项目弯矩图与内力值恒荷载屋面荷载`吊车荷载风荷载左风右风①②③④⑤⑥⑦Ⅰ—ⅠM9.90-0.1463.54763.54724.381-13.701125.82N66.5035.1800000Ⅱ—ⅡM-36.4212.19-249.653-6.65324.381-13.701125.82N128.2435.18417.696000Ⅲ—ⅢM-48.46-7.21-77.835163.365278.64-325.085629.655N210.1635.18417.696000V1.101.77-15.691-15.69123.22-3.42126.227注：本表单位： 表3.5内力的最不利荷载组合恒载屋面活荷载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载向左向右内力组合Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面Ⅲ-Ⅲ截面+①+0.9(④+⑤+⑦)M=202.2N=66.50①+0.9(②+④+⑤+⑦)M=103.75N=246.30①+0.9(④+⑤+⑦)M=916.04N=296.56①+0.9(②+⑤+⑥)M=19.39N=98.16①+0.9(③+⑤+⑥)M=﹣251.50N=504.08①+0.9(②+③+⑤+⑥)M=﹣166.81N=617.66①+0.9(②+④+⑤+⑦)M=202.15N=98.16①+0.9(②+③+⑤+⑦)M=﹣114.95N=535.74①+0.9(②+③+⑤+⑦)M=692.47N=617.66续表3.5内力的最不利荷载组合 恒载屋面活荷载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载向左向右内力组合Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面Ⅲ-Ⅲ截面①+0.9(③+⑤+⑦)M=202.3N=66.5①+0.9(⑤+⑦)M=98.76N=128.24①+0.9(⑤+⑦)M=769.01N=210.16①+0.9(②+⑤+⑥)M=19.39N=98.16①+0.9(②+③+⑤+⑥)M=﹣240.52N=535.74①+0.9(②+③+⑤+⑥)M=-166.81N=617.66①+0.9(⑤+⑥)M=19.51N=66.50①+0.9(⑤+⑥)M=﹣26.81N=128.24①+0.9(⑤+⑥)M=﹣90.27N=210.16 3.3.5柱的截面承载力计算环境类别一类，混凝土保护层厚度取30，=h-c=700-30=670(1)材料：选用C30混凝土，钢筋采用HRB335=14.3N/，=300N/(2)上柱计算：由内力组合附表3.8查得Ⅰ–Ⅰ截面的内力设计值：Ⅰ组{N=98.16，M=202.15}Ⅱ组{N=66.50，M=202.30}截面计算：取用第一组内力计算对称配筋上柱计算长度查规范得=2=8.1=8.1/0.7=11.6>8,故需考虑纵向弯曲的影响。求值：，取(3.66)=11.6﹤15,取(3.67)判断大小偏心：=1.=2123>0.3=201，所以按大偏心受压构件计算。计算：(3.68)因此按最小配筋率配筋，，可选用，上下柱采用对称配筋将代入得 为大偏心受压构件选采用对称配筋,。再用第二组内力N=66.50kN,M=202.30计算。由对称配筋：比较第一、二组内力计算得到的结果，；承载力满足要求。垂直弯矩作用平面外的稳定验算：垂直于排架方向的计算长度=1.254.05=5.063m，=8.438查参考文献[11]表5-1得=0.99∴满足弯矩作用平面外的承载力要求。(3)下柱计算下柱计算长度：排架方向垂直排架方向。截面尺寸：。取，，结构系数K=1.2。，需考虑纵向弯曲影响。由内力组合值表查得Ⅲ-Ⅲ的内力设计值Ⅰ组{M=916.04，N=296.56}Ⅱ组{M=692.47，N=617.66} 两组内力中，取第一组计算。截面计算求值，，取=8.76﹤15,取；判断大小偏心：，所以按大偏心受压构件计算。计算：受压翼缘计算宽度：，，，两值均大于翼缘实有宽度600，取=600。鉴别时属于第一种情况还是第二种情况：属于第一种情况，按宽度为600的矩形梁来计算。，中和轴通过翼缘。对受压区取矩，有，选定 按第二组内力计算，，取=8.76﹤15,取按大偏心受压构件计算。受压区计算高度为x，假定中和轴通过翼缘，，中和轴通过翼缘。因，属大偏心受压构件。由对称配筋：(3.69)最后选定弯矩作用平面外的稳定验算：，查水工钢筋混凝土表5-1，∴满足平面外承载力要求。3.3.6柱裂缝宽度验算 《混凝土结构设计规范》建议，对的偏心受压构件，可不验算裂缝宽度。（1）上柱自内力组合附表取一组按短期效应组合的最不利内力值则截面原始偏心距又故需验算裂缝宽度且有又则纵向受拉钢筋的合力与受压混凝土合力作用点间的距离为按荷载短期效应组合计算的纵向受拉钢筋应力裂缝间钢筋应变不均匀系数则最大裂缝宽度为∴满足要求（2）下柱自内力组合附表取一组按短期效应组合的最不利内力值则截面原始偏心距 又故需验算裂缝宽度且有(3.70)又则纵向受拉钢筋的合力与受压混凝土合力作用点间的距离为按荷载短期效应组合计算的纵向受拉钢筋应力裂缝间钢筋应变不均匀系数则最大裂缝宽度为∴满足要求3.4吊车梁下牛腿柱设计3.4.1牛腿几何尺寸确定 (1)柱高通常牛腿柱与柱等宽，其高度则受斜截面抗裂条件控制，为使牛腿在正常使用阶段不开裂，或者即使开展宽度不是很宽，应在设计时根据下图要求预选假定牛腿高度，再进行验算：图3.33牛腿计算简图(3.71)―作用于牛腿顶面的竖向荷载标准值，由上面章节知：-作用于牛腿顶面的水平拉力标准值，β―系数C―荷载作用点至下柱边缘的水平距离，并应考虑20mm的安装偏差，当C＜0时，取C=0①初步设定h=600mm，混凝土保护层厚度=30mm则=570mm,α=45º，对水电站厂房承受轻级工作制吊车的牛腿取β＝0.65，采用混凝土，则 ①定h=700mm,混凝土保护层厚度,对水电站厂房承受轻级工作制吊车的牛腿取，采用混凝土，则(3.72)∴选取牛腿柱高为700mm，此时牛腿端部高度(2)牛腿顶面长度(顶面宽度与柱等宽)取吊车梁外侧至牛腿外边缘距离，吊车梁宽度为700mm，则牛腿顶面长度为1000－700＋120＋700／2＋80＝850mm则符合要求3.4.2正截面强度计算由前面牛腿应力状态和破坏图发现牛腿在即将破坏时的工作状态接近于一个三角桁架，因此将正截面强度计算简化为三角桁架，通过拉杆的强度计算确定牛腿所需受拉纵筋的量。(1)纵筋计算由则(3.73)其中------受拉纵筋的合力重心至牛腿顶面的距离；------作用于牛腿顶面的竖向荷载设计值；V=943.28KN------作用于牛腿顶面的水平拉力设计值；N=23.22KN------截面内力臂系数，可以近似取为0.85；C------竖向力V作用点至下边缘的水平距离，当C<0.3时取C=0.3则在配置受拉纵筋时，除满足计算要求外，尚须满足配筋率要求，即，且不少于4根12mm的钢筋，并宜采用变形钢筋为宜。 (2)牛腿内箍筋与弯起筋牛腿内部箍筋直径应为6～12mm，间距@应为100～150mm，并应保证设于上部2/3范围内的水平箍筋总面积不小于受拉纵筋面积的1/2，当牛腿剪跨比≥0.3时，应设置弯起筋。其面积应不小于受拉纵筋面积的2/3且不小于0.0015，根数不少于3根，并应设于牛腿上部1/6～1/2范围内。故不设置弯筋确定箍筋为，牛腿上部范围内箍筋面积为3.4.3局部承压强度验算垫板下局部承压强度按下式验算：(3.74)∴满足要求 参考文献[1]沈祖炎，陈以一，陈扬骥编著房屋钢结构设计.北京：中国建筑工业出版社,2008年2月[2]水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册(水力机械).北京：水利电力出版社，1983年11月[3]徐占发主编.建筑结构与构件设计.中国建材工业出版社.1996年8月[4]索丽升，任旭华，胡明编著.水利水电工程设计指南.中国水利水电出版社,2001[5]河海大学，大连理工大学，西安理工大学，清华大学.水工钢筋混凝土结构学.北京：中国水利水电出版社，1996年10月[6]李廉锟.结构力学.北京：高等教育出版社，2005年1月[7]马善定，汪如泽.水电站建筑物.北京：中国水利水电出版社，1996年10月[8]许良乾，殷佩生.画法几何及水利工程制图.北京：高等教育出版社.2001年7月[9]张文香，曾立云，张丽萍等.工程制图基础兰州：甘肃教育出版社，2003年10月[10]刘启钊.水电站.北京：中国水利水电出版社，1998年5月[11]华东水利学院等.水工钢筋混凝土结构学(下).北京：水利电力出版社，1975年10月[12]左东启，顾兆勋等.水工设计手册北京：中国水利水电出版社，1989年5月[13]林继镛水工建筑物天津：中国水利水电出版社，2006年5月[14]SL/T191—96水工钢筋混凝土结构规范北京：中国水利水电出版社，1997年3月[15]结构抗震设计主编祝英杰副主编谷伟北京大学出版社，2002年4月 附录一英语论文及翻译　SteelconstructionqualitycontrolpointsI.IntroductionSteelstructureprojectbecauseofitslowcoststructure,performance,constructionspeed,iswidelyusedintheconstructionindustry.Inindustrialbuildings,manystructuresunderdynamicloads,steelconstructionwillaffectthequalityofthesafetyandlifeofengineeringstructures,therefore,constructionqualitycontrolofsteelstructuresisparticularlyimportant.Inthispaper,theindustrialplantengineeringconstructionqualitycontrolofsteelunderstandings.Formationofprojectsupervisionagencyreasonablygoodgraspoftheconstructionjobs.ProjectsupervisioncompanyPaizhusupervisionbodyisthesiteoftheprojectquality,progress,investmentsupervisionandmanagementofinstitutions,projectsupervisionagenciesmustaddresscharacteristicsoftheproject,scale,technicalcomplexityandsosetup,professionalstaffingtocompletethestructuretomeetthereasonableamountSupervisionon-siteneeds,andinthefieldwiththenecessarytestingtools.Meanwhile,tostrengthentheimageofthescenebuildingandconstructionjobs,andimprovesitemanagementsystemsandmethods,standardizethebehaviorofsupervisors,toensurethatsupervisorypersonnelcanperformtheirdutiesandimprovetheefficiencyofthesupervisoryagencies.Supervisionplanforthepreparationofengineeringcharacteristics.Supervisionplanistheimplementationoftheprojectsupervisionofprojectsupervisionagencyguidancedocuments,theCommissionerofPlanningdegreeofperfection,tosomeextentaffecttheimplementationofprojectsupervision.Beforethestartoftheproject,theprojectsupervisorstoorganizesupervisoryagenciesforthesteelstructureengineeringcharacteristicsofthescaleofpreparation,aclearprocessofsupervision"Threecontrol"Procedures,measures,methods,andintheimplementationofthesupervisionprocess,supervisionofprogramsinstrictaccordancewithrequirementsoforganizationswithintheAandsupervision.Second,thepreparatoryworkbeforeconstructionConstructionprogramisacomprehensiveguideimplementationoftheprojectconstructionunitoftechnicaldocuments,theconstructionprogramdirectlyaffectsthedegreeofperfectionthequalityoftheproject.Steelconstructionmustbepreparedbeforeconstructionprogram, constructionprojectsmusthaveatargetedprogramthatcanguidetheconstructionandbesubjecttorelevantdepartmentsforapproval.Steelstructureisparticularlyimportantintheweldingprocess.Weldingprocessistoguidetheconstructionsiteofthetechnicaldocuments.Constructionunitsbeforeconstructionshouldbebasedonthecharacteristicsofmaterialsusedinconstruction,structuralsafetyrequirementsandengineeringcharacteristicsoftheenvironmentinwhichtheweldingprocedurequalification,especiallyfortheuseofnewtechnology,newmaterials,engineering,andaccordingtothereporttodevelopweldingprocedurequalificationMeettheconstructionrequirementsoftheweldingprocesstoguidetheconstructionsite.Strengthentheworkofconstructiondrawingsofthejointtrial.Isthebasisforconstructiondrawings,projectpre-constructionprojectsupervisionagenciestoorganizesupervisionofpersonnelfamiliarwithengineeringdrawingsandspecificationsrelatedtotheprojectcriteria,technicalandtechnologicalconditions,tofullyunderstandthedesignintent.Atthesametime.ConstructionunitshouldorganizeprofessionalandtechnicalpersonnelMixeddrawings,checkontheconstructiondrawingsinthe"wrong,missed,touch,missing",andstrivetosolvetheproblemsbeforetheconstruction.By-stepproblembydrawingontheprojectqualityandscheduleimpact.Carefullyreviewtheinstallationofsteelstructureconstructiondesign.Constructiondesignisacomprehensiveguideimplementationoftheprojectconstructionunitoftechnicaldocuments,thedegreeofperfectionofDesignforadirectimpactonprojectquality,progress.Therefore,installationofsteelstructureconstructiondesignreviewshouldbetargetedandfocused.Reviewofthekeyelementsare:①thequalityassurancesystemandtechnicalmanagementEstablishment,②specialtypesoftrainingcertificateandappointmentcards,③applicationofnewtechnology;④therelevanceoftheproject;⑤quality,schedulecontrolmeasuresandmethods;⑥ConstructionProgram(duration)ofthearrangements.Third,thesteelproductionprocessqualitycontrolpoints1.rawmaterialqualitycontrol.Workswithsteel,steelcastings,weldingmaterials,coatingmaterials,andfastenersandotherprimarymaterials,auxiliaryofthevarieties,specifications,performance,etc.shouldbeconsistentwithexistingnationalproductstandardsanddesignrequirements,thequalityofimportedmaterialsshallcomplywiththedesignandcontract Standards.Meanwhile,are-examinationrequirementsofthematerialmustbebasedonthedesignandnationalregulatoryrequirementsforre-examination.Partsandsteelpartsprocessingqualitycontrolismainlycontrolledgeometryanddimensionsofparts,systemsizeanddeformationofthehole,ordirectlyaffectthecomponentsoftheassemblyandstructureofthequalityoftheinstallation.2.Componentassemblyqualitycontrol.ThecurrentgeneralindustrialplantsareusuallyweldedHsteelbeamcolumnorspiralweldedsteelpipe(insidepouredconcrete),beam,roofbeamsaregenerallyforweldingHbeam,Hbeamweldingismainlytocontroltheweldingquality,flangeandwebSeamspacing,sizeandshapeafterdeformationcontrolofsplicing.3.Componentweldingqualitycontrol.Componentsofweldingseamshouldbebasedonmaterialproperties,materialthicknessandjointtype,selectthegroove,weldinggap,weldinglayers,suchasweldingprocess,thedesignrequirementsofafullpenetration,weldsshouldbeusedultrasonicorsecondaryRaydetectionofinternaldefectinspection,whiletheappearanceofweldqualitymustmeetappropriatequalityrequirements.Fourth,steelqualitycontroloftheinstallationprocess1.columninstallationqualitycontrol.Columnfloormatsunderthehornshouldbeimplemented,padlevel,thecenterofthebasecolumnfootpositioningaxisoffset,columnreferencepointelevation,verticalandcurvedarrowsshouldbeconsistentwithnationalstandardsandhighdesignrequirements.2.cranegirderinstallationofqualitycontrol.Cranebeamdirectlyunderdynamicloading,sowheninstallingitonthecranebeamcamber,crossthevertical,lateralbending,thetwoadjacentcranebeamjoints,elevation,center,shouldbeconsistentwithnationalnormsanddesignrequirements.3.roofingsysteminstallationqualitycontrol.Roofingsysteminstallation,shouldreviewtheverticalcolumns,andcheckthespansteeltapemeasure,thesetwotasksistoensurefastandsmoothrooftoinstallthekey.Toensuretheoverallqualityroofinginstallation,roofingsystemsasfaraspossibletheconstructionmethodofassemblinglandtoexpand.Skylights,roofrepairandotherusesonthegroundsingle-tracksectionassemblywelding,liftingtheoverallconstructionmethodstoreducetheworkloadofhigh-altitudetreatmenttoimprovethequalityoftheinstallation. 4.Pressedinstallationqualitycontrolofcolorplates.Pressure-typecolorplatesapproach,theappearanceandcertificationtoconductinspections,andreviewwiththepressureplateconstructionandinstallationofsteelstructuresinstalledontheaccuracy,purlininstallationshouldbeclearweldslagandspatter,andbrushingrustPaintforcorrosionprotection.Pressedmetalplatesshouldbereliableinthesupportingmemberonthelap,laplengthshallcomplywiththedesignandspecifications,walljointsshouldbepreparedtowatertreatment.5.cranebeamqualitycontrolsysteminstallation.Cranebeammustbeinstalledinstrictaccordancewithspecificationsfromthecrossbetweencolumnsforsupport.Afterinstallationandconnectionbetweenthesupportcolumnhasbecomeamorestablespatialunitstiffness,fromheretoinstallfirst,ensuresafety,thesecondistoensurethecranegirderinstallationwillnotaffecttheverticalcolumns.Atthesametimeduringtheinstallationoftheendofthecranebeamsectionatthebottomoftheerrorshouldbelargerwithadjustmentplate,theplateinthecranebeamweldingsystemshouldbefixedafteradjustmentbyafixedpre-releasetestingPrecisionofthebitline.Connectthebrakesystemshouldbefixedinthecranebeamtoadjusttheformalconnection.WhenthebrakeplateandthecablecarLianggaoJiangbolts,andsupportingtrussweldedconnections,inordertopreventthecontinuousweldingofhighstrengthboltsshouldfirstbrakeplateandthecranebeamofhigh-strengthbolts,andthefirstscrew,thenadjusttheauxiliaryTruss,andintheendafterafixedbrakeplateweldingofhighstrengthscrewbolts,andfinallythebrakeplateandauxiliarytrusswelding.High-strengthboltandbrakeplatewelding,aretofollowbythemiddleofeachplateonbothsidestobeconductedtoreducethestressplate.Brakeplatesandcranebeamsandcolumnsaregenerallymadeofhighstrengthbolts,duetotheproductionandinstallationoftheaccumulationoferrors,accordingtotheactualsituation,withleftsideofthedrillsiteisthebestapproach.6.railmountingqualitycontrol.Railmountingshouldbeplacedonthebaseline,thebaselinetestisdoneandtothetrackcenterandthecenteroftheplatecranebeamcomplexcompound,indeterminingtheconditionstomeetthenormsfixedorbit.Weldedconnectionscurrentlyusedineachcross-railinterface,theinterfaceshouldbestaggeredbetweentherail500mm,andthecranebeamendsshouldbestaggered500mm.Orbitgapatexpansionjointsshouldbeadjustedduringtheconstructionofthetemperature. 7.theinstallationprocessofweldingqualitycontrol.On-siteweldingaregenerallyhigh-altitudeoperations,weldingenvironmentandconditionsthanthepoor,sowhenweldingsteelweldingtechnologyshouldbestrictlyinaccordancewiththemoreskilledweldersweldingweldingprocess,especiallythebuttweldmustmeetthedesignrequirements.Generalcolumn,beam,roofbeamsofthebuttjointisasecondaryweld,therefore,theweldsurfaceshallnotcrack,weldingtumor.Firstandsecondweldshallnothavepores,slag,cratercracks;aweldundercutmayhaveundertheageofweldingdefects.OnthefirstandsecondweldaccordingtothedesignandregulatoryrequirementsintoLinenon-destructivetesting,therequiredpartstocheckweldsandthewelder"ssymbol.8.strengthboltinstallationqualitycontrol.Shouldbestrictlyinaccordancewiththespecificationrequirementsofhigh-strengthboltsfortheconservation,management,distribution,use,andonrequestinaccordancewiththespecificationsre-examinationofitsconnection,theanti-slipsurfaceonthefrictioncoefficienttest.High-strengthboltsconnectingplateshouldbecleanedbeforeinstallation,theinstallationprocessstackcontactsurfaceshouldbesmooth,contactsurfacemustbegreaterthan75%oftheedgeofthegapnotmorethan0.8mm,penetrationofhigh-strengthboltsshallbefree,notbeatandcutholes;Notasatemporaryinstallationofhigh-strengthboltsbolt,boltsshouldbetightenedinonedirectionoftightening,thefinaldaysofthedayshallbetwistedinstallationiscompleted,largehexagonboltshouldbecarriedoutwithin48hafterthefinaltwistinspectiontwistingsheartypehighstrengthboltscrewedendPlumafterthescrewheadshouldbeoff,thelesstwist,shouldbecompletedovertightenthescreworreplaced.Fifth,thequalityofsteelcorrosioncontrolpoints1.steelrustqualitycontrol.Steelrustmustmeetthedesignrequirements,theuseofdifferentanti-corrosionmaterials,steelrustindifferentways.GeneralindustrialgraderuststeelplantSa2orSa21/2,whichrequiresblastingorblastingmethodsmustberust,andsandblastingorshotblastingthesurfaceafterbrushingbeforereturningrustprimer,rustDirectimpactonthequalityofthelatterpartofthecoatingquality.2.steelpaintcoatingqualitycontrol.Steelbeforeprimingthesurfaceofthecomponentsclean,removesurfacedirt,oil,water,weldingslag,weldingscarsandglitches,accordingtodesignrequirementsofthecoatingmaterial,coatingseveraltimes,brushingcoatingthickness. Second,thegeneralrequirementsoftheendofsteelindustrialbuildings,twoin,twofaces,withatotalthicknessof150m.3.fireproofpaintcoatingqualitycontrol.Steelstructurefiremustberetestedbeforecoating,thebondstrength,compressivestrengthshouldbeconsistentwithexistingnationalstandards,thethicknessofpaintcoatingsandsurfacequalityshouldbeconsistentwithnationalnormsanddesignrequirements.BasicconstructionqualitycontrolofsteelSteelworksaregenerallybasedontheindependentcolumnbyConcretefoundations,foundationreinforcedconcreteugliness,thetemplateconstructionprocesswiththeotherworksthesamewayasthebasisoftheinkcolumnintheindependentqualitycontrolembeddedintheboltisthefocusofasingleboltAndthespacingbetweeneachbolt,thelevelofbias,directlyaffectthequalityoftheinstallationofcopperstructuralengineering,supervisionofourqualitycontrolprocess,calledfortheconstructionunitofthefollowingmeasurestogoodresults.1.makeinstallhorizontalplate.Thesizeoftheplatetotakethreepiecesofsteelcolumnbaseplate(ofwhichtwothick20mm,canbea8~20mm),2mmthicksteelcolumnbaseplatebytwocopperboltholelocation,thesizeofopenings,thethreeplateassembly,toaGroupofboltinsertionholes,reinforcedwithΦ14~Φ16theboltweldedintoawhole,upanddowneachonecanbereusedmanytimes.Sothatasingleboltspacingandheightcontrolofthealloweddeviationrange.2.boltgroupfixed.Beforepouringtheconcrete,theboltgroupwithatheodoliteandaccuratepositioning.inuse.Φ14~Φ16weldingofsteelreinforcementinthecolumnsontheheadboltsarethetemplateonthesteelside,topandbottomofeachone,sothatthedateofeachboltspacing,heightcanbecontrolledwithintheallowableerrorrange.Atthesametime,protectthethreadedboltLei,pouringtheconcretemaybedamaged.3.todothemiddleoftransition.Afterthecompletionofcivilworks.theboltbetweenthetwogroups(pitchaxis),height,pouringaheightofeachcolumnweremeasuredwithatheodolite,were-testcollection,theorganizationunitofcivilengineeringandinstallationofsteelstructureinthemiddleofthetransferofincome,afteracceptanceSteelcomponentsrequiredtoinstallunitretest. VIConclusionOnlybystrengtheningthesteelconstructionprocessqualitycontrolandconstructionsupervisionandinspectionprocesses,andenhancethequalityawarenessoftheconstructionunit,constructionunitsandimprovethequalityassurancesystemtoensuretheconstructionqualityofsteelstructuretomeetthedesignrequirementstoensuresafeandreliablesteel. 钢结构工程施工质量的控制要点一、前言钢结构工程由于其造价低、结构性能好、施工速度快,被建筑行业广泛运用。在工业建筑中,许多结构承受动力荷载,钢结构工程施工质量的好坏直接影响工程结构的安全及使用寿命,因此,钢结构施工质量的控制就显得尤为重要。本文结合工程实际对工业厂房钢结构工程施工质量控制要点谈几点体会。二、针对项目合理组建项目监理机构，认真编制监理规划合理组建项目监理机构，抓好岗位建设。项目监理机构是监理公司派驻现场，对工程质量、进度、投资实施监督管理的机构、项目监理机构必须针对工程项目的特点、规模、技术复杂程度等组建，人员配置要专业齐全、结构合理数量满足监理现场需要，并在现场配备必要的检测工具。同时，要加强现场岗位建设和形象建设，完善现场管理制度和办法，规范监理人员的行为，保证监理人员能履行自己的职责，提高监理机构的工作效率。针对工程特点编制监理规划。监理规划是项目监理机构对工程实施监理的指导性文件，监理规划编制的完善程度，一定程度上影响项目监理的实施。在工程开工前，项目监理机构要组织监理人员针对钢结构工程特点、规模进行编制，明确监理过程中“三大控制”的程序、措施、方法，并在实施监理过程中，严格按照监理规划的内答和要求组织监理工作。三、施工前的准备工作施工方案是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工方案的完善程度直接影响工程的质量。钢结构在施工前必须编制施工方案,施工方案必须有工程的针对性,能指导工程施工,并且必须经过有关部门审批。钢结构工程中焊接工艺尤为重要。焊接工艺是指导现场施工的技术性文件。施工单位在施工前应根据工程所用材料的特点、结构安全性要求以及工程所处地区的环境特点进行焊接工艺评定,尤其是对使用新工艺、新材料的工程,并根据焊接工艺评定报告制定出符合施工要求的焊接工艺,指导现场施工。强化施工图纸的会审工作。图纸是工程施工的依据，工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。同时．要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前．减步因图纸问题对工程质量，进度的影响。 认真审查钢结构安装施工组织设计。施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此，钢结构安装工程施工组织设计审查要有针对性和重点。审查的重点内容有：①质量保证体系和技术管理体系的建立，②特殊工种的培训合格证和上岗证，③新工艺的应用；④对工程项目的针对性；⑤质量、进度控制的措施和方法；⑥施工计划(工期)的安排。三、钢结构制作过程中的质量控制要点1.原材料的质量控制。工程所用的钢材、钢铸件、焊接材料、涂装材料以及紧固件等主材、辅材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求,进口材料的质量应符合设计和合同规定标准的要求。同时对有复检要求的材料必须根据设计和国家规范要求进行复检。零部件及钢部件加工质量控制主要是控制零部件的几何及外形尺寸、制孔的尺寸以及变形量,否则直接影响构件的组装和结构安装质量。2.构件组装质量的控制。目前普通工业厂房钢结构立柱一般都是焊接H型钢或螺旋焊钢管(内浇混凝土),吊车梁、屋架梁一般都为焊接H型钢,焊接H型钢主要是要控制焊接质量、翼缘和腹板拼接缝的间距、外形尺寸以及拼接后变形量的控制。3.构件焊接质量的控制。构件的焊缝应根据材料的焊接性能、材料的厚度以及接头形式、选择坡口形式、焊接间隙、焊接层数等焊接工艺,对设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波或射线探伤进行内部缺陷检验,同时焊缝的外观质量必须符合相应的质量要求。四、钢结构安装过程中质量控制要点1.立柱安装质量的控制。立柱底板下的垫铁应垫实、垫平,柱脚底座的中心对定位轴线的偏移、柱的基准点标高、垂直度和弯曲矢高应符合国家标准和设计要求。2.吊车梁安装质量的控制。吊车梁直接承受动力载荷,因此吊车梁安装时其上拱度、跨中垂直度、侧弯、相邻两吊车梁接头部位、标高、中心等应符合国家规范和设计要求。3.屋面系统安装质量控制。屋面系统安装前,应复查柱子垂直度,并用钢卷尺检查跨距,这两项工作是保证屋架安装能否顺利快捷进行的关键。为保证屋面安装整体质量,屋面系统尽量采用地面扩大拼装的施工方法。天窗、屋面检修单轨等采用在地面分段组装焊接、整体吊装的施工方法,减少高空处理的工作量,提高安装质量。4.压型彩板安装质量控制。压型彩板进场后,要进行外观和合格证的检查,并复核与压型板施工安装有关钢构件的安装精度,檩条安装时应清除焊缝焊渣和飞溅物,并涂刷防锈漆进行防腐处理。压型金属板应在支承构件上可靠搭接,搭接长度应符合设计和规范要求,墙板接缝处应做好防水处理。 5.吊车梁系统安装质量控制。吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行。柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元,从此处安装一是保证安全,二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板,该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定,按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接,和辅助桁架焊接连接时,为防止连续施焊对高强螺栓的影响应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接,并进行初拧,然后调整辅桁架,并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓,最后进行制动板和辅助桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接,均要遵循由每块板的中间往两边进行,以减小板内应力。制动板和吊车梁、柱一般均采用高强螺栓连接,由于制作和安装误差的积累,根据实际情况,留一面现场配钻是最理想的处理方法。6.轨道安装质量控制。轨道安装应测放基准线,测放完的基准线要进行轨道中心和吊车梁复板中心的复合,在确定满足规范的条件下进行轨道的固定。目前采用的焊接连接的轨道接口每跨间轨道接口应相互错开500mm,与吊车梁端头也应错开500mm。轨道的伸缩缝处的间隙应根据施工时的温度进行调整。7.安装过程中焊接质量的控制。现场施焊一般都是高空作业,焊接环境和条件都比较差,因此钢结构施焊时应由焊接技术较熟练的焊工严格按照焊接工艺进行焊接,尤其是对接焊缝必须达到设计要求。一般立柱、吊车梁、屋架梁等的对接焊缝为一、二级焊缝,因此,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤。一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹;一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷。对一、二级焊缝按设计和规范要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。8.高强螺栓安装质量控制。应严格按照规范要求对高强螺栓进行保存、管理、发放、使用,并根据要求按照规格对其连接进行复检,对摩擦面的抗滑移系数进行试验。高强螺栓安装前连接板应清理干净,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大于75%,边缘缝隙不得大于0.8mm,高强螺栓应自由穿入,不得敲打和割孔;高强螺栓不得作为临时安装螺栓,螺栓拧紧时应按一个方向施拧,当天安装的应当天终拧完毕,大六角高强度螺栓应在终拧后48h内进行检查,扭剪型高强螺栓终拧后梅花头应拧掉,对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。 五、钢结构防腐质量的控制要点1.钢结构除锈质量控制。钢结构除锈必须达到设计要求,使用不同的防腐材料,钢材的除锈方法不同。一般工业厂房钢结构的除锈等级为Sa2或Sa21/2,这就要求必须用喷砂或抛丸方法除锈,且喷砂或抛丸后在表面返锈前必须涂刷底漆,除锈质量的好坏直接影响后期的涂装质量。2.钢结构油漆涂装质量控制。钢结构涂底漆前必须对构件表面进行清洁,除去表面灰尘、油污、水、焊渣、焊疤和毛刺,按设计要求的涂装材料、涂装遍数、涂层厚度涂刷。一般工业厂房钢结构要求二底、二中、二面,总厚度为150m。3.钢结构防火涂料涂装质量的控制。钢结构防火涂料涂装前必须进行复检,其粘结强度、抗压强度应符合现行的国家标准,涂料涂层的厚度和表面质量应符合国家规范和设计要求。六、钢结构基础工程的质量控制钢结构工程的基础一般都采用混凝士独立柱基础，基础的混凝土丑钢筋、模板的施工与其他工程的施工工序墨方法相同而基础独立柱中预埋的螺栓是质控制的重点，单个螺栓及每组螺栓之间的间距、高低的偏差，直接影响铜结构工程的安装质量，我们在监理质量控制过程中，要求施工单位采用以下措施效果不错。1.制作安装横板。取钢柱底板大小的钢板三块(其中两块厚20mm，一块8～20mm均可)，2mm厚的两块铜板按钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔，将三块钢板组装，把一组螺栓插人螺孔，用Φ14～Φ16的钢筋将螺栓焊接成整体，上下各一道可多次重复使用。这样单个螺栓间间距及高低控制在允许的偏差范围内。2.螺栓组的固定。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组准确定位.在用。Φ14～Φ16的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之日的间距、高低可控制在允许的误差范围内。同时，保护好嫘栓丝扣，在混凝土浇筑时可不被损坏。3.做好中间交接。土建工程完工后.将螺栓组间的(轴线间距)、高低，一每个柱浇筑的高度用经纬仪进行测量，我们复测验收后，组织土建和钢结构安装单位进行中间交接驻收，验收后要求钢构件安装单位进行复测。七、结语 钢结构工程施工只有加强工序质量控制和施工过程的监督检查,增强施工单位的质量意识,健全施工单位的质量保证体系,才能保证钢结构工程的施工质量达到设计要求,保证钢结构安全可靠。'