6.2 提升支承结构设计
6.2.1 整体提升支承结构的设计是一种相当特殊的结构工程设计,除应选择具有经验的设计单位外,对设计内容也有特殊的规定。
6.2.2 由于大型门式起重机支承结构高度都很大,缆风长度一般超过百米,非线性效应很明显,所以缆风不能仅仅作为结构的一个支点,它存在变形和变化的拉力,所以必须纳入整个结构体系一起做非线性有限元分析。
6.2.4 原则上支承结构包括支架缆风绳和基础,但支架是可以反复使用的,缆风是每次都可能改变的,基础则可以是一次性的。本条所述支承结构是以支架为出发点,界定在不同高度、跨度时支架的起重能力,当然要形成完整的结构还要配以缆风和基础。主梁跨度指支承主梁的两门型支架中心距。
此外,缆风绳的方位、倾角、预拉力选择以及基础设计均对结构体系的安全有重要影响。
6.2.5 在整体提升结构计算时,不同于一般安装工程中仅根据内力和安全系数按破断力选用钢丝绳,而是要先初选相应钢丝绳截面积和初始预拉力,按非线性计算钢丝绳内力和应力,然后复核强度。本规范根据相应规格的钢丝绳截面积和破断力,然后除以抗力分项系数2.0(荷载分项系数1.4已计入结构效应)得出钢丝绳抗拉强度设计f,用于提升支承结构设计中。
表6.2.5-2中,钢绞线抗拉强度标准值fg取自现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224。安全系数取2.0。
6.2.6 本条所述为整体提升支承结构缆风设计的要点和特点。一般现场状况很复杂,故缆风绳的设置不可能完全对称,故仅提出这些相对合理的要求。一般情况下,预拉应力取强度设计值的1/3,同时也满足垂度不大于长度1/150的要求。l/150挠度或以下时缆索外观较直。缆风绳需具有一定的面积和预拉力,目的是保证结构的稳定。
6.2.7 支承用塔架在工作状态时基本上属于轴心受压格构柱,风力引起的弯矩和剪力很小,但塔架并非理想轴心压杆,所以按施工验收规范的限制条件规定一个初弯曲,若在建模时未考虑初弯曲,也可按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定方法考虑一个附加剪力,这样比较真实地模拟了这类提升用塔架的结构稳定实际状况。建模时要在门架柱顶增加水平剪力,其中A为单个门架柱所有柱肢横截面积之和,f为钢材强度设计值,fy为钢材屈服强度。
6.2.8 本条涉及大梁的整体稳定和局部稳定。提升大梁一般为双梁,中间设千斤顶及吊索,可在适当部位以适当方式将双梁连成抗侧弯、抗扭整体构件,以满足整体稳定要求。
6.2.10 采用直接张拉法对高强螺栓直接加预拉力,可采用高强螺栓液压张拉器,一般适用于张拉段螺杆长度大于其直径4倍以上的高强螺栓。超张拉比例为:P/P0=1.15+2/(Lk/d)2,实现锁紧螺母后恢复到预拉力设计值。此时与高强螺栓的扭矩系数无关。螺栓仅受单向拉力,非拉、剪复合应力,因此原则上抗力强度可提高20%。按此方法重复使用高强螺栓后,每次均应按国家标准对螺栓强度重新抽样检查,检查合格即可重复使用。