钢吊车梁的校核分析及预应力加固研究
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摘要
随着生产要求的提高，许多工厂面临新增设吊车或增大吊车起重量的问题。这样一来，就导致原有结构可靠性的改变，必须进行校核计算，并且绝大多数都必须经过加固才能保证增大荷载后的结构正常使用。加固的方法很多，比较起来，预应力加固不仅少占用原厂房使用空间，而且同时兼有卸载和加固的双重工效。因此，预应力加固是一种十分有前景的加固方法。
本文结合两个实际厂房改造工程，着重分析吊车梁的预应力加固。
在校核分析方面，钢吊车梁的剩余疲劳计算是一关键环节，即使其他方面都满足要求，如果不能计算出剩余疲劳寿命，这个结构也难以保证其安全性。
在预应力加固设计方面，钢吊车梁与混凝土吊车梁不同，由于其刚度较小、挠度较大，当吊车荷载作用上去后，会引起水平拉杆作用效应增量。若不计算出这一效应增量，初始预应力就无法计算，况且在目前的所有规范和参考资料中，无一谈及钢吊车梁的加固验算公式。
本研究针对以上问题，通过理论分析并结合工程实例，分别给出钢吊车梁增大吊车荷载后剩余疲劳寿命的计算公式，预应力加固的构件截面验算公式，先张法预应力加固水平拉杆作用效应增量的计算公式及后张法预应力加固所需初始拉力的计算公式。
本研究还结合实际工程，提出了增加吊车间最小间距的技术处理方法。这种技术处理不仅可以使吊车承载力满足新荷载情况的要求，而且大大节约了工程投资、缩短了改造工期。
With the rising of productive needs, the problem many factorys is faced with is increasing the number of crane or increasing the hoisting capacity of the crane. -These changes will lead to alteration of structural reliability. The checkout of the crane girder has to be carried out, moreover, a host of crane girders have to be strengthened to meet use requirement. There are many ways to strengthen crane girder, by comparision, the prestress strengthening not only use less room but also have the double effects of unloading and strengthening. Therefore, the prestress strengthening has a good perspective.
Through two cases study of true factory alternation project, the prestress strengthening method is put forward in this paper.
On the checkout side, the practical fatigue life analysis is very important. Even if other sides can meet the use requirement, the structural safety still can't be ensured if the fatigue life isn't worked out.
On the prestress strengthening side, the steel crane girder is different from the concrete crane girder. The steel crane girder's rigidity is smaller and its deflection is larger, when the crane moves, there will be force increment in the prestressed horizontal tie. If the increment can't be calculated, the initial pretension won't be known. Moreover, the prestress strengthening analysis of steel crane girder isn't provided in present material.
Through theory analysis and case study, these formulas are firstly put forward in this paper, including the formula of the practical fatigue life, the formula of checkout for a prestress strengthened crane girder, the formula of force increment for the the prestressed horizontal tie and the formula of initial pretension for the prestressed horizontal tie.
Through case study, a technique measure of adding the minimum distance of the cranes is provided in this research. The measure not only makes crane girder carry the new load but also saves investment and shortens job progress.
本文结合两个实际厂房改造工程，着重分析吊车梁的预应力加固。
在校核分析方面，钢吊车梁的剩余疲劳计算是一关键环节，即使其他方面都满足要求，如果不能计算出剩余疲劳寿命，这个结构也难以保证其安全性。
在预应力加固设计方面，钢吊车梁与混凝土吊车梁不同，由于其刚度较小、挠度较大，当吊车荷载作用上去后，会引起水平拉杆作用效应增量。若不计算出这一效应增量，初始预应力就无法计算，况且在目前的所有规范和参考资料中，无一谈及钢吊车梁的加固验算公式。
本研究针对以上问题，通过理论分析并结合工程实例，分别给出钢吊车梁增大吊车荷载后剩余疲劳寿命的计算公式，预应力加固的构件截面验算公式，先张法预应力加固水平拉杆作用效应增量的计算公式及后张法预应力加固所需初始拉力的计算公式。
本研究还结合实际工程，提出了增加吊车间最小间距的技术处理方法。这种技术处理不仅可以使吊车承载力满足新荷载情况的要求，而且大大节约了工程投资、缩短了改造工期。
With the rising of productive needs, the problem many factorys is faced with is increasing the number of crane or increasing the hoisting capacity of the crane. -These changes will lead to alteration of structural reliability. The checkout of the crane girder has to be carried out, moreover, a host of crane girders have to be strengthened to meet use requirement. There are many ways to strengthen crane girder, by comparision, the prestress strengthening not only use less room but also have the double effects of unloading and strengthening. Therefore, the prestress strengthening has a good perspective.
Through two cases study of true factory alternation project, the prestress strengthening method is put forward in this paper.
On the checkout side, the practical fatigue life analysis is very important. Even if other sides can meet the use requirement, the structural safety still can't be ensured if the fatigue life isn't worked out.
On the prestress strengthening side, the steel crane girder is different from the concrete crane girder. The steel crane girder's rigidity is smaller and its deflection is larger, when the crane moves, there will be force increment in the prestressed horizontal tie. If the increment can't be calculated, the initial pretension won't be known. Moreover, the prestress strengthening analysis of steel crane girder isn't provided in present material.
Through theory analysis and case study, these formulas are firstly put forward in this paper, including the formula of the practical fatigue life, the formula of checkout for a prestress strengthened crane girder, the formula of force increment for the the prestressed horizontal tie and the formula of initial pretension for the prestressed horizontal tie.
Through case study, a technique measure of adding the minimum distance of the cranes is provided in this research. The measure not only makes crane girder carry the new load but also saves investment and shortens job progress.
引文
[1] 钢结构设计规范(GBJ17—88)
[2] 钢结构设计规范(GB50017—2003)
[3] 钢结构加固技术规范(CECS 77：96)
[4] [美]A·查杰斯 著．结构稳定性理论原理．甘肃人民出版社，1982
[5] 龙驭球，包世华 编．结构力学教程．北京：高等教育出版社，1998
[6] 夏志皋，等 编著．弹性力学及其数值方法．同济大学出版社，1997
[7] 吴家龙 编著．弹性力学．同济大学出版社，1987
[8] 吴家龙 编著．弹性力学(新一版)．同济大学出版社，1993
[9] 孙训方，等 编著．材料力学(第二版)．高等教育出版社，1994
[10] 曹双寅，邱洪兴，王恒华 编著．结构可靠性鉴定与加固技术．北京：中国水利水电出版社，2002
[11] 姚继涛，马永欣，董振平，雷怡生 编著．建筑物可靠性鉴定和加固—基本原理和方法．北京：科学出版社，2003
[12] 卜良桃，王济川 编著．建筑结构加固改造设计与施工．长沙：湖南大学出版社，2002
[13] 张有才，等 编著．建筑物的检测、鉴定、加固与改造．北京：冶金工业出版社，1997
[14] 邸小坛，周燕 编著．旧建筑物的检测加固与维护．地震出版社，1992
[15] 张富春，林志伸，肖良钊，庄秉文 编著．建筑物的鉴定加固与改造．北京：中国建筑工业出版社，1992
[16] 魏明钟 主编．钢结构．武汉工业大学出版社，2000
[17] 宋曼华 主编．钢结构设计与计算．北京：机械工业出版社，2000
[18] 王国周，瞿履谦 主编．钢结构—原理与设计．北京：清华大学出版社，1998
[19] 毛德培 主编．钢结构．北京：中国铁道出版社，1999
[20] 钟善桐 主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1996
[21] 欧阳可庆 主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1999
[22] 陈绍蕃 编著．钢结构设计原理．北京：科学出版社，2000
[23] 夏志斌，姚谏 编著．钢结构．浙江大学出版社，1998
[24] 陈绍蕃 主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1997
[25] 沈祖炎，陈扬骥，陈以一 编著．钢结构基本原理．北京：中国建筑工业出版社，2001
[26] 王肇民，宗听聪，宣国梅，沈德洪 编著．钢结构设计原理．同济大学出版社，1991
[27] 郭耀杰，胡宝琳．吊车梁的校核分析及加固处理．建筑结构，2004(7)(待发)
[28] 郭耀杰，胡宝琳．新老规范吊车梁容许挠度的比较分析．建筑结构，2004(待发)
[29] 胡宝琳，郭耀杰．某钢厂主厂房校算及加固设计．工业建筑，2004(5)
[30] 胡宝琳，郭耀杰．钢吊车梁的改造校算及预应力加固处理．建筑技术开发，2003(10)
[31] 胡宝琳，郭耀杰．预应力水平拉杆作用效应增量的计算．武汉大学学报(工学版)，2003(6)
[32] 郭耀杰，胡宝琳．钢吊车梁水平拉杆初始预拉力计算．钢结构，2003(5)
[33] 郭耀杰，胡宝琳．关于《钢结构设计规范》(GB50017)T形截面受弯构件整体稳定系数取值的讨论．钢结构，2004(1)
[34] 郭耀杰，胡宝琳．不等柱距厂房的改造验算及技术处理．钢结构，2004(1)
[35] 胡宝琳，郭耀杰．轻型钢结构设计与研究．钢结构，2004(待发)
[36] 胡宝琳，郭耀杰．混凝土双肢柱外包钢加固的经济比较．建筑技术开发，2004(7)(待发)
[2] 钢结构设计规范(GB50017—2003)
[3] 钢结构加固技术规范(CECS 77：96)
[4] [美]A·查杰斯 著．结构稳定性理论原理．甘肃人民出版社，1982
[5] 龙驭球，包世华 编．结构力学教程．北京：高等教育出版社，1998
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[7] 吴家龙 编著．弹性力学．同济大学出版社，1987
[8] 吴家龙 编著．弹性力学(新一版)．同济大学出版社，1993
[9] 孙训方，等 编著．材料力学(第二版)．高等教育出版社，1994
[10] 曹双寅，邱洪兴，王恒华 编著．结构可靠性鉴定与加固技术．北京：中国水利水电出版社，2002
[11] 姚继涛，马永欣，董振平，雷怡生 编著．建筑物可靠性鉴定和加固—基本原理和方法．北京：科学出版社，2003
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[15] 张富春，林志伸，肖良钊，庄秉文 编著．建筑物的鉴定加固与改造．北京：中国建筑工业出版社，1992
[16] 魏明钟 主编．钢结构．武汉工业大学出版社，2000
[17] 宋曼华 主编．钢结构设计与计算．北京：机械工业出版社，2000
[18] 王国周，瞿履谦 主编．钢结构—原理与设计．北京：清华大学出版社，1998
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[20] 钟善桐 主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1996
[21] 欧阳可庆 主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1999
[22] 陈绍蕃 编著．钢结构设计原理．北京：科学出版社，2000
[23] 夏志斌，姚谏 编著．钢结构．浙江大学出版社，1998
[24] 陈绍蕃 主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1997
[25] 沈祖炎，陈扬骥，陈以一 编著．钢结构基本原理．北京：中国建筑工业出版社，2001
[26] 王肇民，宗听聪，宣国梅，沈德洪 编著．钢结构设计原理．同济大学出版社，1991
[27] 郭耀杰，胡宝琳．吊车梁的校核分析及加固处理．建筑结构，2004(7)(待发)
[28] 郭耀杰，胡宝琳．新老规范吊车梁容许挠度的比较分析．建筑结构，2004(待发)
[29] 胡宝琳，郭耀杰．某钢厂主厂房校算及加固设计．工业建筑，2004(5)
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[32] 郭耀杰，胡宝琳．钢吊车梁水平拉杆初始预拉力计算．钢结构，2003(5)
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[35] 胡宝琳，郭耀杰．轻型钢结构设计与研究．钢结构，2004(待发)
[36] 胡宝琳，郭耀杰．混凝土双肢柱外包钢加固的经济比较．建筑技术开发，2004(7)(待发)