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刚做的一个钢结构棚子,求教钢平台晃动的原因

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发表于 2014-4-23 09:51:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近刚做完这么一个钢结构棚子,结构很简单,如图所示(为了能看清楚,分成几个截图)
: S% s! }& ^2 @" ]  A2 P' W: ]- Q2 |8 n
- C% M- N" c2 r; ^5 q# b

$ V  x& }) M2 e1 k# ?( U2 ~# i$ a* @3 y+ O
立柱是HM200*150,原来蓝图上的柱脚结构是这样的
- F. F* R5 G, d. O) ]: O* \* r% Q+ O$ t' ^4 }; P% O
去现场安装时发现由于甲方自己的失误,把8根M24的预埋螺栓的方向全都旋转了90°,于是经甲方同意,8 O: G( x) X' P! M
柱脚结构改成以下形式
. C' f' b* y2 v7 b  N5 _- k1 {
即把预埋螺栓高于0平面的部分割掉,焊接一块钢板垫平,把柱脚下的抗剪槽钢取消,直接焊在钢板上
6 s- w; U& ]  X. Y( U3 p问题又来了,仔细测量发现浇注好的基础柱已经超过了0平面,而且四个基础柱高低不同,最高与最低的相差了100多mm,
+ Q; {) u( I& i  s  ]/ @( ]又跟甲方商量,答曰你给我装上就是了,别管标高了。。。于是以最高的一个柱子为基准开始割螺栓,焊钢板,校平,画线,吊装四根立柱,吊装中间平台(HH截面整体吊装),吊装系杆,焊接角钢斜撑,吊装横梁,拉水平撑,上C型钢檩条,铺彩钢板,在平台上焊接栏杆爬梯(参照标准图集,图中未画出),需要说明的是,整个过程中,并没有在钢板下面浇注水泥,这样除了最高的那个基础柱上的钢板,其余3块钢板都是半悬空状态,说是半悬空是因为钢板除了跟预埋螺栓焊死,四周还跟基础柱上伸出来的螺纹钢筋焊死了的。在安装过程中我们就发现CD轴向晃动很大,平台标高4.5m,人在平台上正常行走就能导致整个架子在CD轴方向晃动,幅度目测得有15mm左右,甲方也提出了这个问题,但是由于我们是完全按照蓝图施工,甲方也无话可说,只是要求我们给解决这个问题,后来把C轴上的两根立柱与C轴旁边的墙面连接起来,就不再晃动了。
( R0 \! z( w/ {! y; O0 s回来后老大给我训了一顿,说我们太大胆了,居然敢先单独装四根立柱就把平台往上吊,是我们运气好没出事,柱子万一倒了就出大事了,对此我有些不以为然,整个平台也才1.5t,分到每根柱子上轴向压力就是3.75KN,由压杆稳定的公式
$ G9 s8 `0 O* ],取μ=2,l=4.5m,E=210GPa,HM200*150截面特性Ix=2584.59cm^4,Iy=505.56cm^4,按Iy计算得Fcr=129KN,远远大于3.75KN。+ d5 C: p) `9 Q2 l
而我百思不解的是,为什么平台会在如此小的横向力(人走动的力,有没有200N?)作用下就在CD轴向晃动,排除螺栓没上紧之类,表面上的理由很简单,没有柱间斜撑嘛,像E/F向视图那样打斜撑不就好了,但事实上甲方设计的这个平台下要过油罐车的,不可能打斜撑。
8 s* ~! j# T2 [% y
0 T+ }3 i% j6 F7 q3 f补充内容 (2014-4-23 11:15):
5 R+ Y+ D, i$ q斗胆@逍遥处士,请问从力学方面,这个问题应该怎么考虑呢?

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老鹰 + 10 问题描述清楚,显得很专业!

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 楼主| 发表于 2014-4-23 09:55:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 Tec.zHao 于 2014-4-23 10:12 编辑 4 A' P* F1 _" I) g
% g3 H! R7 I0 A# U/ P' m$ R
按一端固定,另一端受集中载荷的梁的挠度公式算显然不对,不可能产生如此大的挠度* A% Z( q3 y: N$ `
3 |: ?" N# I2 l9 ]- p
那会不会是结构自由度的问题,即把所有结点都当成铰接来考虑?: R; t1 n6 {5 j" j, P
可是中间的平台要不要算成一个杆件呢(虚线部分)?不算的话自由度为1,可以动,算的话自由度为0不能动
; C5 ?- \4 H+ h- |9 Q6 `

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发表于 2014-4-23 10:34:39 | 显示全部楼层
不是很懂,但我想没外力的情况下你的计算是对的。有外力后,你能肯定4根立柱受的力是平分的吗?
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发表于 2014-4-23 10:55:11 | 显示全部楼层
建议算一下共振频率。
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 楼主| 发表于 2014-4-23 10:58:20 | 显示全部楼层
伏虎降龙 发表于 2014-4-23 10:55 - [2 t- }5 o3 u7 `! x5 _
建议算一下共振频率。
  M4 n) J0 N* }/ ~- {3 H
这个就高深了。。。怎么算呢,我目前手上的资料没有讲到这方面的
0 _4 c6 [( g- c

点评

(1)手算,但比较复杂。(2)机算,需要先建立3D模型。然后再3D软件中整合的有限元分析模块就可以算,solidworks和caita都行的。  发表于 2014-4-23 11:05
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 楼主| 发表于 2014-4-23 11:02:34 | 显示全部楼层
709079691 发表于 2014-4-23 10:34
6 k4 l; _  C& V1 m不是很懂,但我想没外力的情况下你的计算是对的。有外力后,你能肯定4根立柱受的力是平分的吗?

) i; e+ `- j7 j9 w+ p会有哪些外力呢,人在上面走动的力和风载吗?可是这些都不大,人走动的力不知道具体数值但肯定很小,风载按0.5KN/m^2算也只有31KN左右,而且当时我们还没铺彩钢板,也几乎没有风. G, x5 J: z. p" [( M; Z
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发表于 2014-4-23 11:16:43 | 显示全部楼层
分析上图可知,你全部考虑的是对单个面的加强(如E、F向视图),而且另外两个面没怎么加强(前后面),感觉这台设备的晃动应该是左右晃动,前后小,请整体加强

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逍遥处士 + 1

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发表于 2014-4-23 11:28:52 | 显示全部楼层
这个结构从第一幅图来看就是一个不稳定结构,产生CD方向的晃动一点也不奇怪。另外,上面走人的平台刚性也较差。如果仔细观察也应该有上下的晃动。这个结构再别上人了,很危险。
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 楼主| 发表于 2014-4-23 11:33:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 Tec.zHao 于 2014-4-23 11:35 编辑
+ _, T5 o  z8 n
独自莫凭栏 发表于 2014-4-23 11:28
) b$ l. y' H; i0 C这个结构从第一幅图来看就是一个不稳定结构,产生CD方向的晃动一点也不奇怪。另外,上面走人的平台刚性也较 ...
0 N( z$ I/ z6 o% H
我就是想知道不稳定的原因,有没有理论上的东西能计算这个
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发表于 2014-4-23 11:48:48 | 显示全部楼层
先焊完柱脚再装的上层部分?感觉问题还是在脚上。2 N. P, D; j* r- L
是否存在由于尺寸原因的内应力?由于柱脚先已焊接后无法产生自适应位移。,从而导致有轻微横向力就产生晃动?% \5 R% i4 j% Z7 z
你计算简图上柱脚是铰接,但实际上全焊了起来,而且加了混凝土包,那就应该是刚接。* s4 [7 ^2 F6 P  H* `; Q4 ?
侧面无法加支撑,屋面下方是否可以加上圆钢撑杆。
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