佛山市顺德区朗耀钢铁有限公司主要生产销售:螺旋钢管,无缝管,钢护筒,打桩管,钢管桩,大口径钢管,直缝焊管。兼营:H型钢,镀锌钢管,球墨铸铁管,角钢,槽..

产品描述

屋盖支撑的设置
轻钢结构中屋盖支撑的作用主要是:保证结构的空间整体稳定;承担和传递水平风荷载。不合理的支撑体系影响其作用的正常发挥,不能有效保证结构的安全。以下对四种常见的错误设计方式加以分析并给出正确的设计。
钢结构屋盖支撑设计详解
1、支撑的斜杆大多设计为张紧的圆钢,压杆多设计为钢管,节点荷载由抗风柱传至,由于斜杆为张紧的圆钢,而圆钢只能承受拉力而不能承受压力。因此,计算支撑内力时不考虑虚线所示的受压斜杆,只考虑压杆和受拉斜杆的作用 。
2、屋盖支撑中的压杆可单独设计,也可由檩条代替,当用檩条代替压杆时,檩条应满足压弯杆件的要求 ,而且应调整檩条间 距使其设在支撑节点处。压杆由檩条替代 ,但没有设在支撑节点处,在节点风荷载作用 下圆钢斜杆均受压 ,支撑不起作用且钢架梁在平面外受到风荷载对它的不利作用。
3、单独设置了压杆,但支撑节点不在抗风柱节点处,风荷载直接作用于刚架梁 ,刚架粱受到平面外集中风荷载作用,将对刚架梁产生不利影响。正确设计应按,支承节点处设置压 杆且与抗风柱节点对应,使风荷载直接传至压杆。
4、是屋盖支撑设在第二开间.但在开间没有设置压杆。抗风柱的荷载不能通过压杆传至第二开问的支撑:支承起不到承担水平风荷载的作用 ,而刚架梁受到平面外集中风荷载作用。正确设计应按,在开间设置压杆且支撑节点与抗风柱节点相对应,风荷载通过开间设 置的压杆传至第二开间支撑的节点处,这样 支撑才能起作用。
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耐火性能
海洋平台用支撑管还可能在油池火焰、喷射火焰或意外火灾引起的高温环境服役,材料的强度损失可能造成桩腿的局部或全部坍塌。因此,结构管在短时(1~3h)高温条件下能够保持较高的强度,足以使人员全部撤离,是一项重要的安全技术指标。耐火设计时,基于火灾发生时钢材中热传导和热变形过程的解析,一般将耐火钢的耐火温度定在600℃,且耐火钢应符合600℃。高温强度Rp600 ℃不低于室温强度Rp的2/3。
即Rp600 ℃≥2/3Rp,或强度系数SF=Rp600 ℃/Rp≥2/3。参照GB/T 4338—2006《金属材料 高温拉伸试验方法》,X80钢级桩腿支撑管的屈服强度和强度系数随环境温度的升高而降低,但该钢在温度为100~600 ℃的高温强度不低于室温强度的2/3,即强度系数不低于2/3;特别是在600 ℃的环境温度下强度系数达到0.70,高于耐火钢的相关技术要求。因此,X80钢级桩腿支撑管材料具有优异的耐火性能。
X80钢级桩腿支撑管的耐火机理是:该桩腿支撑管材料采用Mo-Nb-V的合金化设计,且实际上将Mo、Nb和V的含量分别控制在0.20%、0.04%和0.08%的水平;与普通耐火钢相比,X80钢的Mo含量相当,但Nb和V的总含量是前者的2~3倍,从而在该钢高温拉伸断口附近观察到数量更多的(Nb,V)(C,N)粒子。
在位错上析出的细小粒子发挥钉扎作用,明显推迟了位错在高温下的回复;在铁素体边界上析出的细小粒子阻止了铁素体的回复。因此,X80钢级桩腿支撑管的高温强度显著提高。
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疲劳性能
按GB/T 3075—2008《金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法》,在PLG-200型疲劳试验机和系列对称拉压载荷(应力比R=-1)、相近频率、大循环次数1×107的条件下,测试和评价了该X80钢级桩腿支撑管的疲劳性能。X80钢级桩腿支撑管的疲劳性能试验数据结果表明,当应力幅值S为384 MPa,试样在循环周次未达到1×107时已失效;当S降低至369MPa,试样在循环周次达到1×107时均未失效。因这两组试验的应力幅值差小于其中未失效试样应力一般高强结构钢的疲劳极限比(σ-1/Rm)通常在0.3~0.5,而X80钢级桩腿支撑管的疲劳极限比较高,达到0.54;因此,X80钢级桩腿支撑管材料具有优异的疲劳性能。
根据疲劳断口形貌,认为X80钢级桩腿支撑管具有优异疲劳性能的原因是:
(1)X80钢级桩腿支撑管用钢的纯净度高,夹杂物含量很少,第二相粒子细小,疲劳裂纹难以萌生;
(2)X80钢级桩腿支撑管的晶粒细小,晶界数量多,对疲劳裂纹在阶段的扩展具有明显的阻碍作用。
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目前,JU2000E是世界上先进的自升式钻井平台设计之一。桩腿是自升式钻井平台的关键装备,由弦管、齿条和支撑管组成,其作用是升降和支撑整个平台进行钻井作业。支撑管在结构上采用了较大壁厚和小管径壁厚比,在选材上采用了X80钢级无缝钢管,以确保承载能力、减轻平台自重、减小移动阻力,与弦管组焊成X型或K型管节点,形成桁架式高强承力结构。考虑到平台用管在极其恶劣的海洋环境(如海洋风暴、可变载荷、海水腐蚀、意外撞击和火灾等)中服役的安全可靠性。
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