轻型门式钢架厂房焊接结构及工艺设计 ,跨度40,长100米 吊车10t

专业：材料成型及控制工程学生姓名：唐诗普指导教师：赵铁钧题目：轻型门式钢架结构厂房设计Thedesignoflightweightsteelstructuralworkshop•轻型门式钢架结构厂房实例内容提纲焊接工艺4绪论1设计方案2结构设计3附件选用5绪论背景意义：轻型门式刚架结构，专指主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、无桥式吊车或有起重量不大于200kN的A1~A5工作级别桥式吊车或30kN悬挂式起重机的单层房屋钢结构。被喻为“绿色工厂”的钢结构厂房体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化，钢结构厂房以其自身的优越性引起业内关注，已经在工程中得到合理的、迅速的应用，所以钢结构厂房的发展前景美好。众所周知，建筑钢结构是一个复杂的系统工程，它包括钢结构设计等13个主要工艺流程，焊接应用技术对整个工艺流程起到决定性的作用。设计方案现在拟在沈阳建一轻型门式钢结构厂房，其结构形式为单跨钢结构，跨度40米，长100米。内设吊车梁轨顶标高9米，并排设有两台起重量为10t跨度分别为22.5米和跨度13.5米的软钩中级工作制（A5）吊车（吊车采用北京起重机运输研究所10t吊钩LDB型电动单梁起重机）。结构设计•主刚架设计荷载计算内力计算与组合刚架柱和刚架梁设计梁柱节点设计次结构及辅助设计吊车梁设计牛腿设计檩条、墙梁设计柱脚设计精心调研，参考大量工程实例和图纸；计算严谨，严格按照规范条例和公式；注重分析，多种结构软件验算并比较；出图详细，注重节点连接和构造做法；三维建模，工程设计更加形象和具体。焊接工艺，注重焊接方法和节省焊材。本结构设计特点：结构形式屋面坡度宜取1/8~1/20门式刚架形式示例结构平面布置本设计厂房跨度为40m，由相关文献可知道门式刚架跨度一般单跨为9-36m，所以该厂房设计为单跨，为形式对称再设计为单跨双坡的常见形式。有起重机的厂房高度一般为9-12m，所以定厂房牛腿高度9m，厂房具体高度由起重机轨顶标高及起重机所需净空高度进一步确定，由高度9-12m确定为单层轻型门式刚架厂房。另外考虑到温度区段长度问题，由《钢结构设计手册》表2-17查得采暖和非采暖地区纵向温度区段长度为220m，横向温度区段长度为120m，本结构横向40m纵向100m都在以上范围内所以不用加设温度伸缩缝。屋面维护体系选择屋面维护体系选择檩条间距选择最常用的1.5m，并且选择应用最普遍，用钢量省，制造和安装方便且跨度小于等于6m的冷弯薄壁卷边槽钢（C型）檩条。檩条高度的确定见公式式中L—檩条跨度为6m。其高度在171.43mm附近，由《钢结构设计手册》表7-3选择檩条截面规格为：C180*70*20*3.0的檩条。11(~)3550hL柱网布置由车间的长，宽尺寸，柱距的要求确定柱子的位置，柱在平面中排列所形成的网络为柱网。柱网的选择实际上是厂房跨度和柱距的选择。一般情况下柱距即刚架的最优距离为6-9m，超过9m时，屋面檩条与墙架体系用钢量增加太多，综合造价并不经济，现在我国应用的基本柱距为6m，本结构厂房选择6m和5m的两种相搭配的柱距。其中6m柱距为中间15个，5m柱距为两边2个。节点设计焊接工艺柱和梁工字钢焊缝位置：适合Q235材料的焊接方法通常为埋弧焊，焊条电弧焊，气体保护焊，本结构中的柱与梁是较长的焊接工字钢，几何形式对称且简单，所以选择焊接电流大，电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速度高的丝极埋弧焊，且选用自动焊机进行施焊，这样的焊接方法生产效率高而且焊接环境较好。采用埋弧焊的焊接方法进行施工。埋弧焊:是种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。优点：生产效率高，埋弧焊所用焊接电流大，相应电流密度大；焊接质量好；劳动条件好。缺点：埋弧焊采用颗粒状焊机进行保护，只适用与平焊和角焊缝的焊接；焊接时不能直接电弧与坡口的相对位置，需要采用焊缝自跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏；埋弧焊是用电流较大，电弧的电厂强度较高。焊接工艺其余钢架结构焊缝的位置：本结构中的梁、柱、牛腿处工字钢以外的部分由于尺寸较小以及位置难于进行自动焊，所以选择手工焊，那么考虑到焊条电弧焊所用的焊条在使用前要进行烘干，费时费力，每焊完一根焊条还要重新起弧，这样使得焊接接头不平缓应力集中较大，焊后还要敲掉焊渣进一步费时费力，而且其焊接速度没有气保焊的较快，这样由因为气保焊中的CO2气体来源广、成本低，所以确定选择为纯CO2的气体保护焊进行焊接。。焊接工艺焊接材料的选择由参考文献[8]中表6-40中的Q235埋弧焊常用材料选定焊丝为H08A，焊剂为HJ431，再由参考文献[8]中表6-48中选得CO2气体保护焊焊丝牌号为ER49-1也就是H08Mn2SiA。钢架结构的安装安装顺序：钢柱——钢梁——垂直、水平支撑系统——吊车梁——檩条——拉条——屋面板。焊缝的无损检验钢结构无损探伤包括超声检测、射线检测、磁粉检测等等，超声检测是目前最常用的方法，超声波的波长很短、穿透力强，传播过程中遇到不同介质的分界面会发生反射、折射、绕射和波形转换。超声波具有良好的方向性，可以定向发射，能在被检材料中发现缺陷。超声波探伤能探测到的最小缺陷尺寸约为波长的一半。超声波探伤又可分为反射法和穿透法。穿透法的灵敏度不如反射法，因而在实际探伤中一般采用反射法来进行钢材缺陷探伤和焊缝探伤，即根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。本建筑结构采用的超声波探伤对重要焊缝进行100%的无损检验，非承重结构处的焊缝进行20%的无损检验。致谢本次毕业设计从开始选题到确定方案到最终设计和论文的完成一直得到了赵老师的悉心指导。在此，谨以诚挚的敬意和感谢献给赵老师。谢谢观赏