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16.3 构造要求
16.3.1 直接承受动力重复作用并需进行疲劳验算的焊接连接除应符合本标准第11.3.4的规定外,尚应符合下列规定:
1 严禁使用塞焊、槽焊、电渣焊和气电立焊连接;
2 焊接连接中,当拉应力与焊缝轴线垂直时,严禁采用部分焊透对接焊缝、背面不清根的无衬垫焊缝;
3 不同厚度板材或管材对接时,均应加工成斜坡过渡;接口的错边量小于较薄板件厚度时,宜将焊缝焊成斜坡状,或将较厚板的一面(或两面)及管材的外壁(或内壁)在焊前加工成斜坡,其坡度最大允许值为1:4。
16.3.2 需要验算疲劳的吊车梁、吊车桁架及类似结构应符合下列规定:
1 焊接吊车梁的翼缘板宜用一层钢板,当采用两层钢板时,外层钢板宜沿梁通长设置,并应在设计和施工中采用措施使上翼缘两层钢板紧密接触。
2 支承夹钳或刚性料耙硬钩起重机以及类似起重机的结构,不宜采用吊车桁架和制动桁架。
3 焊接吊车桁架应符合下列规定:
1) 在桁架节点处,腹杆与弦杆之间的间隙a不宜小于50mm,节点板的两侧边宜做成半径r不小于60mm的圆弧;节点板边缘与腹杆轴线的夹角θ不应小于30°(图16.3.2-1);节点板与角钢弦杆的连接焊缝,起落弧点应至少缩进5mm[图16.3.2-1(a)];节点板与H形截面弦杆的T形对接与角接组合焊缝应予焊透,圆弧处不得有起落弧缺陷,其中重级工作制吊车桁架的圆弧处应予打磨,使之与弦杆平缓过渡[图16.3.2-1(b)];
2) 杆件的填板当用焊缝连接时,焊缝起落弧点应缩进至少5mm[图16.3.2-1(c)],重级工作制吊车桁架杆件的填板应采用高强度螺栓连接。
图16.3.2-1 吊车桁架节点
1-用砂轮磨去
图16.3.2-2 焊透的T形连接对接与角接组合焊缝
6 吊车梁横向加劲肋宽度不宜小于90mm。在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对设置,并与梁上下翼缘刨平顶紧。中间横向加劲肋的上端应与梁上翼缘刨平顶紧,在重级工作制吊车梁中,中间横向加劲肋亦应在腹板两侧成对布置,而中、轻级工作制吊车梁则可单侧设置或两侧错开设置。在焊接吊车梁中,横向加劲肋(含短加劲肋)不得与受拉翼缘相焊,但可与受压翼缘焊接。端部支承加劲肋可与梁上下翼缘相焊,中间横向加劲肋的下端宜在距受拉下翼缘50mm~100mm处断开,其与腹板的连接焊缝不宜在肋下端起落弧。当吊车梁受拉翼缘(或吊车桁架下弦)与支撑连接时,不宜采用焊接。
7 直接铺设轨道的吊车桁架上弦,其构造要求应与连续吊车梁相同。
8 重级工作制吊车梁中,上翼缘与柱或制动桁架传递水平力的连接宜采用高强度螺栓的摩擦型连接,而上翼缘与制动梁的连接可采用高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接。吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形而在连接处产生的附加应力。
9 当吊车桁架和重级工作制吊车梁跨度等于或大于12m,或轻、中级工作制吊车梁跨度等于或大于18m时,宜设置辅助桁架和下翼缘(下弦)水平支撑系统。当设置垂直支撑时,其位置不宜在吊车梁或吊车桁架竖向挠度较大处。对吊车桁架,应采取构造措施,以防止其上弦因轨道偏心而扭转。
10 重级工作制吊车梁的受拉翼缘板(或吊车桁架的受拉弦杆)边缘,宜为轧制边或自动气割边,当用手工气割或剪切机切割时,应沿全长刨边。
11 吊车梁的受拉翼缘(或吊车桁架的受拉弦杆)上不得焊接悬挂设备的零件,并不宜在该处打火或焊接夹具。
12 起重机钢轨的连接构造应保证车轮平稳通过。当采用焊接长轨且用压板与吊车梁连接时,压板与钢轨间应留有水平空隙(约1mm)。
13 起重量Q≥1000kN(包括吊具重量)的重级工作制(A6~A8级)吊车梁,不宜采用变截面。简支变截面吊车梁不宜采用圆弧式突变支座,宜采用直角式突变支座。重级工作制(A6~A8级)简支变截面吊车梁应采用直角式突变支座,支座截面高度h2不宜小于原截面高度的2/3,支座加劲板距变截面处距离a不宜大于0.5h2,下翼缘连接长度b不宜小于1.5a(图16.3.2-3)。
图16.3.2-3 直角式突变支座构造
1 严禁使用塞焊、槽焊、电渣焊和气电立焊连接;
2 焊接连接中,当拉应力与焊缝轴线垂直时,严禁采用部分焊透对接焊缝、背面不清根的无衬垫焊缝;
3 不同厚度板材或管材对接时,均应加工成斜坡过渡;接口的错边量小于较薄板件厚度时,宜将焊缝焊成斜坡状,或将较厚板的一面(或两面)及管材的外壁(或内壁)在焊前加工成斜坡,其坡度最大允许值为1:4。
16.3.2 需要验算疲劳的吊车梁、吊车桁架及类似结构应符合下列规定:
1 焊接吊车梁的翼缘板宜用一层钢板,当采用两层钢板时,外层钢板宜沿梁通长设置,并应在设计和施工中采用措施使上翼缘两层钢板紧密接触。
2 支承夹钳或刚性料耙硬钩起重机以及类似起重机的结构,不宜采用吊车桁架和制动桁架。
3 焊接吊车桁架应符合下列规定:
1) 在桁架节点处,腹杆与弦杆之间的间隙a不宜小于50mm,节点板的两侧边宜做成半径r不小于60mm的圆弧;节点板边缘与腹杆轴线的夹角θ不应小于30°(图16.3.2-1);节点板与角钢弦杆的连接焊缝,起落弧点应至少缩进5mm[图16.3.2-1(a)];节点板与H形截面弦杆的T形对接与角接组合焊缝应予焊透,圆弧处不得有起落弧缺陷,其中重级工作制吊车桁架的圆弧处应予打磨,使之与弦杆平缓过渡[图16.3.2-1(b)];
2) 杆件的填板当用焊缝连接时,焊缝起落弧点应缩进至少5mm[图16.3.2-1(c)],重级工作制吊车桁架杆件的填板应采用高强度螺栓连接。
图16.3.2-1 吊车桁架节点
1-用砂轮磨去
4 吊车梁翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板和引出板的焊透对接焊缝,引弧板和引出板割去处应予打磨平整。焊接吊车梁和焊接吊车桁架的工地整段拼接应采用焊接或高强度螺栓的摩擦型连接。
5 在焊接吊车梁或吊车桁架中,焊透的T形连接对接与角接组合焊缝焊趾距腹板的距离宜采用腹板厚度的一半和10mm中的较小值(图16.3.2-2)。
图16.3.2-2 焊透的T形连接对接与角接组合焊缝
7 直接铺设轨道的吊车桁架上弦,其构造要求应与连续吊车梁相同。
8 重级工作制吊车梁中,上翼缘与柱或制动桁架传递水平力的连接宜采用高强度螺栓的摩擦型连接,而上翼缘与制动梁的连接可采用高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接。吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形而在连接处产生的附加应力。
9 当吊车桁架和重级工作制吊车梁跨度等于或大于12m,或轻、中级工作制吊车梁跨度等于或大于18m时,宜设置辅助桁架和下翼缘(下弦)水平支撑系统。当设置垂直支撑时,其位置不宜在吊车梁或吊车桁架竖向挠度较大处。对吊车桁架,应采取构造措施,以防止其上弦因轨道偏心而扭转。
10 重级工作制吊车梁的受拉翼缘板(或吊车桁架的受拉弦杆)边缘,宜为轧制边或自动气割边,当用手工气割或剪切机切割时,应沿全长刨边。
11 吊车梁的受拉翼缘(或吊车桁架的受拉弦杆)上不得焊接悬挂设备的零件,并不宜在该处打火或焊接夹具。
12 起重机钢轨的连接构造应保证车轮平稳通过。当采用焊接长轨且用压板与吊车梁连接时,压板与钢轨间应留有水平空隙(约1mm)。
13 起重量Q≥1000kN(包括吊具重量)的重级工作制(A6~A8级)吊车梁,不宜采用变截面。简支变截面吊车梁不宜采用圆弧式突变支座,宜采用直角式突变支座。重级工作制(A6~A8级)简支变截面吊车梁应采用直角式突变支座,支座截面高度h2不宜小于原截面高度的2/3,支座加劲板距变截面处距离a不宜大于0.5h2,下翼缘连接长度b不宜小于1.5a(图16.3.2-3)。
图16.3.2-3 直角式突变支座构造
条文说明
16.3.1 本条基本沿用原规范第8.2.4条的一部分,同时参考《钢结构焊接规范》GB 50661-2011第5.7节的规定。本节的构造要求主要针对直接承受动力荷载且需计算疲劳的结构的构造要求。
16.3.2 本条基本沿用原规范第8.5节。增加了直角式突变支座的相关规定。
宝钢一期工程中,日本设计的吊车梁构件采用圆弧式突变支座,西德设计的则采用直角式突变支座。宝钢采用圆弧式突变支座的重级工作制变截面吊车梁,由于腹板在与圆弧端封板连接附近沿切向和径向呈双向受拉工作状态,使用10年左右普遍出现疲劳裂缝。直角式突变支座有较好的抗疲劳性能,宝钢、中冶赛迪、中冶京诚等单位都结合实际工程进行了试验研究或有限元分析。一般情况下,本标准图16.3.2-3的直角式突变支座构造中,在h1高度范围内的竖向端封板厚度可取与腹板等厚,并与插入板坡口焊接;插入板厚度不小于1.5倍腹板厚度,在b长度范围内开槽并与腹板焊接。大量工程实践表明,采用图16.3.2-3直角式突变支座构造的吊车梁,迄今尚未见有出现疲劳裂缝的情况。
直角式突变支座与圆弧式突变支座相比,造价和工厂制作的方便程度相当,因此条文要求存在疲劳破坏可能性的中级工作制变截面吊车梁、高架道路变截面钢梁等皆宜采用直角式突变支座,而不宜采用圆弧式突变支座。无论直角式突变支座还是圆弧式突变支座都不宜用于重级工作制吊车梁。
16.3.2 本条基本沿用原规范第8.5节。增加了直角式突变支座的相关规定。
宝钢一期工程中,日本设计的吊车梁构件采用圆弧式突变支座,西德设计的则采用直角式突变支座。宝钢采用圆弧式突变支座的重级工作制变截面吊车梁,由于腹板在与圆弧端封板连接附近沿切向和径向呈双向受拉工作状态,使用10年左右普遍出现疲劳裂缝。直角式突变支座有较好的抗疲劳性能,宝钢、中冶赛迪、中冶京诚等单位都结合实际工程进行了试验研究或有限元分析。一般情况下,本标准图16.3.2-3的直角式突变支座构造中,在h1高度范围内的竖向端封板厚度可取与腹板等厚,并与插入板坡口焊接;插入板厚度不小于1.5倍腹板厚度,在b长度范围内开槽并与腹板焊接。大量工程实践表明,采用图16.3.2-3直角式突变支座构造的吊车梁,迄今尚未见有出现疲劳裂缝的情况。
直角式突变支座与圆弧式突变支座相比,造价和工厂制作的方便程度相当,因此条文要求存在疲劳破坏可能性的中级工作制变截面吊车梁、高架道路变截面钢梁等皆宜采用直角式突变支座,而不宜采用圆弧式突变支座。无论直角式突变支座还是圆弧式突变支座都不宜用于重级工作制吊车梁。
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