Ⅰ 鋼結構設計經驗
隨著國家經濟水平的不斷提高,鋼結構房屋越來越多,廣泛應用於工業和民用建築中。下面是我整理鋼結構設計經驗的範文,歡迎閱讀!
鋼結構設計經驗篇一
1.設計時鋼材、焊縫質量等級的正確選用
在鋼結構設計文件中,應當註明所用鋼材的質量等級(包括相適應的焊接材料型號),並對焊縫質量提出質量等級要求。鋼結構房屋所使用的鋼材應當具有抗拉強度、屈服強度、伸長率、冷彎試驗和硫、磷含量的合格保證;對於焊接鋼結構,尚應具有含碳量的合格保證。在地震區,鋼結構所使用的鋼材,除了具有上述合格保證外,《建築抗震設計規范》(gb5001l-2001)還要求它們具有沖擊韌性的合格保證。為保證結構有必要的安全儲備和足夠的塑性變形能力,《建築抗震設計規范》(gb5001l-2001)還對鋼材的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值、伸長率的限值和良好的可焊性等物理力學指標做出了明確的規定,並要求寫入設計文件中。通常,鋼結構的主要受力構件宜採用q235b 及以上等級的碳素結構鋼和q345b 及以上等級的低合金高強度結構鋼。不建議使用質量等級為a 級的鋼材,原因是這種類型的鋼材不保證沖擊韌性和延性性能,q235a級鋼材還不保證焊接要求的含碳量限值。在鋼結構中,焊接連接已成為鋼結構連接的最基本方法,焊縫質量的好壞直接影響到結構安全,所以應當根據結構或構件的重要性和受力性能及焊縫的受力情況,確定焊縫的質量等級。一般來說,板材的對接焊縫,承受動力荷載構件(如吊車梁)的較重要的焊縫,需作疲勞驗算的焊縫,以及須與鋼材等強的受拉、受彎對接焊縫(如框架梁、柱及其連接節點的對接焊縫,工字形截面與其端板的對接焊縫),其焊縫應採用坡口全熔透對接焊縫,其焊縫質量等級不得低於二級。其他部位的焊縫,一般均可採用角焊縫。角焊縫由於應力集中現象嚴重,內部探傷亦很困難.其焊縫質量等級一般只能是三級,其中某些重要角焊縫可允許要求其外觀缺陷符合二級的要求。
2.門式鋼架房屋的溫度區段內應按規范設置獨立的空間穩定支撐體系
(1)應將屋面橫向水平支撐和柱間支撐布置在同一跨間內,形成獨立的空間支撐體系,既利於抗震,又給施工安裝帶來方便。
(2)將屋面橫向水平支撐設在端部第二個開間的同時,應在端跨相應位置設置剛性縱向系桿,使山牆的風荷載等水平力能可靠傳遞。
(3)屋面支撐的布置應與山牆抗風柱的位置相協調,使抗風柱的柱頂反力能直接傳到屋面橫向支撐的節點上,使山牆處屋面系統受力簡單化,從而保證結構的安全。
(4)屋面橫向水平支撐的直腹桿(包括屋脊處和柱頂處)應按剛性系桿考慮。採用檁條兼做時,應對檁條的剛度和承載力進行驗算。否則,檁條很難起到剛性系桿作用,因為常用的z 形或c 形冷彎薄擘型鋼檁條側向剛度很差,直接影響到房屋的縱向受力和傳力性能。當檁條無法起到剛性直腹桿的作用時,通常應在屋脊處、柱頂處以及屋面設置橫向水平支撐直腹桿,在剛架斜梁間設置鋼管、h 型鋼或其它截面形式的剛性桿件,以保證房屋縱向結構安全可靠地工作。在剛架轉角處(邊柱柱頂和屋脊,以及多跨房屋相應位置的中間柱柱頂)的剛性系桿應沿房屋全長設置。
(5)屋面支撐和柱間支撐當採用柔性圓鋼拉條時,宜設張緊裝置(如花蘭螺栓),當荷載較大時,柔性圓鋼拉條宜改為型鋼。
3.實腹式門式剛架應按規范設置隅撐
在檁條或牆梁與剛架的連接處,在斜梁下翼緣的受壓區或剛架柱內側翼緣的受壓區,至少每隔一根檁條或牆梁應設置按受壓構件設計的隅撐,將檁條或牆梁與翼緣受壓區直接連接起來。採用雙層屋面板時亦應設置隅撐。值得設計人員注意的是,隅撐雖小,但作用很大,它是用來保證斜梁下翼緣或剛架柱內側翼緣受壓穩定的重要措施。如果工程未按規范要求設置隅撐,或者設置得很少,或者設置得不當.這都將影響剛架的整體穩定性,危及結構的安全。
4.壓型鋼板輕型屋面拉條的合理設置
對於有檁體系的壓型鋼板輕型屋面,為了減少檁條在使用階段和施工過程中的側向變形和扭轉,通常在檁條間要設置拉條和撐桿作為檁條的側向支點,以保證檁條的側向穩定。拉條按拉桿設計,撐桿按壓桿設計。拉條和撐桿不大,但作用不小,設計人員必須十分重視。
5.樓面結構設計
(1)鋼結構房屋和混凝土結構房屋由於材料性質不同。溫度伸縮縫區段長度差別很大。例如現澆混凝土框架結構房屋。溫度伸縮縫區段長度最大為55m,鋼框架結構房屋。溫度伸縮縫區段長度約為120mm。為了防止或減輕混凝土樓板開裂.鋼框架結構房屋採用現澆混凝土樓板時,原則上仍應按混凝土結構的要求留設溫度伸縮縫。只有當採用設置施工後澆帶和其它減小混凝土溫度變化或收縮的可靠措施時,才可以適當增大溫度伸縮縫區段長度。
(2)壓型鋼板組合混凝土樓板,除了按計算(並滿足構造要求)在鋼樑上焊接栓釘外,為了保證混凝土和壓型鋼板共同工作,它們之間應有連接措施。其連接措施可以依靠壓型鋼板的縱向波槽或依靠壓型鋼板上的壓痕、開的小洞或沖成的不閉合孔眼,也可以依靠壓型鋼板上焊接的橫向鋼筋。由於產品規格的限制,目前國內帶縱向波槽的壓型鋼板和帶壓痕或開小洞的壓型鋼板不多。所以,當無法採用上述這兩種板型時,要實現壓型鋼板和混凝土的連接,可在壓型鋼板上焊接橫向鋼筋。
鋼結構設計經驗篇二
一、輕型廠房: 這里主要指門式鋼架,通常我們能做到的跨度大概就是15-36米的樣子,其實做到36米的時候用鋼量已經不小,基礎也比較大(鋼架比較小(如24米以內)的時候柱底鉸接,比較大的時候用剛接)。當然,即使9米跨度,也可以做成鋼架,而且這種情況還不少,主要用於不能打支撐又需要承受水平力的情況。其實門剛很簡單,可以說是最簡單的鋼結構,因為有標准圖集。這里我簡單說一下;門剛的組成--門剛(骨架),檁條,系桿,支撐,牆檁,抗風柱。基本上就這幾樣,下面一一說明。門剛,可用pkpm或者其它軟體建模計算,導入荷載即可,恆載就是自重(檁條,支撐,屋面壓型鋼板及保溫層等),活荷載按荷載及門剛規范取即可(地震荷載通常不起控製作用)。這里要注意一點,門剛要注意盡量用較薄的桿件,這里是採用屈曲後的強度,在需要的時候設置構造加勁肋。其實這些書上都有的。通常屋面非輕鋼專業戶設計的這種門剛,30米跨以內的,應該控制用鋼量在30kg左右。檁條,門剛圖集上都有,根據荷載選取即可。檁條之間構造連接教科書或者圖集上均有,通常選用C型或者Z型檁條(Z型檁條有個好處是可方便連接,並將檁條做成連續跨)。然後是系桿,系桿這個東西很重要,就是保證整體穩定的,保證整體穩定其實非常簡單,就是每隔一段距離,我們要做一個穩定的結構,其它跨通過系桿與這一跨穩定的東東連接在一起就可以了,所以這一跨穩定的結構,我們要設置柱間支撐,同時要設置屋面支撐(還有一種輕鋼就是採用桁架式,這個時候需要設置上下弦支撐),以保證這一跨的靜定結構。下面說支撐,其實上一條已經說明,就是那幾招。牆檁:基本上同屋面檁條,由風荷載控制,抗風柱,按下端固結,上端鉸接計算,其實是類似於梁來考慮的(pkpm中有專門計算抗風柱的一個工具),這里注意一點即可,如果選用桁架式圖集,這個時候抗風柱一定要同時跟上下弦連接,並在布置的時候考慮對齊(與桁架節點對齊)。
二,多層鋼結構(包括鋼平台) 這種東西其實也比較簡單,就是一個樑柱的連接過程,無非就是考慮一下樑柱的大小,其實主要是梁,通常情況,對於H或者工字鋼,對於9米以內的梁,一般荷載(活荷載4以內),梁高可以取到跨度的1/30,對於槽鋼,可以1/25,對於柱子,通常情況用長細比控制,保證弱軸方向在100以內一般驗算均可滿足。對於國內普通廠房,通常採用設置支撐的方式來進行設計,因為這樣一來簡單,而來經濟(樑柱其實可以採用剛性節點,但不光是節點費力費錢,整體計算的時候也要復雜-費材料一些),當然,很多情況還是需要做成剛節點。但,通常如果設置了支撐以後,結構可按無側移計算,(國內採用pkpm稍微麻煩一點,因為pkpm不能單側選擇無側移或者有側移,只能整體)相對來說很多指標均很好控制。另外,鋼結構樓面一般選用花紋鋼板或者格柵板,從剛度上來說,格柵板有優勢,但格柵板上面走動肯定會掉灰下來。 其實鋼結構設計,說到底長細比是一個很重要的概念,拉桿,壓桿,都不一樣。通過長細比的概率,再計算應力及穩定,重點其實是穩定。然後就ok了 總結:鋼結構最重要的是支持體系,即保證穩定,所以,我們通常做成超靜定體系,這樣發生問題以後不至於倒塌。特別說明,鋼結構雖然也可以懸挑,但通常我們都要增加支撐,特別是高層,主要是保證其為超靜定體系。
鋼結構設計經驗篇三
(一) 判斷結構是否適合用鋼結構
鋼結構通常用於高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、要求能活動或經常裝拆的結構。直觀的說:大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、雕塑、倉棚、工廠、住宅、山地建築和臨時建築等。這是和鋼結構自身的特點相一致的。
(二) 結構選型與結構布置
結構選型及布置是對結構的定性,由於其涉及廣泛,應該在經驗豐富的工程師指導下進行。此處僅簡單介紹. 詳請參考相關專業書籍.
在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是"概念設計",它在結構選型與布置階段尤其重要. 對一些難以作出精確理性分析或規范未規定的問題,可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的設計思想,從全局的角度來確定控制結構的布置及細部構造措施。 在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇,所得結構方案往往易於手算、力學行為清晰、定性正確,並可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。同時,它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。
林同炎教授在《結構概念和體系》一書中介紹了用整體概念來規劃結構方案的方法,以及結構總體系和個分體系間的相互力學關系和簡化近似設計方法。
鋼結構通常有框架、平面桁架、網架(殼)、索膜、輕鋼、塔桅等結構形式。
其理論與技術大都成熟。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設計方法,比如網殼的穩定等。
結構選型時,應考慮不同結構形式的特點。在工業廠房中,當有較大懸掛荷載或大范圍移動荷載,就可考慮放棄門式剛架而採用網架。基本雪壓大的地區,屋面曲線應有利於積雪滑落(切線50度外不需考慮雪載 ),如亞東水泥廠石灰石倉棚採用三心圓網殼,總雪載和坡屋面相比釋放近一半。降雨量大的地區相似考慮。建築允許時,在框架中布置支撐會比簡單的節點剛接的框架有更好的經濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建築中,可選擇構件受拉為主的懸索或索膜結構體系。高層鋼結構設計中,常採用鋼混凝土組合結構,在地震烈度高或很不規則的高層中,不應單純為了經濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。宜選擇周邊巨型SRC柱,核心為支撐框架的結構體系。我國半數以上的此類高層為前者,對抗震不利。 結構的布置要根據體系特徵,荷載分布情況及性質等綜合考慮.一般的說要剛度均勻.力學模型清晰.盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎. 柱間抗側支撐的分布應均勻.其形心要盡量靠近側向力(風、震)的作用線. 否則應考慮結構的扭轉. 結構的抗側應有多道防線. 比如有支撐框架結構,柱子至少應能單獨承受1/4的總水平力. 框架結構的樓層平面次梁的布置,有時可以調整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁,但是這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會吃不消,此時把次梁支撐在較短的主樑上可以犧牲次梁保住主梁和柱子.
(三) 預估截面
結構布置結束後,需對構件截面作初步估算。主要是樑柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據荷載與支座情況,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度根據梁間側向支撐的間距按l/b限值確定時,可迴避鋼梁的整體穩定的復雜計算,這種方法很受歡迎。 確定了截面高度和翼緣寬度後,其板件厚度可按規范中局部穩定的構造規定預估。
柱截面按長細比預估. 通常50<λ<150, 簡單選擇值在80附近。根據軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或H型鋼截面等.
對應不同的結構,規范對截面的構造要求有很大的不同,如鋼結構所特有的組成構件的板件的局部穩定問題,在普鋼規范和輕鋼規范中的限值有很大的區別。
除此之外,構件截面形式的選擇沒有固定的要求,結構工程師應該根據構件的受力情況,合理的選擇安全經濟美觀的截面。
(四) 結構分析
目前鋼結構實際設計中,結構分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮P-Δ,p-δ.
新近的一些有限元軟體可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能.這為更精確的分析結構提供了條件。並不是所有的結構都需要使用軟體:
典型結構可查力學手冊之類的工具書直接獲得內力和變形.
簡單結構通過手算進行分析.
復雜結構才需要建模運行程序並做詳細的結構分析.
(五) 工程判定
要正確使用結構軟體,還應對其輸出結果的做"工程判定"。比如,評估各向周期、總剪力、變形特徵等。根據"工程判定"選擇修改模型重新分析,還是修正計算結果.
不同的軟體會有不同的適用條件.初學者應充分明了.此外,工程設計中的計算和精確的力學計算本身常有一定距離, 為了獲得實用的設計方法,有時會用誤差較大的假定, 但對這種誤差, 會通過"適用條件、概念及構造"的方式來保證結構的安全. 鋼結構設計中,"適用條件、概念及構造"是比定量計算更重要的內容.
工程師們過分信任與依賴結構軟體有可能帶來結構災難,注重概念設計、工程判定和構造措施有助於避免這種災難.
(六) 構件設計
構件設計首先是材料的選擇. 比較常用的是Q235和Q345. 當強度起控製作用時,可選擇Q345; 穩定控制時,宜使用Q235.通常主結構使用單一鋼種以便於工程管理. 經濟考慮,也可以選擇不同強度鋼材的焊接組合截面(翼緣Q345,腹板Q235). 另外,焊接結構宜選擇Q235B或Q345B。
當前的結構軟體,都提供截面驗算的後處理功能。部分軟體可以將不通過的構件,從給定的截面庫里選擇加大一級自動重新驗算,直至通過,如sap2000等。這是常說的截面優化設計功能之一,它減少了很多工作量。 但是,我們至少應注意兩點:
1.軟體在做構件(主要是柱)的截面驗算時,計算長度系數的取定有時會不符合規范的規定.目前所有的程序都不能完全解決這個問題。所以,尤其對於節點連接情況復雜或變截面的構件,我們應該逐個檢查.
2.當上面第(三)條中預估的截面不滿足時,加大截面應該分兩種情況區別對待。
(1) 強度不滿足,通常加大組成截面的板件厚度,其中,抗彎不滿足加大翼緣厚度,抗剪不滿足加大腹板厚度。
(2) 變形超限,通常不應加大板件厚度而應考慮加大截面的高度,否則會很不經濟。 使用軟體的前述自動加大截面的優化設計功能,很難考慮上述強度與剛度的區分,實際上,除常用於網架設計外,其他結構形式常常並不合適。
(七) 節點設計
連接節點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一.在結構分析前,就應該對節點的形式有充分思考與確定.有時出現的一種情況是,最終設計的節點與結構分析模型中使用的形式不完全一致,如果你不能確信這種不一致帶來的偏差差在工程許可范圍內(5%),就必須避免。 按傳力特性不同,節點分剛接,鉸接和半剛接. 初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者.常用的參考書有豐富的推薦的節點做法及計算公式.
連接的不同對結構影響甚大.比如,有的剛接節點雖然承受彎矩沒有問題,但會產生較大轉動, 不符合結構分析中的假定. 會導致實際工程變形大於計算數據等的不利結果.
連接節點有等強設計和實際受力設計兩種常用的方法, 初學者可偏安全選用前者.設計手冊[2]中通常有焊縫及螺栓連接的表格等供設計者查用,比較方便. 也可以使用結構軟體的後處理部分來自動完成.
具體設計主要包括以下內容:
1.焊接: 對焊接焊縫的尺寸及形式等,規范有強制規定,應嚴格遵守. 焊條的選用應和被連接金屬材質適應.E43對應Q235,E50對應Q345. Q235與Q345連接時,應該選擇低強度的E43,而不是E50.
焊接設計中不得任意加大焊縫. 焊縫的重心應盡量與被連接構件重心接近.其他詳細內容可查規范關於焊縫構造方面的規定.
2.栓接:
鉚接形式,在建築工程中,現已很少採用.
普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結構部位使用.
高強螺栓,使用日益廣泛.常用8.8s和10.9s兩個強度等級.根據受力特點分承壓型和摩擦型.兩者計算方法不同. 高強螺栓最小規格M12. 常用M16~M30. 超大規格的螺栓性能不穩定,應慎重使用。
自攻螺絲用於板材與薄壁型鋼間的次要連接. 在低層牆板式住宅中也常用於主結構的連接. 難以解決的是自攻過程中防腐層的破壞問題。
3.連接板: 需驗算栓孔削弱處的凈截面抗剪等. 連接板厚度可簡單取為梁腹板厚度加4mm,則除短梁或有較大集中荷載的梁外,常不需驗算抗剪。
4.梁腹板: 應驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪.承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓.
5.節點設計必須考慮安裝螺栓、現場焊接等的施工空間及構件吊裝順序等。構件運到現場無法安裝是初學者長犯的錯誤。此外,還應盡可能使工人能方便的進行現場定位與臨時固定。
6.節點設計還應考慮製造廠的工藝水平. 比如鋼管連接節點的相貫線的切口可能需要數控機床等設備才能完成.
(八) 圖紙編制
鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段,設計圖由設計單位提供,施工詳圖通常由鋼結構製造公司根據設計圖編制,有時也會由設計單位代為編制。由於近年鋼結構項目增多和設計院鋼結構工程師缺乏的矛盾,有設計能力的鋼結構公司參與設計圖編制的情況也很普遍。
1.設計圖: 是提供製造廠編制施工詳圖的依據. 深度及內容應完整但不冗餘. 在設計圖中,對於設計依據、荷載資料(包括地震作用)、技術數據、材料選用及材質要求、設計要求(包括製造和安裝、焊縫質量檢驗的等級、塗裝及運輸等)、結構布置、構件截面選用以及結構的主要節點構造等均應表示清楚,以利於施工詳圖的順利編制,並能正確體現設計的意圖。主要材料應列表表示。
2.施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等.深度須能滿足車間直接製造加工.不完全相同的另構件單元須單獨繪製表達,並應附有詳盡的材料表.
設計圖及施工詳圖的內容表達方法及出圖深度的控制,目前比較混亂,各個設計單位
之間及其與鋼結構公司之間不盡相同。 初學者可參考他人的優秀設計並參考相關的工具書,並依據規范規定編制。
概念設計的一個方面:
當你在設計中,能夠把結構看作構件,把構件看作結構,你就已經走近概念設計了。
把結構當作構件,比如,一棟大廈的結構就是一根懸臂梁, 一座桁架大鐵橋就是一根連續梁。
把構件看作結構,比如,一個H型鋼構件是由3塊板組成的結構,一個鋼管相貫的節點就是一個空間結構。
對構件特性的把握:
比如,鋼管適合做二力(壓)桿,不適合做抗彎構件。它做兩端鉸接柱或支撐很出色,但是很少用作梁。 當一個受彎構件被選成鋼管截面,且程序計算不通過時,你不應通過加大截面來滿足,而是應該改用有強弱軸的截面。
如此等等,是基本的概念。
概念設計能力,不單生成於豐富的經歷與經驗,更是來源於對基本的力學、材料等概念掌握。同時要求結構師有開闊的視野。
Ⅱ 設計已螺旋輸送機的驅動裝置設計說明書
計算內容 計算結果
一, 設計任務書
設計題目:傳送設備的傳動裝置
(一)方案設計要求:
具有過載保護性能(有帶傳動)
含有二級展開式圓柱齒輪減速器
傳送帶鼓輪方向與減速器輸出軸方向平行
(二)工作機原始數據:
傳送帶鼓輪直徑___ mm,傳送帶帶速___m/s
傳送帶主動軸所需扭矩T為___N.m
使用年限___年,___班制
工作載荷(平穩,微振,沖擊)
(三)數據:
鼓輪D 278mm,扭矩T 248N.m
帶速V 0.98m/s,年限 9年
班制 2 ,載荷 微振
二.電機的選擇計算
1. 選擇電機的轉速:
a. 計算傳動滾筒的轉速
nw= 60V/πd=60×0.98/3.14×0.278=67.326 r/min
b.計算工作機功率
pw= nw/9.55×10³=248×67.326/9.55×10³=1.748Kw
2. 工作機的有效功率
a. 傳動裝置的總效率
帶傳動的效率η1= 0.96
彈性聯軸器的效率η2= 0.99
滾筒的轉速
nw=67.326 r/min
工作機功率
pw=1.748Kw
計算內容 計算結果
滾動軸承的效率 η3=0.99
滾筒效率 η4=0.96
齒輪嚙合效率 η5=0.97
總效率 η=η1×η2×η34×η4×η5²=
0.95×0.99×0.994×0.96×0.97²=0.816
c. 所需電動機輸出功率Pr=Pw/η=1.748/0.816=2.142kw
3. 選擇電動機的型號:
查參考文獻[10] 表16-1-28得 表1.1
方案
號 電機
型號 電機
質量
(Kg) 額定
功率
(Kw) 同步
轉速(r/min) 滿載
轉速
(r/min) 總傳
動比
1 Y100L1-4 34 2.2 1500 1420 21.091
2 Y112M-6 45 2.2 1000 940 13.962
根據以上兩種可行同步轉速電機對比可見,方案2傳動比小且質量價格也比較合理,所以選擇Y112M-6型電動機。
三.運動和動力參數的計算
1. 分配傳動比取i帶=2.5
總傳動比 i=13.962
i減=i/i帶=13.962/2.5=5.585
減速器高速級傳動比i1= =2.746
減速器低速級傳動比i2= i減/ i1=2.034
2. 運動和動力參數計算:
總效率
η=0.816
電動機輸出功率
Pr=2.142kw
選用三相非同步電動機Y112M-6
p=2.2 kw
n=940r/min
中心高H=1112mm,外伸軸段D×E=28×60
i=13.962
i12=2.746
i23=2.034
P0=2.142Kw
計算內容 計算結果
0軸(電動機軸):
p0=pr=2.142Kw
n0=940r/min
T0=9.55103P0/n0=9.551032.119/940=21.762N.m
Ⅰ軸(減速器高速軸):
p1=p.η1=2.1420.95=2.035Kw
n1= n0/i01=940/2.5=376
T1=9.55103P1/n1=51.687 N.m
Ⅱ軸(減速器中間軸):
p2=p1η12=p1η5η3=2.0350.970.99
=1.954 Kw
n2= n1/i12=376/2.746=136.926 r/min
T2=9.55103 P2/n2=136.283N.m
Ⅲ軸(減速器低速軸):
p3=p2η23= p2η5η3=1.876 Kw
n3= n2/i23=67.319 r/min
T3=9.55103 P3/n3=266.133 N.m
Ⅳ軸(鼓輪軸):
p4=p3η34=1.839 Kw
n4= n3=67.319 r/min
T4=9.55103 P4/n4=260.884 N.m
四.傳動零件的設計計算
(一)減速器以外的傳動零件
1.普通V帶的設計計算
(1) 工況系數取KA=1.2
確定dd1, dd2:設計功率pc=KAp=1.22.2=2.64Kw n0=940r/min
T0=21.762N.m
p1=2.035Kw
n1=376r/min
T1=51.687N.m
p2=1.954Kw
n2=136.926 r/min
T2=136.283 N.m
p3=1.876Kw
n3=67.319 r/min
T3=266.133N.m
p4=1.839 Kw
n4=67.319r/min
T4=260.884 N.m
小帶輪轉速n1= n0=940 r/min
選取A型V帶 取dd1=118mm
dd2=(n1/n2)dd1=(940/376) 118=295mm
取標准值dd2=315mm
實際傳動i=dd1/ dd2=315/118=2.669
所以n2= n1/i=940/2.669=352.192r/min(誤差為6.3%>5%)
重取 dd1=125mm,
dd2=(n1/n2)dd1=(940/376)125=312.5mm
取標准值dd2=315mm
實際傳動比i= dd1/ dd2=315/125=2.52
n2= n1/i=940/2.52=373.016
(誤差為8% 允許)
所選V帶帶速v=πdd1 n1/(601000)=3.14
125940/(601000)=6.152m/s
在5 ~25m/s之間 所選V帶符合
(2)確定中心距
①初定a0 :0.7(dd1 +dd2)≤a0≤ 2(dd1 +dd2)
308≤a0≤880 取a0=550mm
②Lc=2 a0+(π/2)( dd1 +dd2)+( dd2 -dd1)²/4 a0
=2550+(3.14/2) (315+125)+(315-125)²/4550=1807.559
③取標准值:Ld=1800mm
④中心距:a=a0+ (LdLc)/2=550+(1800-1807.559)/2
計算內容 計算結果
=546.221mm
取a=547mm,a的調整范圍為:
amax=a+0.03 Ld=601mm
amin=a-0.015Ld=520mm
(2)驗算包角:
α≈180°-(dd2-dd1) 60° /a=180°-(315-125) 60°/547=159°>120°,符合要求。
(3)確定根數:z≥pc/p0』
p0』=Kα(p0+Δp1+Δp2)
Kα=1.25(1- )=0.948
對於A型帶:c1=3.7810-4,c2=9.8110-3,
c3=9.610-15,c4=4.6510-5
L0=1700mm
ω1= = =98.437rad/s
p0= dd1ω1[c1- - c3 (dd1ω1)²- c4lg(dd1ω1)]
=12598.437[3.7810-4- -9.6
10-15 (12598.437)²- 4.6510-5
lg(12598.437)]=1.327
Δp1= c4dd1ω1 =0.148
Δp2=c4dd1ω1 =0.0142
p0』=0.948 (1.327+0.149+0.0142)=1.413 Kw
確定根數:z≥ ≤Zmax
z= = 取z=2
(4)確定初拉力F0
F0=500 =500×
=175.633KN
(5)帶對軸的壓力Q
Q=2 F0zsin =2 =690.768KN
(二)減速器以內的零件的設計計算
1.齒輪傳動設計
(1)高速級用斜齒輪
① 選擇材料
小齒輪選用40Cr鋼,調質處理,齒面硬度250~280HBS大齒輪選用ZG340~ 640,正火處理,齒面硬度170 ~ 220HBS
應力循環次數N:
N1=60n1jLh=60×376×(9×300×16)=9.74×108
N2= N1/i1=9.74×108 ÷2.746=3.549×108
查文獻[2]圖5-17得:ZN1=1.02 Z N2=1.11(允許有一點蝕)
由文獻[2]式(5-29)得:ZX1 = ZX2=1.0,取SHmin=1.0,Zw=1.0,ZLVR=0.92
按齒面硬度250HBS和170HBS由文獻[2]圖(5-16(b))得:σHlim1=690Mpa, σHlim2=450 Mpa
許用接觸應力[σH]1 =(σHlim1/SHmin)ZN1 ZX1 Zw ZLVR=647.496 Mpa,[σH]2=(σHlim2/SHmin)ZN2 ZX2 Zw ZLVR
=459.540 Mpa
因[σH]2〈[σH]1,所以計算中取[σH]= [σH]2 =459.540 Mpa
②按接觸強度確定中心距
初定螺旋角β=12° Zβ= =0.989
初取KtZεt2=1.12 由文獻[2]表5-5得ZE=188.9 ,減速傳動u=i1 =2.746,取Φa=0.4
端面壓力角αt=arctan(tanαn/cosβ)=arctan(tan20°/cos12°)=20.4103°
基圓螺旋角βb= arctan(tanβ×cosαt)= arctan(tan12°×cos20.4103°)=11.2665°
ZH= = =2.450
計算中心距a:
計算內容 計算結果
a≥
=
=111.178mm
取中心距 a=112mm
估算模數mn=(0.007~0.02)a=(0.007~0.02)×=
0.784~2.24
取標准模數mn=2
小齒輪齒數
實際傳動比: 傳動比誤差 在允許范圍之內
修正螺旋角β=
10°50′39〃
與初選β=12°相近,Zβ,ZH可不修正。
齒輪分度圓直徑
圓周速度
由文獻[2]表5-6 取齒輪精度為8級
③驗算齒面接觸疲勞強度
按電機驅動,載荷平穩,由文獻[2]表5-3 取 KA=1.25
由文獻[2]圖5-4(b),按8級精度和
取KV=1.023
齒寬 ,取標准b=45mm
由文獻[2]圖5-7(a)按b/d1=45/61.091=0.737,取Kβ=1.051
由文獻[2]表5-4,Kα=1.2
載荷系數K= KAKVKβKα=
計算重合度:
齒頂圓直徑
端面壓力角:
齒輪基圓直徑: mm
mm
端面齒頂壓力角:
高速級斜齒輪主要參數:
mn=2
z1=30, z2=80
β=
10°50′39〃
mt= mn/cosβ=2.036mm
d1=61.091mm
d2=162.909mm
da1=65.091mm
da2=166.909mm
df1= d1-2(ha*+ c*) mn=56.091mm
df2= d2-2(ha*+ c*) mn=157.909mm
中心距a=1/2(d1+d2)=112mm
齒寬b2=b=
45mm
b1= b2+(5~10)=50mm
計算內容 計算結果
齒面接觸應力
安全
④驗算齒根彎曲疲勞強度
由文獻[2]圖5-18(b)得:
由文獻[2]圖5-19得:
由文獻[2]式5-23:
取
計算許用彎曲應力:
計算內容
計算結果
由文獻[2]圖5-14得:
由文獻[2]圖5-15得:
由文獻[2]式5-47得計算
由式5-48: 計算齒根彎曲應力:
均安全。
⑵低速級直齒輪的設計
①選擇材料
小齒輪材料選用40Cr鋼,齒面硬度250—280HBS,大齒輪材料選用ZG310-570,正火處理,齒面硬度162—185HBS
計算應力循環次數N:同高速級斜齒輪的計算 N1=60 n1jL h=1.748×108
N2= N1/i1=0.858×108
計算內容
計算結果
查文獻[2]圖5-17得:ZN1=1.12 Z N2=1.14
按齒面硬度250HBS和162HBS由文獻[2]圖(5-16(b))得:σHlim1=690Mpa, σHlim2=440 Mpa
由文獻[2]式5-28計算許用接觸應力:
[σH]1 =(σHlim1/SHmin)ZN1 ZX1 Zw ZLVR=710.976 Mpa,[σH]2=(σHlim2/SHmin)ZN2 ZX2 Zw ZLVR
=461.472 Mpa
因[σH]2〈[σH]1,所以取[σH]= [σH]2 =461.472 Mpa
②按接觸強度確定中心距
小輪轉距T1=136.283N.m=136283N.m
初取KtZεt2=1.1 由文獻[2]表5-5得ZE=188.9 ,減速傳動u=i23=2.034,取Φa=0.35
計算中心距a: a≥
=145.294mm
取中心距 a=150mm估算模數m=(0.007~0.02)a=(0.007~0.02)×150=
1.05~3
取標准模數m=2
小齒輪齒數
齒輪分度圓直徑
齒輪齒頂圓直徑:
齒輪基圓直徑: mm
mm
圓周速度
由文獻[2]表5-6 取齒輪精度為8級
按電機驅動,載荷平穩,而工作機載荷微振,由文獻[2]表5-3 取 KA=1.25
按8級精度和 取KV=1.02
齒寬 b= ,取標准b=53mm
由文獻[2]圖5-7(a)按b/d1=53/100=0.53,取Kβ=1.03
由文獻[2]表5-4,Kα=1.1
載荷系數K= KAKVKβKα=
計算端面重合度:
安全。
③校核齒根彎曲疲勞強度
按z1=50, z2=100,由文獻[2]圖5-14得YFa1=2.36 ,YFa2=2.22
由文獻[2]圖5-15得YSa1= 1.71,YSa2=1.80。
Yε=0.25+0.75/ εα=0.25+0.75/1.804=0.666
由文獻[2]圖5-18(b),σFlim1=290Mp, σFlim2=152Mp
由文獻[2]圖5-19,YN1= YN2=1.0,因為m=4〈5mm,YX1= YX2=1.0。
取YST=2.0,SFmin=1.4。
計算許用彎曲應力:
[σF1]= σFlim1YST YN1 YX1/SFmin=414Mp
[σF2]= σFlim2YST YN2 YX2/SFmin=217Mp
計算齒根彎曲應力:
σF1=2KT1YFa1YSa1Yε/bd1m=2×1.445×136283×2.36×1.71×0.666/53×100×2=99.866Mp〈[σF1]
σF2=σF1 YFa2YSa2/ YFa1YSa1=98.866Mp〈[σF2]
均安全。
五.軸的結構設計和軸承的選擇
a1=112mm, a2=150mm,
bh2=45mm, bh1= bh2+(5~10)=50mm
bl2=53mm, bl1= bl2+(5~10)=60mm
(h----高速軸,l----低速軸)
考慮相鄰齒輪沿軸向不發生干涉,計入尺寸s=10mm,考慮齒輪與箱體內壁沿軸向不發生干涉,計入尺寸k=10mm,為保證滾動軸承放入箱體軸承座孔內,計入尺寸c=5mm,初取軸承寬度分別為n1=20mm,n2=22,n3=22mm,3根軸的支撐跨距分別為:
計算內容
低速級直齒輪主要參數:
m=2
z1=50, z1=50 z2=100
u=2.034
d1=100mm
d2=200mm
da1=104mm
da2=204mm
df1=
d1-2(ha*+ c*) m=95mm
df2=
d2-2(ha*+ c*) m=195mm
a=1/2(d2+ d1)=150mm
齒寬b2 =b=53mm
b1=b2+
(5~10)=60mm
計算結果
l1=2(c+k)+bh1+s+bl1+n1=2×(5+10)+50+10+60+20=170mm
l2=2(c+k)+bh1+s+bl1+n2=2×(5+10)+50+10+60+20=
172mm
l3=2(c+k)+bh1+s+bl1+n3=2×(5+10)+50+10+60+20=172mm
(2)高速軸的設計:
①選擇軸的材料及熱處理
由於高速軸小齒輪直徑較小,所以採用齒輪軸,選用40r鋼,
②軸的受力分析:
如圖1軸的受力分析:
lAB=l1=170mm,
lAC=n1/2+c+k+bh1/2=20/2+5+10+50/2=50mm
lBC= lAB- lAC=170-50=120mm
(a) 計算齒輪嚙合力:
Ft1=2000T1/d1=2000×51.687/61.091=162.131N
Fr1=Ft1tanαn/cosβ1692.13×tan20°/cos10.8441°=627.083N
Fa1= Ft1tanβ×tan10.8441°=324.141N
(b) 求水平面內支承反力,軸在水平面內和垂直面的受力簡圖如下圖:
RAx= Ft1 lBC/ lAB=1692.131×120/170=1194.445N
RBx= Ft1-RAx=1692.131-1194.445=497.686N
RAy=(Fr1lBC+Fa1d1/2)/lAB=(627.083×120+324.141×
61.091/2)/170=500.888N
RBy= Fr1-RAy=627.083-500.888=126.195N
(c) 支承反力
彎矩MA= MB=0,MC1= RA lAC=64760.85N.mm
MC2= RB lBC=61612.32N.mm
轉矩T= Ft1 d1/2=51686.987N.mm
計算內容
計算結果
d≥ ③軸的結構設計
按經驗公式,減速器輸入端軸徑A0 由文獻[2]表8-2,取A0=100
則d≥100 ,由於外伸端軸開一鍵槽,
d=17.557(1+5%)=18.435取d=20mm,由於da1<2d,用齒輪軸,根據軸上零件的布置、安裝和定位的需要,初定軸段直徑和長度,其中軸頸、軸的結構尺寸應與軸上相關零件的結構尺寸聯系起來考慮。
初定軸的結構尺寸如下圖:
高速軸上軸承選擇:選擇軸承30205 GB/T297-94。
(2)中間軸(2軸)的設計:
①選擇軸的材料及熱處理
選用45號綱調質處理。
②軸的受力分析:
如下圖軸的受力分析:
計算內容
計算結果
lAB=l2=172mm,
lAC=n2/2+c+k+bh1/2=22/2+5+10+50/2=51mm
lBC= lAB- lAC=172-51=121mm
lBD=n2/2+c+k+bl1/2=22/2+5+10+60/2=56mm
(a) 計算齒輪嚙合力:
Ft2=2000T2/d2=2000×136.283/162.909=1673.118N
Fr2=Ft2tanαn/cosβ=1673.118×tan20°/cos10.8441°=620.037N
Fa2=Ft2tanβ=1673.118×tan10.8441°=320.499N
Ft3=2000T2/d3=2000×136.283/100=2725.660N
Fr3=Ft3tanα=2725.660×tan20°=992.059N
(b)求水平面內和垂直面內的支反力
RAx=(Ft2lBC+Ft3lBD )/lAB=(1673.118×121+2725.660×56)/172=2064.443N
RBx=Ft2+Ft3-RAX=1673.118+2725.660-2064.443=2334.35N
RAY=(Fa2d2/2-Fr2lBC+Fr3lBD)/lAB=(320.449×162.909/2-620.037×121+992.059×56)=190.336N
RBY=Fr3-Fr2-RAY=992.059-620.037-190.336=
計算內容
計算結果
181.656N
RA=2073.191N, RB=2341.392N
③軸的結構設計
按經驗公式, d≥A0 由文獻[2]表8-2,取A0=110
則d≥110 ,取開鍵槽處d=35mm
根據軸上零件的布置、安裝和定位的需要,初定軸段直徑和長度,其中軸頸、軸的結構尺寸應與軸上相關零件的結構尺寸聯系起來考慮。
初定軸的結構尺寸如下圖:
中間軸上軸承選擇:選擇軸承6206 GB/T276-94。
(3)低速軸(3軸)的設計:
①選擇軸的材料及熱處理
選用45號綱調質處理。
②軸的受力分析:
如下圖軸的受力分析:
計算內容
計算結果
初估軸徑:
d≥A0 =110
聯接聯軸器的軸端有一鍵槽,dmin=33.5(1+3%)=34.351mm,取標准d=35mm
軸上危險截面軸徑計算:d=(0.3~0.4)a=(0.3~0.4)×150=45~60mm 最小值dmin =45×(1+3%)=46.35mm,取標准
計算內容 計算結果
50mm
初選6207GB/T276-94軸承,其內徑,外徑,寬度為40×80×18
軸上各軸徑及長度初步安排如下圖:
③低速級軸及軸上軸承的強度校核
a、 低速級軸的強度校核
①按彎扭合成強度校核:
轉矩按脈動循環變化,α≈0.6
Mca1= Mc=106962.324N.mm
Mca2=
Mca3=αT=159679.800N.mm
計算彎矩圖如下圖:
計算內容
計算結果
Ⅱ剖面直徑最小,而計算彎矩較大,Ⅷ剖面計算彎矩最大,所以校核Ⅱ,Ⅷ剖面。
Ⅱ剖面:σca= Mca3/W=159679.8/0.1×35³=37.243Mp
Ⅷ剖面:σca= Mca2/W=192194.114/0.1×50³=15.376Mp
對於45號綱,σB=637Mp,查文獻[2]表8-3得
[σb] -1=59
Mp,σca<[σb] -1,安全。
②精確校核低速軸的疲勞強度
a、 判斷危險截面:
各個剖面均有可能有危險剖面。其中,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ剖面為過度圓角引起應力集中,只算Ⅱ剖面即可。Ⅰ剖面與Ⅱ剖面比較,只是應力集中影響不同,可取應力集中系數較大者進行驗算。Ⅸ--Ⅹ面比較,它們直徑均相同,Ⅸ與Ⅹ剖面計算彎矩值小,Ⅷ剖面雖然計算彎矩值最大,但應力集中影響較小(過盈配合及鍵槽引起的應力集中均在兩端),所以Ⅵ與Ⅶ剖面危險,Ⅵ與Ⅶ剖面的距離較接近(可取5mm左右),承載情況也很接近,可取應力集中系數較大值進行驗算。
計算內容
計算結果
b.較核Ⅰ、Ⅱ剖面疲勞強度:Ⅰ剖面因鍵槽引
起的應力集中系數由文獻[2]附表1-1查得:kσ=1.76, kτ=1.54
Ⅱ剖面配合按H7/K6,引起的應力集中系數由文獻[2]附表1-1得:kσ=1.97, kτ=1.51。Ⅱ剖面因過渡圓角引起的應力集中系數查文獻[2]附表1-2(用插入法): (過渡圓角半徑根據D-d由文獻[1]表4.2-13查取) kτ=1.419,故應按過渡圓角引起的應力集中系數驗算Ⅱ剖面
Ⅱ剖面產生的扭應力、應力幅、平均應力為:
τmax =T/ WT=266.133/0.2×35³=31.036Mp,
τa=τm =τmax /2=15.52Mp
絕對尺寸影響系數查文獻[2]附表1-4得:εσ =0.88,ετ =0.81,表面質量系數查文獻[2]附表1-5:βσ =0.92,βτ =0.92
Ⅱ剖面安全系數為:
S=Sτ=
取[S]=1.5~1.8,S>[S] Ⅱ剖面安全。
b、 校核Ⅵ,Ⅶ剖面:
Ⅵ剖面按H7/K6配合,引起的應力集中系數查附表1-1,kσ=1.97, kτ=1.51
Ⅵ剖面因過渡圓角引起的應力集中系數查附表1-2, ,kσ=1.612,kτ=1.43
Ⅶ剖面因鍵槽引起的應力集中系數查文獻[2]附表1-1得:kσ=1.82, kτ=1.62。故應按過渡圓角引起
計算內容
計算結果
的應力集中系數來驗算Ⅵ剖面
MVⅠ=113 RA=922.089×113=104196.057N.mm, TVⅠ=266133N.mm
Ⅵ剖面產生的正應力及其應力幅、平均應力:
σmax= MVⅠ/W=104196.057/0.1×50³=8.336Mp
σa=σmax=8.366 σm=0
Ⅵ剖面產生的扭應力及其應力幅,平均應力為:
τmax =TⅥ/ WT=266133/0.2×50³
絕對尺寸影響系數由文獻[2]附表1-4得:εσ =0.84,ετ
=0.78
表面質量系數由文獻[2]附表1-5查得:βσ =0.92,βτ =0.92
Ⅵ剖面的安全系數:
Sσ =
Sτ=
S=
取[S]= 1.5~1.8,S>[S] Ⅵ剖面安全。
六.各個軸上鍵的選擇及校核
1.高速軸上鍵的選擇:
初選A型6×32 GB1095-79:b=6mm,L=32mm,l=26mm,查文獻[2]表2-10,許用擠壓應力[σp]=110Mp,σp= 滿足要求;
計算內容
高速軸上
選A型6×32 GB1095-79:b=6mm,L=32mm,l=26mm
中間軸
選A型10×32 GB1095-79:b=10mm,h=8mm,L=32mm,l=22mm,
計算結果
2.中間軸鍵的選擇:
A處:初選A型10×32 GB1095-79:b=10mm,h=8mm,L=32mm,l=22mm, [σp]=110Mp
σp= 滿足要求;
B處:初選A型10×45 GB1095-79:
b=10mm,h=8mm,L=32mm,l=22mm,[σp]=110Mp
σp= 滿足要求.
3. 低速軸上鍵的選擇:
a.聯軸器處選A型普通平鍵
初選A型10×50 GB1096-79:b=10mm,h=8mm,L=50mm,l=40mm,查文獻[2]表2-10,許用擠壓應力[σp]=110Mp
σp= 滿足要求.
b. 齒輪處初選A型14×40 GB1096-79:b=14mm,h=9mm,L=40mm,l=26mm, [σp]=110Mp
σp= 滿足要求.
七.聯軸器的選擇
根據設計題目的要求,減速器只有低速軸上放置一聯軸器。
查表取工作情況系數K=1.25~1.5 取K=1.5
計算轉矩 Tc=KT=1.5×266.133=399.200Mp
選用HL3型聯軸器:J40×84GB5014-85,[T]=630N.m, Tc<[T],n<[n],所選聯軸器合適。
低速軸
聯軸器處選A型10×50GB1096-79:b=10mm,h=8mm,L=50mm,l=40mm
低速軸
齒輪處初選A型14×40GB1096-79:
b=14mm,h=9mm,L=40mm,l=26mm
選用HL3型聯軸器:J40×84GB5014-85
參考資料:機械課程設計,理論力學
Ⅲ 機械設計 帶傳動的傳動裝置課程設計 說明書和圖
QRS你好,整理的1000份機械課設畢設,你說的裡面有的,直接用就行T
Ⅳ 鋼結構課程設計例題 說明: 梯形鋼屋架的設計和計算方法,
鋼結構屋蓋混凝土柱子的排架結構。
一共21榀普鋼結構屋架,既然把長120m,屋架間距6m都說了,何必不說跨度。手算方法步驟:
1. 按題目要求畫出梯形屋架上下弦桿、腹桿中心線交匯的簡圖(模型),注意上弦桿的節間距離應符合大型屋面板寬(1500);零星尺寸趕往兩邊安裝嵌板或帶檐板。
2. 按題示屋面各層材料計算永久荷載(KN/m²);查荷載規范積灰荷載標准值,查並算出雪荷載標准值、檢修荷載、查並算出風荷載標准值;同時查出它們的准永久值系數備用,(若不計算撓度則不要准永久值系數)。
3.分別把屋面的永久荷載、可變荷載乘開間6m為沿屋架的線荷載,再化為上弦節點的集中荷載。這裡面要估計屋架的自重化為永久荷載(節點集中荷載);
4. 只作承載能力計算時,以上荷載效應按基本組合,計算出支座反力(在柱頂);
5. 找尋零桿等可利用的邊界條件,取節點脫離體用靜力平衡∑X=0、∑Y=0計算各乾的軸力;這一步也可找現成的標准圖照抄,也可用圖解法在CAD上解得。
6. 根據預先假設的桿件截面,拉桿,強度計算;壓桿,強度計算及穩定計算。
Ⅳ 求樓頂鋼結構造型設計計算書和設計總說明
你應該把你的尺寸、樓頂基礎、想法、要求告訴設計師,設計出圖紙來,會有說明的。
Ⅵ 簡要說明這些鋼結構的結構體系及設計特點。
埃菲爾鐵塔:鋼架鏤空結構體系. 塔身為鋼架鏤空結構,高324米,重10000噸。有海拔57米、 115米和274米的三層平台可帶給人心理震撼力的景象供游覽,第四層平台海拔300米,設氣象站。頂部架有天線,為巴黎電視中心。從地面到塔頂裝有電梯和階梯,1711級階梯,鐵塔採用交錯式結構,由四條與地面成75度角的、粗大的、帶有混凝土水泥台基的鐵柱支撐著高聳入雲的塔身,內設四部水力升降機(現為電梯)。它使用了1500多根巨型預制梁架、150萬顆鉚釘、12000個鋼鐵鑄件,總重7000噸,由250個工人花了17個月建成,造價為740萬金法郎,每隔7年油漆一次,每次用漆52噸。 紐約帝國大廈:鋼筋混凝土結構 大廈位於紐約繁華的第五號大街上。底部面積130*60平方米,向上逐漸收縮,85層之下為普通的使用建築面積,85層以上收縮為直徑10米高61米的尖塔。塔本身相當於17層,因此帝國大廈號稱102層,塔頂距地面380米有效使用面積6萬平方米。帝國大廈從動工到交付使用只用了19個月,平均每5天多建一層,施工速度極快。大樓主要是辦公用房,共裝67部電梯。據觀測大廈在大風中最大擺幅為7.6厘米,對人的感覺和安全沒有影響。 克萊斯勒大廈:框架支撐體系 克萊斯勒大廈按照當時流行的迪科藝術風格來加以設計,呈現幾何狀和流線型。這種建築風格中最流行的圖案之一是陽光四射形圖案。該圖案被用來布置大廈頂部的窗 戶。由於樓頂用不銹鋼來覆蓋,在陽光的反射下閃閃發光,更增添了它的魅力,設計具有特色的基地,包括陳列室兩倍的高度窗戶及用玻璃包覆角落,創造大廈飄浮在空中的錯覺 舊金山吊索金門大橋:吊索結構體系。 金門大橋包括從鋼塔兩端延伸出去的部分,全長達2000米,為此,又分別在兩側修建了兩座輔助鋼塔,使橋形更加壯觀。大橋的橋面寬27.4米,有6條車行道和兩條寬敞的人行道。鋼塔聳立在大橋南北兩側,高342米,其中高出水面部分為227米,相當於一座70層高的建築物。塔的頂端用兩根直徑各為92.7厘米、重2.45萬噸的鋼纜相連,鋼纜中點下垂,幾乎接近橋身,鋼纜和橋身之間用一根根細鋼繩連接起來。鋼纜兩端伸延到岸上錨定於岩石中。大橋橋體憑借橋兩側兩根鋼纜所產生的巨大拉力高懸在半空之中。鋼塔之間的大橋跨度達1280米,為世界所建大橋中罕見的單孔長跨距大吊橋之一。從海面到橋中心部的高度約60米,又寬又高,所以即使漲潮時,大型船隻也能暢通無阻。 中銀大廈:混凝土——鋼結構立體支撐體系 結構採用4角12層高的巨形鋼柱支撐,室內無一根柱子。仔細觀察中銀大廈,會發現許多貝氏作品慣用的設計,以平面為例,中銀大廈是一個正方平面,對角劃成4組三角形,每組三角形的高度不同,節節高升,使得各個立面在嚴謹的幾何規范內變化多端。採用幾何不變的軸力代替幾何可變的彎曲桿系,來抵抗水平荷載,利用多片平面支撐的組合,形成一個立體支撐體系,使立體支撐在承擔全部水平荷載的同時,還承擔了高樓的幾乎全部的重力,從而進一步增強了立體支撐抵抗傾覆力矩的能力。將抵抗傾覆力矩用的抗壓和抗拉豎桿件,布置在建築方形平面的四個角,從而在抵抗任何方向的水平力時,均具有最大的抗力矩的力偶臂。利用立體支撐及各支撐平面內的鋼柱和斜桿,將各樓層重力荷載傳遞至角柱,加大了樓層重力荷載作為抵抗傾覆力矩平衡重的力偶臂,從而提高了作為平衡重的有效性 金茂大廈:框筒結構體系。核心為現澆鋼筋混凝土,外框為鋼結構與混凝土結構復合成為鋼結構與混泥土結構復合建造超高層建築的典範 大廈採用超高層建築史上首次運用的最新結構技術,整幢大樓垂直偏差僅2厘米,樓頂部的晃動連半米都不到,這是世界高樓中最出色的,還可以保證12級大風不倒,同時能抗7級地震。大廈的外牆由大塊的玻璃牆組成,反射出似銀非銀、深淺不一、變化無窮的色彩。大廳採用圓拱式的門框,給人高大寬敞明亮的感覺;牆面選用地中海有孔大理石,能起到良好隔音效果;地面大理石光而不亮,平而不滑。前廳內的八幅銅雕壁畫集中體現了中國傳統的書法藝術,它通過漢字,從甲骨文、鍾鼎文,一直到篆、隸、楷、草的演變,反映了中國上下五千年的文明史。通往宴會廳的走廊,更是一條藝術長廊,體現出一種高雅的品位和豪華的氣派。 上海環球金融中心 :鋼筋混凝土結構(SRC結構)、鋼結構(S結構)。 上海環球金融中心是以辦公為主,集商貿、賓館、觀光、會議等設施於一體的綜合型大廈。大樓在90樓(約395米)設置了兩台風阻尼器,各重150公噸,使用感應器測出建築物遇風的搖晃程度,及通過電腦計算以控制阻尼器移動的方向,減少大樓由於強風而引起的搖晃,而預計這兩台阻尼器也將成為世界最高的自動控制阻尼器。為了減少建築的重量,主要就是減小核心筒內混凝土牆的厚度,因此就需要減小核心筒在側向力作用下的厚度,結構優化的方向就是增加周邊牆的剛度,相應的減薄核心筒內牆的厚度。 巨型結構的撐是採用鋼管混凝土,這樣可以增加構件的剛度和延性,還有阻尼。採用混凝土填充還是有一個好處是在結構的頂部一般鋼管比較薄,混凝土填充可以增加鋼管的抗屈.
Ⅶ 鋼結構設計說明書要寫哪些內容
鋼結構設計說明書要寫哪些內容
工程結構一般特徵;
應用規范、規程;
選用材料標註:強度等級、焊條牌號;
尺寸標注備注;
塗裝要求及做法;
需要特別關注的做法和使用的特殊工藝、施工中必須保證和難以實現的關鍵難點。
其它認為需要提醒的注意事項。