基于AnsysWorkbench软件热分析的复拌机烟气管道结构设计
1 复拌机烟气管道结构概述
复拌机上的烟气管道是连接热风炉与加热装置的重要部件，用来引导烟气加热路面。由于烟气流量大，温度高，且管道是由薄壁圆筒构成，在大的热负荷作用下，管道要承受的热应力和产生的热变形很大。因此，
确保管道在热载荷作用下的应力不超过材料的极限值，以及尽量减少管道的散热损失，是管道设计的关键。烟气管道初始设计如图1所示，管道为夹层结构，出
于保温的需要，在内、外筒之间设有保温层，考虑制造、安装等因素，管道设计成四段，每段之间通过法兰连接，在高温烟气的作用下，管道可以从高温端向低温端伸长，每一段管道的法兰与内、外筒之间通过焊接方式联接。
内筒的热量相等时，各零件的温度不再上升，烟气管道达到了热平衡，此后进入了稳态传热状态，温度与热流量均不随时间变化。每一段烟气管道的热平衡过
程都是相似的，并且瞬态传热过程只占很少部分。
本文主要针对一段烟气管道的稳态传热状态进行
研究。先设定管道的表面温度，用理论方法计算出保温层的导热系数和管道表面的热流密度，然后将保温层的导热系数作为已知条件，用Ansys workbench 软件
对烟气管道模型进行热分析，获得管道表面温度及热流密度的分布，将软件仿真的结果与理论计算的结果进行比较。将温度载荷施加到烟气管道模型上进行热应力分析，得到管道的热应力与热变形，根据结果对模型结构进行优化改进后，利用软件进行验证，最终确定管道的结构符合设计要求。
2 烟气管道稳态传热设计计算
2.1 计算简化与设定
由于实际工况是复杂多变的，要进行稳态传热计
算，必须做适当的简化和设定。
（1）假定烟气的温度及流速分布已充分发展，从入口到出口的烟气温度均保持在500℃且流速稳定。
（2）不考虑温度及热量的轴向传递。
（3）假设保温层与内、外筒都接触良好，不考虑接触热阻。
（4）烟气管道外表面的温度设计值初步定为50℃。
2.2 烟气管道的传热设计计算
烟气管道的传热设计，是在一定的结构尺寸的基础
摘 要：利用 Ansys workbench 软件对复拌机烟气管道进行稳态热分析，求解出管道的温度场分布和热流密度，用热-结构耦合方法将热载荷施加到结构中，得出了热应力与应变的分布规律。验证了热传导理论计算的准确性，分析了结构上不合理之处，并依据计算结果对结构进行了优化改进。再次求解的结果表明，结构改进的方法是正确的，获得了明显的效果。
关键词：烟气管道 稳态热分析 热应力
基于Ansys Workbench软件热分析的复拌机
烟气管道结构设计
Make the Hot Analysis of the Gas Pipeline Design for the Re-mixing
Machine to Be Based on the Ansys Workbench Software
长沙中联重工科技发展股份有限公司 卜 伟/Bu Wei
图1 烟气管道初始结构示意图
工作时，大约500℃的烟气从管道入口进入，一部分热量由烟气携带从出口出去，进入下一段管道，另一部分热量由高温烟气通过辐射与强制对流方式传递到内筒，内筒升温并向保温层传热，热量在保温层内自内向外传导，传递到外筒，在外筒的外表面通过辐射与自然对流的方式向环境散热，外表面温度越高，其对流与辐射的热量越大。当外表面的散热量与烟气传递给
活动法兰
外筒
保温层
内筒
固定法兰
上计算出保温材料的导热系数，从而确定保温材料的种类，并计算出在此状态下的散热损失和内筒与烟气的对流换热系数。烟气管道的外筒表面是以自然对流和辐射两种形式向外散热，辐射—对流联合传热系数按经验公式计算：
a T = 9.4+0.052(t 4－t h )=9.4+0.052(50×30) = 10.44 [W/(m 2·K)]外筒表面的热流密度:
q 4 = aT （t 4－t h ）= 10.44×20 = 208.8 W/m 2烟气管道的散热损失(未考虑法兰传热)： Q =d 4Lq 4=3.14×0.272×1.16×208.8=206.9 W 式中：
t 4—外筒外表面温度，t 4=50℃；d 4—外筒外径，d 4=0.272 m ；t h —环境温度，t h =30℃；L —烟气管道长度，L =1.16 m 。
稳定导热的情况下，通过不同半径的圆筒面的热流
密度不同，但是热流量是恒定的，所以： ， 推导出保温层的导热系数：
式中：
d 2、d 3—保温层内、外径，d 2=0.184 m ，d 3=0.266 m ；t 2、t 3—保温层内、外壁温度，近似取t 2=500℃，t 3=50℃。
计算烟气与内筒的强制对流换热系数：
其中雷诺数：
表明筒内的烟气是处于紊流状态。式中，定性温度为烟气温度t y =500℃，内筒直径d 1=0.18 m ，管长L =1.16 m ，烟气的流量V =3.35 m 3/s 。烟气的物性参数：运动粘度v =7.63×10-5 m 2/s ，导热系数λ=0.0656 W/
（m ?K ），普朗特数P r =0.63。
3 烟气管道热分析
用pro/E 软件建立烟气管道模型，通过接口将模型数据传送到 Ansys workbench 软件中进行稳态热分析。热分析是根据能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度， 并导出其他热物理参数的过程。模型的能量平衡方程为：
[ K ] { T }={ Q }式中：
[ K ] — 传导矩阵，包含各种边界条件，如导热、对流及辐射等系数；
{ T } — 节点温度向量；{ Q } — 节点热流率向量 。
3.1 确定边界条件
边界条件是获得热分析结果的定解条件，Ansys workbench 热分析的边界条件有温度、对流、辐射、热流量、绝热、热流密度、内热源等七项。根据热传
导情况，进行选取、设定，可以单独一项或几项组合，边界条件的准确性对热分析结果有很大的影响。
内筒的内表面换热是烟气与内壁进行辐射与强制对流换热，其边界条件有三类，按第一类边界条件，可以设定内筒壁为等壁温，由于进入稳态传热状态后，温度变化很小，内筒壁的温度与烟气温度近似相等，
因此t 1=500℃。按第二类边界条件，可以设定内筒壁为等热流密度条件，将理论计算的管道表面散热量作为内筒的热流量Q =206.9 W 。第三类边界条件需要确定辐射与强制对流换热的参数，辐射换热需设定烟气温度t y =500℃和内壁的表面黑度ε1=0.7（不锈钢材料）；强制对流换热则需要设定根据对流换热经验公式计算出的换热系数h =172.7 W/（m 2?K ），并且设定烟气温度。
外筒的外表面换热是辐射与自然对流换热，辐射换热条件是环境温度t h =30℃和外壁的表面黑度ε2=0.65（普通钢板材料），自然对流换热则需要设定环境温度和确定烟气管道的表面形状与换热状态，在外表面的Convection 分支下导入Stagnant air —Horizontal cyl 参数，即自然空气状态下的水平圆柱形的对流换热，程序
2
33
2ln
21
d d L t t Q πλ?= K)]
m /(172.7 [W )1011.3(63.018
.00656
.0023.0Re
P d 023.028
.054.08.00.4r
1
?=××××=??×
=λh 5
5
11011.335.344Re ×=××××=??=?V )]
/(023.0)
50500(16.114.32)184.0ln 266.0(ln 9.206t t 2ln d ln d Q 3223K m [W L ?=?×××?×=
??=）
（）（πλ
将自动计算出换热系数，并应用于后序的求解过程。3.2 材料及坐标设定
材料的设定是完成热应力分析的必要过程，内筒设定为不锈钢材料，外筒和法兰设定为普通结构钢材料，从workbench-samples中直接导入即可，其结构性能、热性能、电磁性能等参数都已确定，不需要改动。保温层材料则需要重新建立，将导热系数设为0.023W/ (m?K)，弹性模量设为40 000 Pa，其他参数对计算结果不会造成影响，均设为0。
由于分析模型呈圆柱状，因此创建一个圆柱坐标系能更好的显示计算结果。
3.3 网格划分
对模型进行网格划分，采用智能化网格划分，最后得到模型的单元总数5 928个，节点数据总数38 210个，网格如图2所示。分热量没有经过保温层的隔断，虽然传热面积不大，但由于钢的导热系数大，其传热量已不能忽略，传热量的不均匀造成了表面温度分布不均匀。在理论计算时
没有考虑这部分传热量的影响，为了使热分析与理论计
算情况一致，暂时将两法兰取消，并将两端面设定为绝
热面，再进行求解，结果如图4所示。
图2 烟气管道网格图
3.4 求解
计算结果如图3所示，温度和热流密度的云图显
示结果与理论设定和计算结果相差较大，烟气管道表
面的温度分布呈现出两端法兰处最高，并逐渐向中间递
减的规律，与理论计算时设定的管道表面为
50℃的状
态不相符。经分析，这是由于法兰与内、外筒焊接在一
起，热量直接从内筒传至法兰再传至外筒两端，从外筒
两端沿轴向向中部传热，提高了外筒的表面温度，这部
?图3 烟气管道表面温度及热流密度分布云图
图4 取消法兰后烟气管道表面温度及热流密度分布云图
t1（℃）\q1
（W/m2）
t2（℃）\q2
（W/m2）
t3（℃）\q3
（W/m2）
t4（℃）\q4
（W/m2）
第一类边界条件500\307.3499.9\299.954.4\207.954.4\206.5
第二类边界条件515.3\315.6514.4\307.655.2\215.455.1\206.4
第三类边界条件498.8\306.4498.7\300.754.4\207.554.3\202.6
表?1
取消法兰后表面温度与热流密度的分布很均匀一
致，表面温度比理论设定的温度高4℃左右，表面热流
密度均值为202.6W/m2，理论计算的结果是q4=208.8
W/m2，两者相差为3%左右，证明了烟气管道传热的
理论计算方法是正确的，计算结果与软件仿真的结果
基本相符合。根据图4与图3显示的结果比较可以确定，
烟气管道中对保温不利的结构需要进行改进。内筒按
三类边界条件分别设定后，计算结果如表一所示，三
类边界条件的计算结果都很接近，说明热分析边界条
件的计算和设定是准确的。
4 烟气管道热应力分析
采用Ansys workbench的间接法进行热—结构耦
合计算，选择分析类型Static Structural ，将固定法兰
设定成固定约束Fixed Support；外筒表面设成圆柱约
束Cylindrical Support，轴向自由；内筒表面施加压力
载荷Pressure，烟气压力1 100 Pa；将热分析Steady-
State Thermal得到的温度场载荷加到模型结构中。
t1—t4、q1—q4为内筒内壁面、保温层内、外壁面及外筒外壁面的温
度和热流密度
求解结果如图5所示，固定法兰端的应力与应变值都很小，由温度载荷产生的应力与应变的最大值出现在在活动法兰端，最大应变值有8mm 左右，最大应力值达到了2 300 MPa ，远超出了材料的强度极限。这是因为内、外筒的材料不同，线膨胀系数不同，尤其是温升差别很大，造成内、外筒的热膨胀量不一致，且都由固定法兰端向活动法兰端膨胀，当内、外筒与活动法兰之间由于结构上的约束不能自由的变形时，热应力就产生了。这种内、外筒和法兰之间相互牵制的结构对热应力有很大影响，而且从热分析结果可知，法兰产生的热损失也不可忽略。针对这些问题，改进烟气管道
结构如图6所示，将保温层制成管壳形状，安装在内、外筒之间，既能保温隔热，又能起到支撑内筒的作用，内筒在管壳中的轴向自由度不受约束，内筒长度稍短于外筒，法兰焊接在外筒的外表面，不与内筒接触，在连接的两法兰之间设有保温材料制成的密封板，完全切断了热量的传递路径，减少了热损失。同时，密封板的厚度给内筒的受热膨胀预留了轴向空间。
重新按改进后的结构建立模型，管道的载荷、约束及内、外筒的热边界条件不变，法兰和保温管壳的端面设定为绝热面。求解结果如图7、图8所示，管道表面温度与热流密度和图4
显示的结果基本一致，说明结构改进后法兰处的热损失非常小。内筒的温度变化
最大，由于没有轴向约束，可向两端自由均匀的膨胀，
图5 烟气管道热应力与应变分布云图
图?7 改进结构后的烟气管道表面温度与热流密度分布云图
图?6?改进后的烟气管道结构图
因此内筒上只有应变没有应力，结构的最大应力值为
180MPa ，出现在法兰和外筒的连接处，这是由于温度变化不均匀及结构约束造成的，此应力值不会对结构造成破坏，改进的结构符合设计要求。
5 结 论
（1）利用软件的热-结构耦合分析方法，确定了结构最大应变、应力的分布，分析结果产生的原因，并由此改进优化了烟气管道结构，有效地控制了热传导的路径，减少了散热损失，消除了结构的热应力，效果明显。
（2）对烟气管道进行了传热设计计算，热分析结果验证了热传导计算和边界条件设定的正确性，用Ansys workbench 软件进行热分析是一种准确、有效、简便的方法，尤其在产品设计阶段，可以对不同的方
案进行分析比较优化，获得较理想的设计结构。
参考文献
[1] 杨世铭.《
传热学》，人民教育出版社，1980.图8 改进结构后的烟气管道热应力与热应变分布云图
收稿日期：2011-03-26
通讯地址：
湖南省长沙市岳麓区银盆南路361号
中联科技园(410013)
锤式破碎机作原理及类型
锤式破碎机作原理及类型 第一章锤式破碎机 第一节工作原理及类型 锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子（又称锤头）的转子。转子由主轴、圆盘、销轴和锤子组成。电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。物料自上部给料口给入机内，受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用面粉碎。在转子下部，设有筛板，粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排出机外。 锤式破碎机类型很多，按结构特征可分类如下： 按转子数目，分为单转于锤式破碎机和双转子锤式破碎机； 按转子回转方向，分为可逆式（转子可朝两个方向旋转）和不可逆式两类； 按锤子排数，分为单排式（锤子安装在同一回转平面上）和多排式（锤子分布在几个回转平面上）； 按锤子在转子上的连接方式，分为固定锤式和活动锤式。固定锤式主要用于软质物料的细碎和粉磨。 第二节锤式破碎机的结构 一、单转子锤式破碎机 单转子锤式破碎机可分为可逆式和不可逆式两种类型。可逆式锤式破碎机的转子首先向某一方向旋转，对物料进行破碎。该方向的材板、筛板和锤子端部即受到磨损。磨损到一定程度后，使转子反方向旋转，此时破碎机利用锤子的另一端及另一方的衬板和筛板工作，从而连续工作的寿命几乎可提高一倍。单转子可逆式锤式破碎机结构示意见图1-1（b）。单转子不可逆锤式破碎机的转子只能向一个方向旋转。当锤子端部磨损到一定程度后，必须停车调换锤子的方向（转1800）或更换新的锤子。 单转子不可逆锤式破碎机结构示意见图1-1(a)。 图1-1 单转子锤式破碎机的示意图 （a）不可逆式；（b）可逆式 图1-2 所示为单转子、多排、不可逆式锤式破碎机。它由电动机1、联轴器2、轴承部3、主轴4、圆盘5、销轴6、轴套7、锤子8、飞轮9、进料口10、机壳11、衬板12和筛板13等零部件组成。机壳由上下两部分组成，分别用钢板焊成，各部分用螺栓连接成一体。衬板由高锰钢制成，衬板磨损后可以拆换。为了便于检修、调整和更换筛条，机壳的前后两面均开有检修孔。为了便于更换锤子，机壳的两侧壁也开有检修孔。 破碎机的主轴上安装有数排圆盘，在转子圆盘上有两排销孔，当锤子端部磨损后可以把销轴插在外圈孔内，从而调整锤子与筛条之间的间隙。锤子用销轴铰接在各排圆盘之间，为了防止圆盘和锤子的轴向窜动，在圆盘两端用压紧锤盘和销紧螺母固定。转子两端支承在滚动轴承上，轴承用螺栓固定在机壳上。
建筑结构概念设计及案例
建筑结构概念设计及案例 书名:建筑结构概念设计及案例 出版社:清华大学出版社 作者:罗福午 出版日期:2003-12-01 简介: 本书提出建筑结构概念设计的概念、原则和思路，并介绍相关案例。“概念”部分说明结构概念设计的地位和作用、基本思路、基本做法以及设计中常用到的结构概念。“案例”部分则介绍了国内外的著名案例。 目录: 前言 第1章建筑结构概念设计概述 1.1 建筑结构的作用 1.2 结构概念设计的概念 1.3 概念设计在建设过程中的地位 1.4 建筑结构的基本构件类型 1.4.1 基本构件的类型 1.4.2 各种构件之间的区别与联系 1.5 建筑结构的几个基本概念 1.5.1 荷载和作用 1.5.2 结构失效和材料，结构受力和荷载
1.5.3 结构的可靠度和设计方法 1.5.4 结构的三个基本分体系 1.5.5 关于地基的基本概念 1.5.6 梁、板设计中的几个基本概念 1.5.7 梁、拱和索 1.5.8 梁柱框架 1.5.9 平面桁架（含空腹桁架）和空间架1.5.10 从对比中认识壳体结构 1.5.11 折板结构和幕结构 1.5.12 帐篷、索和充气结构 1.5.13 结构受力、变形的相对性 1.5.14 结构构件的弯曲变形示意图 1.5.15 预应力和预应力结构 1.5.16 结构抗震设计的基本概念 1.5.17 从总体概念上考虑结构设计 1.5.18 对标准、规范、规程应有的知识1.6 结构概念设计的原则 第2章托罗哈结构概念设计作品案例2.1 关于E.托罗哈的评价 2.2 运动场旁有轨电车站 2.3 圆形手术教室 2.4 阿尔捷希拉集贸市场
产品结构设计案例
一个完整产品的结构设计过程 1.ID造型; a.ID草绘............ b.ID外形图............ c.MD外形图............ 2.建模; a.资料核对............ b.绘制一个基本形状............ c.初步拆画零部件............ 1.ID造型; 一个完整产品的设计过程,是从ID造型开始的，收到客户的原始资料（可以是草图，也可以是文字说明），ID即开始外形的设计；ID绘制满足客户要求的外形图方案，交客户确认，逐步修改直至客户认同；也有的公司是ID绘制几种草案，由客户选定一种，ID再在此草案基础上绘制外形图；外形图的类型，可以是2D 的工程图，含必要的投影视图；也可以是JPG彩图；不管是哪一种，一般需注名整体尺寸，至于表面工艺的要求则根据实际情况，尽量完整；外形图确定以后，接下来的工作就是结构设计工程师（以下简称MD）的了； 顺便提一下，如果客户的创意比较完整，有的公司就不用ID直接用MD做外形图； 如果产品对内部结构有明确的要求，有的公司在ID绘制外形图同时MD就要参与进来协助外形的调整； MD开始启动，先是资料核对，ID给MD的资料可以是JPG彩图，MD将彩图导入PROE后描线；ID给MD的资料还可以是IGES线画图，MD将IGES线画图导入PROE后描线，这种方法精度较高;此外，如果是手机设计，还需要客户提供完整的电子方案，甚至实物；
2。建摸阶段， 以我的工作方法为例，MD根据ID提供的资料，先绘制一个基本形状（我习惯用BASE作为文件名）；BASE就象大楼的基石，所有的表面元件都要以BASE 的曲面作为参考依据； 所以MD做3D的BASE和ID做的有所不同，ID侧重造型，不必理会拔模角度，而MD不但要在BASE里做出拔模角度，还要清楚各个零件的装配关系，建议结构部的同事之间做一下小范围的沟通，交换一下意见，以免走弯路； 具体做法是先导入ID提供的文件，要尊重ID的设计意图，不能随意更改； 描线，PROE是参数化的设计工具，描线的目的在于方便测量和修改； 绘制曲面，曲面要和实体尽量一致，也是后续拆图的依据，可以的话尽量整合成封闭曲面局部不顺畅的曲面还可以用曲面造型来修补； BASE完成，请ID确认一下，这一步不要省略建摸阶段第二步，在BASE的基础上取面，拆画出各个零部件，拆分方式以ID的外形图为依据； 面/底壳，电池门只需做初步外形，里面掏完薄壳即可； 我做MP3，MP4的面/底壳壁厚取1.50mm，手机面/底壳壁厚取2.00mm，挂墙钟面/底壳壁厚取2.50mm，防水产品面/底壳壁厚可以取3.00mm； 另外面/底壳壁厚4.00mm的医疗器械我也做过，是客人担心强度一再坚持的，其实3.00mm 已经非常保险了，壁厚太厚很容易缩水，也容易产生内应力引起变形，担心强度不足完全 可以通过在内部拉加强筋解决，效果远好过单一的增加壁厚； 建摸阶段第三步，制作装配图，将拆画出各个零部件按装配顺序分别引入，选择参考中心 重合的对齐方式；放入电子方案，如LCD，LED，BATTERY，COB。。。将各个零部件引入装配图时，根据需要将有些零部件先做成一个组件，然后再把组件引入装配图时。 例如做翻盖手机时，总装配图里只有两个组件，上盖是一个组件，下盖是一个组件。上盖组件里面又分为A壳组件，B壳组件和LCD组件。下盖组件里面又分为C壳组件，D壳组件，主板组件和电池组件等。还可以再往下分
立轴锤式破碎机设计
摘要 机械冲击粉碎是建材行业材料破碎的主要手段，其设备效率是重要的技术和经济指标。目前在破碎机的设计研究中，主要集中在耐磨材料和常规设计的改进。本次设计要求:a、最大进料粒度：≤50mm；b、出料粒度：≤5mm；c、生产能力：12-15t/h。选用PCL750-4立轴锤式破碎机。立轴锤式破碎机接合了反击式破碎机和锤式破碎机的优点并加以改进的优良破碎机。我进行的主要工作是分析其工作原理，实地观察了它的工作过程，计算主要部位的数据。设计的内容包括锤头、反击板、隔板、转子、轴、轴承以及皮带等一些重要的零部件计算，确定了电动机的型号以及键、油管和密封装置。除了以上工作量外我还对国内破碎机现状做了总结和未来发展的方向。 关键词：破碎；PCL750-4立轴锤式破碎机 Abstract
Mechanical impact crushed the building materials industry is the primary means of broken material, the equipment efficiency is an important technical and economic indicators. Currently in the design of the study Crusher is mainly concentrated in the wear-resistant materials and general design improvements. The design requirements: a, the maximum feed size: ≤ 50mm; b, the particle size: ≤ 5mm; c, producti on capacity :12-15t / h. Use PCL750-4 Vertical Crusher. Hammer Crusher Vertical Shaft Impact Crusher bonding a hammer crusher and the advantages and improved the fine crusher. My main work is to analyze the working principle, field observations of its working process, calculate the main parts of the data. Design including hammer, impact plate, diaphragm, rotor, shaft, bearings and belts and some other important parts calculations to determine the type of motor as well as keys, tubing and seals. Workload in addition to the above I also made the domestic crusher status summary and future direction. Keywords: broken; PCL750-4 Vertical Crusher
3-钢结构优化分析及设计
例题3 钢框架结构分析及优化设计 1
例题钢框架结构分析及优化设计 2例题.钢框架结构分析及优化设计 概要 本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。midas Gen 提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范的强度要求 条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对 钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功 能。本文主要讲述强度优化设计功能。 此例题的步骤如下: 1.简介 2.建立模型并运行分析 3.设置设计条件 4.钢构件截面验算及设计 5.钢结构优化设计
例题钢框架结构分析及优化设计1.简介 本例题介绍midas Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 轴网尺寸：见图2 柱:HW200x204x12/12 主梁：HM244x175x7/11 次梁：HN200x100x5.5/8 支撑：HN125x60x6/8 钢材：Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g） 场地：II类 设计地震分组：1组 地面粗糙度；A 基本风压：0.35KN/m2； 荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2； 6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m； 分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 3
例题钢框架结构分析及优化设计 4图1分析模型图2结构平面图
破碎机结构设计
第1章绪论(破碎机械概述) 1.1破碎机械用途及破碎理论 1.1.1破碎机械概念 破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。 1.1.2破碎机械用途 破碎机械是原料、材料、燃料、电力和钢铁等基础工业部门生产过程中的主要设备之一。在矿山工程和建设工程上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使之成为规定尺寸的矿石或碎石。在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所要求的尺寸，以便进行进一步加工操作。 通常的破碎过程有粗碎、中碎、细碎三种，其入粒度和出粒度如表1-1所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。 制备水凝、石灰时，细碎后的物料，还需要进一步粉末。按照粉磨程度，可分为粗磨、细磨、超细磨三种。 表1-1 物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm） 粉磨粗磨，物料粉磨到0.1mm左右细磨，物料粉磨到60um左右超细磨，物料粉磨到5um左右
所采用的粉磨机相应地有粗磨机、细磨机和超细磨机三种。 在加工过程中，破碎机的效率比粉磨机高得多，先破碎再洗磨，能显著地提高加工效率，也降低电能消耗。 工业上常用物料破碎前的平均粒度D与破碎后的平均粒度d之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值i称为破碎比（即平均破碎比）。破碎比是破碎机主要参数之一。 i=D/d 为更简易地表示物料破碎程度和比较各种破碎机的主要性能，也可以用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为标称破碎比。 在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸一般总是小于容许的最大进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于标称破碎比的0.7～0.9。 每种破碎机的破碎比有一定限度，破碎机械的破碎比一般是i=3～30。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必须采用两台或多台破碎机串连加工，称为多级破碎。多级破碎时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比i0，如果各级破碎的破碎比各是i1、i2、……i n,则总破碎比i0为 i0=i1i2i3……i n 1.1.3破碎理论 各种矿石的机械性能是各不相同的，如表1-2所示，然而矿石的抗压强度均大于其抗弯强度或抗拉强度。 表1-2 各种矿石的物理机械性能
建筑给排水管道结构设计要点
浅析建筑给排水管道结构设计要点 摘要: 随着城市化进程的发展，基础设施建设步伐日益加快，建筑给排水工程在市政建设工程中所占的比重也越来越大。为了提高建筑给排水管道工程质量，首先要根据城市道路条件做好科学设计，本文根据实际情况，因地制宜、因时制宜, 经过充分的市场调查与经济技术比较, 做到既质量优良, 又经济合理、施工方便。 关键词: 建筑给排水；管道；结构设计 abstract: with the development of city development, the pace of infrastructure construction is accelerating, building water supply and drainage engineering in the municipal construction project in the proportion is increasing. in order to improve the water supply and drainage pipeline engineering quality of buildings, according to the first city road condition to ensure the scientific design, according to the actual situation, suit one’s measures to local conditions, namely, through the comparison of market survey and economic technology fully, do not only good quality, reasonable and the economy, convenient construction. key words: building water supply and drainage; pipeline; structure design 中图分类号：tu99 引言:建筑给排水设施, 是保证城市地面水及时排除, 防治城市
钢结构18m梯形屋架设计实例
钢结构课程设计任务书 一、题目 某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m。 1.结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋 面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m。 2.屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用 下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架 跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以kN/m2为单 位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的 =0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷 基本雪压标准值为S 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.45kN/m2 水泥砂浆找平层 0.7kN/m2 保温层 0.4 kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 附图
(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 (c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直
支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三种编号 （a）上弦横向水平支撑布置图 （b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算 三毡四油防水层0.45 kN/m2 水泥砂浆找平层0.7kN/m2 保温层0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 恒荷载总和 3.318kN/m2 活荷载0.7kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 可变荷载总和 1.4kN/m2 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重
市政给排水管道工程的结构设计
市政给排水管道工程的结构设计 发表时间：2018-06-29T11:47:23.860Z 来源：《防护工程》2018年第4期作者：金智捷[导读] 众所周知,为居民提供日常用水的基本设施是市政排水管道,给排水系统是城市互动的重要命脉。 齐齐哈尔宏远市政工程有限公司黑龙江齐齐哈尔 161000 摘要：众所周知,为居民提供日常用水的基本设施是市政排水管道,给排水系统是城市互动的重要命脉。给排水管道布置设计是否合理,不仅会对人们的日常生活造成直接影响,还会影响到给排水系统的平稳运转以及给排水系统实际应用的经济适用性,因此,各大施工单位越来越重视市政给排水管道工程结构设计与相关施工技术的运用。 关键词：市政；给排水管道；结构设计 1市政道路建设中安排好给排水管道结构设计的重要意义近年来我国城市建设不断加快，但城市道路排水等问题也困扰着很多地区的市民，尤其是有些地区存在台风、暴雨等灾害的气候因素，当降水量突然增大的时候，就会给城市道路给排水系统带来巨大压力。如果不能够根据城市特点进行道路给排水管道的规划与施工就可能给城市带来内涝等安全隐患，同时由于积水未能及时清排，部分城市街道路面、路肩等长时间被积水浸泡就会加快老化、造成腐蚀，对于城市道路的保养非常不利，严重的还会造成路基结构层损害、路面塌陷等现象的出现。而路面大量积水不能通过排水管道网络系统进行清排还会向下进行渗透，当地下渗水过多就会影响市政街道地下的结构。由于有些地区在进行市政道路建设时会将综合管网与道路建设平行进行建设，市政道路结构上的损坏就会给综合管网的运行造成威胁，甚至会由于水分渗透影响电缆、光缆等结构的运行稳定性，给城市生活带来不便。因此我们在进行市政道路建设时必须对相应的给排水管道系统进行重点规划与设计，在施工中也要根据实际情况需求强化施工效率与质量。 2市政道路中给排水管道基本现状分析已被人们用来使用的市政给排水管道仍然存在很多规划和建设方面的问题,并且,一旦给排水管道存在问题,解决相关问题是并不不及时,这些现象已与城市排水管网设计发生一定的矛盾,因此，造成市政道路给排水规划存在很多困难,导致规划和市政排水管道结构设计不能满足目前的需要。在这种情况下,相关部门应该对市政规划的过程进行严格要求,并组织设计审查部门对设计进行审查,对各种问题进行认真的分析,并制定出相应的解决方案,以确保从根本上解决问题。 3市政给排水管道结构设计 在对给水排水管道的结构进行具体设计实践时，我们需要涉及到一系列相关内容，对这些内容设计的科学与否，直接影响着整个管道设计的效果。下面将对所有具体项目进行进一步探讨与分析。 3.1基本结构形式的选择 在进行市政给排水管道结构设计时，首先，应该做好管道结构形式的选择工作。主要考虑的因素有：管道的具体功能，例如，用于给水还是用于排水、管道所处的实际工作环境、管道的口径大小与规定流量大小、管道的埋置深度以及周围的地质与水文、相关经济控制因素等等。管道结构形式主要分为：预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、钢管、铸铁管、现浇钢筋混凝土箱涵、混凝土管、砌体盖板涵、钢筋混凝土管等等。在实践过程中，需要综合考量，通常在工程实践中，不同的管道工作环境会对应不同的管道类型，例如在非承压的管道中，常常会选择使用钢筋混凝土管道、现浇混凝土箱涵、盖板涵等；而在承压的管道中，常常会应用到的管道类型为PVC、PE、玻璃钢管以及其他金属管道。另外，在应对一些较复杂的地质情况时，如管道布置于河渠、公路和铁路等特殊地段时，需要根据具体的情况来对管道进行选择，以确保结构设计的科学性和合理性，从而实现最佳的设计效果。 3.2结构设计实践 在进行管道内部结构的设计实践过程中，工程技术人员需要结合既定的管道基本特征、预埋地层厚度、载荷指数、地表下层的水位情况以及管道的强度、刚度情况来展开管道结构设计，需要反复进行相关指标的计算与复核，进而得出管道的壁板厚度、质量等级等相关具体参数。作用在地下管道的荷载有恒载和活载。恒载包括结构自身重力、上层覆盖土的重力、结构物本身长度内水流的重力；活载有汽车荷载和某些情况下地下水的压力等。另外，在实际的工程中，会存在某些管道必须进行加固处理才能达到既定的强度与刚度要求，针对此类管道，必须要在科学计算之后，确定具体的指标，进而采取相关加固措施。常用的加固措施主要包括采用钢筋混凝土包管等，这里需要注意到的是，在进行具体的加固操作时，必须要依据具体的工程实际情况选择对应的加固方式与方法，切不可固守于某一种加固措施。 3.3敷设方式的选取分析 在进行管道敷设方式的选取时，同上述其它操作手段的选择一样，需要结合具体的情况与工程来进行选择，影响敷设方式选取的因素有很多，例如，管道预埋的深度、地表以及地表之下可能存在的影响实际管道铺设的阻碍等。敷设方式也有较多的种类，如架空式、沟埋式、顶管等等。在具体的应用中，沟埋式较为普遍，其次为架空式，在特殊地段无法开挖施工时，通常采用顶管施工。不同的敷设方式对结构设计有较大影响，设计人员应根据具体情况分别设计计算。 3.4抗浮稳定性设计 影响管道抗浮稳定性的主要因素就是实际工程区域水位高低，当敷设地段地下水位较高时，管道抗浮稳定性将会受到严重影响。在进行市政给排水管道工程结构设计的过程中，需要对抗浮稳定进行相关计算，避免可能出现的浮管现象。 3.5抗震设计 管道的抗震设计可以从较多的层面上得到体现。例如，在选择管道的走向时，尽量避开抗震不利的场地、地基不稳区域以及可液化地基，由于管线服务区域的限制无法避开抗震不利场地时，应采取有效措施对地基进行处理，例如换填、砂石挤密桩、抛石挤淤等方法。另外，在对管道的材料进行选择时，需要选取抗震性能较优越的材料，并辅以减小变形影响的构造措施。除此之外，在对地基与支墩等项目进行设计时，需要将抗震性能考虑在内，最大化地降低因震动而造成对管道功能的负面影响。 4市政给排水管道结构设计质量把控要点
钢筋混凝土结构设计案例
案例一：单块板设计（简支板） 一．建筑设计 10kN
二．结构设计 1.选材料： 混凝土：C20， 26.9mm N f c = 钢材：Ⅰ级 ()φ，2210mm N f y = 2．荷载计算 ①恒荷载： m kN A g k 5.42515.02.1=??=?=钢筋混凝土γ m kN g g k G 73.45.405.1=?=?=γ ②活荷载：23m kN q k =面 m kN b q q k k 6.32.13=?=?=面 m kN q q k Q 32.46.32.1=?==γ 3．内力计算，画内力图 计算简图.
Q 图（kN ） M 图（m kN ?） ()()m kN Ql l q g kN Q l q g ?=?+?=++=M =+?=++= 43.2143158305.94808.212152305.92222max max ν 启闭门力知：kN G 10= kN G Q d 15105.1=?==γ 4．配筋计算，画配筋图，钢筋表 受弯构件公式：??? ? ?-≤=20max χχχh f b KM f A f b c y s c 拟定：mm a h h mm a s s 12525150250=-=-==， 1429.06 .912512001043.212.126 20max =????==c s f bh KM α )(522.085.01549.01429.0211211不超筋破坏=<=?--=--=b s ξαξ 2003.10622106.936.19120036.191251549.0mm f f b A mm h y c s =??===?==χξχ 选钢筋：（查表）147φ)%50~%10,1077(2可抛大mm A s = 验算含钢量：%100125 12001077%1000??=?=bh A s ρ
工程结构设计案例
工程结构设计案例讲授：周卫民 案例一：单块板设计（简支板）
一．建筑设计 10kN
二．结构设计 1.选材料： 混凝土：C20，2 6.9mm N f c = 钢材：Ⅰ级()φ，2210mm N f y = 2．荷载计算 ①恒荷载：m kN A g k 5.42515.02.1=??=?=钢筋混凝土γ m kN g g k G 73.45.405.1=?=?=γ ②活荷载：23m kN q k =面 m kN b q q k k 6.32.13=?=?=面 m kN q q k Q 32.46.32.1=?==γ 3．内力计算，画内力图 计算简图.
Q 图（kN ） M 图（m kN ?） ()()m kN Ql l q g kN Q l q g ?=?+?=++= M =+?=++= 43.214 3158305.94808.212 152305.9222 2max max ν 启闭门力知：kN G 10= kN G Q d 15105.1=?==γ 4．配筋计算，画配筋图，钢筋表 受弯构件公式： ? ?? ? ? -≤=20max χχχh f b KM f A f b c y s c 拟定：mm a h h mm a s s 12525150250=-=-==， 1429.06 .912512001043.212.126 2 0max =????==c s f bh KM α )(522.085.01549.01429.0211211不超筋破坏=<=?--=--=b s ξαξ 2 003.1062210 6.936.19120036.191251549.0mm f f b A mm h y c s =??= = =?==χξχ 选钢筋：（查表）14 7φ)%50~%10,1077(2可抛大mm A s = 验算含钢量：%100125 12001077 %1000??=?= bh A s ρ
锤式破碎机结构原理参数维护保养
锤式破碎机 一、锤式破碎机的类型、应用及特点 锤式破碎机是利用高速回转的锤头冲击物料，使其沿自然裂隙、层理面和节理面等脆弱部分而破碎的破碎机械。 锤式破碎机的种类很多，可分为普通锤式破碎机和单段崐式破碎机；按回转轴的数目可分为单轴式(或单转子)和双轴式(或双转子)；按锤头的排数可分为单排式和多排式；按转子的回转方向分为定向式(不可逆式)和可逆式；按锤头装置方式的不同分为固定锤式和活动锤式。固定锤式仅用于物料的细磨(锤磨机)。 二、普通锤式破碎机 普通锤式破碎机适用于脆性、中硬、含水分不大的物料的破碎。在建材工厂中，它主要用来破碎石灰石、煤、页岩、白垩、石膏、石棉矿石、炉渣、焦炭等。一般锤头重、锤数较少、转速较慢。有上蓖条以及采用锤盘结构的锤式破碎机，可进入较大粒径的物料，宜作为中碎或一定范围的粗碎；反之，则宜于用中、细碎。 (一)锤式破碎机的特点 锤式破碎机的优点是:具有较高破碎比(一般为10～25，个别可达50)；生产能力大；产品料度均匀；过粉碎现象少；单位产品能耗低。另外还有结构简单，体型紧凑，设备质量轻，操作维修容易等优点。 锤式破碎机的缺点是:锤头和蓖条磨损较大，要消耗较多的金属和检修时间，尤其在破碎坚硬物料时，磨损更快；破碎粘湿物料时，产量显著下除，由于蓖条易堵塞，甚至由此而停机。为避免堵塞，被破碎物料的含水量不应超过10%。 锤式破碎机的规格是用转子的外湍直径D和转 子的长度L来表示的，单位是毫米。例如Φ1000×800 的锤式破碎机，1000毫米就是转子的直径，而800 毫米则为转子的长度。 (二)锤式破碎机的工作原理 图3-1为锤式破碎机示意图，主轴1上装有锤架图3-1 图3-1锤式破碎机示意图
《钢结构设计禁忌及实例》资料
《钢结构设计禁忌及实例》 《钢结构设计禁忌及实例》 2010年11月02日 内容简介本书依据相干规范及工程实践经验，对钢结构设计中的一些误区和禁区进行了深进分析。书中第一先容了一些工程案例作为警示，进而按规范系统逐条列出r相干设计禁忌、算例以及对规范的修改提议等内容，提出哪些题目不能那样做，而应当如何做。本书内容翔实，实用性、对照性强，可供盛大结构设计职员利用，也供相干专业施工、科研、教学职员参考。 索引第1章钢结构工程违禁犯讳案例 【案例1.1】吊车分袂肢柱头的疲惫拉裂 【案例1.2】将门式刚架钢柱改为混凝土柱 【案例1.3】在多层建筑上扩建门式刚架轻钢结构 【案例1.4】过量积灰积雪 【案例1.5】在吊车梁上随意施焊 【案例1.6】重型平台柱头的剪切破坏 【案例1.7】电机与平台共振 【案例1.8】防锈油漆与防火涂料起化学反映 【案例1.9】柱脚抗剪键设置不到位 【案例1.10】门式刚架设计、施工、治理题目 【案例1.11】钢材选择或利用不当
【案例1.12】未分清钢结构设计图与施工图的关系 【案例1.13】在预应力高强度锚栓上出现焊点 【案例1.14】不留意柱脚锚栓d=72mm与M72的差别 【案例1.15】吊车梁轨道联接的经常损坏 【案例1.16】吊车梁端上部变形引起突缘支座纵向联接题目 【案例1.17】箱形吊车梁真个梁、柱节点过于刚劲 【案例1.18】插进式柱脚埋深未进行计算 【案例1.19】忽视施工运输安设阶段担保结构安稳和平安的临时举措【案例1.20】温度区段的不正常办理 【案例1.21】梁柱节点采用栓焊并用联接的差异算法 第2章选料 【禁忌2.1】对建筑结构钢材根本知识缺乏了解 【禁忌2.2】设计文件中对所引用的国家轨范没有所有、正确地表示【禁忌2.3】不熟悉经常用钢材的性能及特殊要求 【禁忌2.4】用建筑结构用钢板按号取代Q235等钢号的钢板 【禁忌2.5】对铸钢有哪些国家轨范不清楚 【禁忌2.6】对钢材及联接选料要求不足明白具体 【禁忌2.7】对钢结构联接要领一知半解 【禁忌2.8】不了解各种焊接选料的型号、表示办法和具体用途 【禁忌2.9】采用的焊接选料与母材不匹配 【禁忌2.10】对钢结构紧固件联接缺乏了解 【禁忌2.11】不深切理解钢材及其联接的各项强度设计值
基于ANSYSWORKBENCH的摩擦生热分析
本篇文章说明，如何在WORBENCH中通过改变单元的形式来做摩擦生热的耦合分析。 【问题描述】 在一个定块上，有一个滑块。在滑块顶顶面上施加一垂直于表面指向定块的10MPa的分布力系。现在滑块在定块表面上滑行3.75mm，要求摩擦而产生的热量，并计算滑块和定块内部的温度分布和应力分布。 定块的尺寸：宽5mm，高1.25mm，厚1mm 滑块的尺寸：宽1.25mm，高1.5mm，厚1mm 材料：弹性模量：7e10Pa;泊松比：0.3；密度：2700kg/m(3);热膨胀系数：23.86e-6/k；摩擦系数：0.2；热导率：150W/(M K)；比热：900J/(kg K） (注)该问题来自于许京荆的《ANSYS13.0 WORKBNCH数值模拟技术》,中国水利水电出版社，2012，P381. 【问题分析】 关键技术分析： 此问题属于摩擦生热，不能够使用载荷传递法，而只能使用直接耦合法。这就是说，只能用一个耦合单元来计算摩擦生热问题。 解决该问题的基本思路如下: (1) 使用瞬态结构动力学分析系统 （2）在该系统中更改单元为PLANE223,它是一个耦合单元，可以完成多种耦合分析，这里使用其结构-热分析功能。 （3）定义两个载荷步，第一步将动块移动到指定位置，第二步保持最终位置，以获得平衡解。 （4）在求解设置中，关闭结构分析的惯性部分，而只做静力学结构分析，但是对于热分析仍旧做瞬态热分析。
（5）由于使用了瞬态动力学分析，结果中默认是没有温度可以直接从界面中得到的。需要自定义结果，提取温度。 （6）此问题要多处使用插入命令的方式，从而可以在WORKBENCH中使用APDL的功能。 （7）瞬态结构动力学分析系统的工程数据中，无法得到热分析的部分参数，所以需要先创建一个单独的工程数据系统，然后把它与瞬态结构动力学分析的工程数据单元格相关联。 （8）在DM中创建两个草图，然后根据草图得到面物体。再对这两个面物体进行平面 应力的分析。 （9）本博文的主要目的是要阐述：如何在WORKBENCH中使用耦合单元进行多物理场的耦合分析。 【求解过程】 1.进入ANSYS WORKBENCH14.5 2. 创建瞬态结构分析系统 3.设置材料属性。 双击engineering data,加入新材料，命名为al，设置属性如下。
市政工程管道的结构设计 李奕君
市政工程管道的结构设计李奕君 发表时间：2019-08-29T11:19:37.187Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：李奕君陈光荣[导读] 能够有效保障给排水管道的使用寿命和运行质量，降低故障发生率，减少因给排水管道故障对水资源造成的浪费，以及给居民生活带来的不便。 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉 430010 摘要：随着经济的发展，城市居民用水、商业用水不断增加，市政给排水管道工程逐渐增多。市政给排水管道工程在建成之后，能否长期有效的充分发挥其应有效益，结构设计是否合理是非常关键的因素，结构设计的质量直接关系到市政给排水管道工程的经济效益，因此，必须加强对管道结构设计的重视。 关键词：市政工程，给水排水管道，结构设计 随着社会的发展与经济的进步，城市的工业及人口规模不断扩大，需水量呈现出日益增长的趋势。在供水需求不断增长的趋势下，供水水源不断向外拓展，因此市政给排水管道的输水距离逐渐加长。在这样的形势下，市政给排水管道工程结构设计面临着更严峻的考验。市政给排水管道的结构设计十分复杂，不仅需要考虑水文地质、地形地貌等现实因素，对市政给排水管道进行科学的结构设计，能够有效保障给排水管道的使用寿命和运行质量，降低故障发生率，减少因给排水管道故障对水资源造成的浪费，以及给居民生活带来的不便。 一、概述 市政管道分为给水管道和排水管道，前者包括输送原水的管道，输送经污水处理厂处理后可用于浇洒道路、绿化、洗车和厕所冲洗水的中水管道等。后者包括输送未经处理或初步处理的生活、生产污水管道，输送截流雨水的雨水管道和雨污合流管道。城镇的给水、排水管道一般采用埋地敷设，不占用地面空间。因水体温度和环境温度产生的温差会使得管道产生纵向变形，除采用伸缩节、滑动支座和保温层外，一般也会要求输送水体的温度不大于40 ℃。 给水管道需要连接到民用、工用和公共设施的进水点，一般采用压力流管道系统，工作压力一般不小于0.5 MPa。排水管道考虑到节能和排放污水需要，一般采用重力流管道系统，遇到出口高程不能自流排放，则设置加压泵站提升水头。管材的确定需要根据管道用途、埋置深度、抗震要求、地质条件和经济指标等情况进行综合考虑。目前给水排水管道形式主要有铸铁管、钢筋混凝土管、钢管、塑料管和其他复合结构管材。 管道的连接接头是管道系统的主要组成部分，压力管道在方向转变处、支管与主管连接处必须采用弯管、三通和四通等接头，不同管材间连接处也需采用相应接头。接头必须达到与管材同样的对外荷载支撑强度，并达到不低于0.5 MPa 内压的抗渗要求。 二、市政给排水管道结构设计的内容 1、管道结构形式。一般来说，由给排水专业来确定管道材料及结构形式，与此同时，也要综合、全面考虑管道的用途、口径、流量、工作环境、覆土深度、敷设方式以及经济指标、水文地质情况等因素。自来水厂的原水及输水管道通常属于承压管，往往会采用以下几种结构:钢、铸铁、玻璃钢、PCCP管、现浇钢筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水厂等重力流管道通常属于非承压管道或者压力较小，出于经济性考虑，往往会采用以下几种结构:砌体盖板涵、混凝土、钢筋混凝土以及现浇钢筋混凝土箱涵;在遇到铁路、公路、过河渠等特殊地段或特殊情况的时候，局部地段的管道压力较大时也可以采用钢管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式为承插口。 2、管道结构设计及基础选型。以管道规格、地面荷载、覆土深度以及试验压力、工作压力、地下水位为主要根据，对管道的刚度、管道的强度进行复核、计算，最终确定管道结构配筋率、管道壁厚。而对于一些必须通过进行加固才能满强度要求、刚度要求的管道来说，可以根据计算结果，选择合理的加固措施，比较常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及钢筋混凝土包管。 3、管道敷设方式。应综合考虑管道地面障碍物、地下障碍物以及覆土深度等因素合理选择敷设方式。一般情况下，管道敷设方式主要包括架空、顶管以及沟埋这三种，其中沟埋式是最常用的一种管道敷设方式。在利用沟埋式难度较大的情况下，可以选择架空、顶管等方式。管道敷设方式不同，管道结构设计也会有所不同。 4、抗震设计。在确定管线走向时，应尽量规避不利于抗震的地基、场地，若是必须要经过液化土地基、地震断裂带，则应根据管道的使用条件、重要性进行综合考虑。对于给水管道来说，应当选择延性良好、抗拉强度高以及抗折强度高的钢管，此外还需对管道进行防腐处理;对于排水管道来说，应当选择钢筋混凝土形式的管道，并采取构造措施，以尽量避免出现严重的损害。在进行结构设计时，也要适当加强抗震设计。根据历年管道地震灾害调查，管道地震灾害破坏绝大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有较好的抗剪和变形能力，抗震性能较好。 5、构造措施。首先，地基处理。应当将地基处理的平面图、纵断面图、横断面图包含在设计图中，扫描矢量化要进行处理的地段的地勘资料纵断面，并选择合适的参考点，以给排水专业的平面图、纵断面图、横断面图为主要根据，在地质纵断面上放置管道基底轮廓线，然后再划分地质单元，注明桩号、基底高程，并将地下水位以及基底以下、沟槽范围内的土层构造标明。根据桩号划分，确定需要处理的部分，再针对地质情况、厚度，采取相应的处理方法。 6、预防浮管。管道施工期间多雨或者管道敷设地段的地下水位比较高，在这样的情况下，比较容易出现浮管现象，结构设计人员需要充分考虑到这两点因素，加强对管道抗浮稳定的重视。在进行结构设计，根据管道结构计算结果，采用管顶覆土或钢筋混凝土包管等抗浮措施，以预防出现浮管问题。同时，在混凝土包封管道施工过程中，应该计算混凝土对管道的浮力影响，并采取措施固定管道。 三、市政给排水管道的结构设计要点 1、地基处理。当在软土、回填欠密实土等地基上直接敷设管道时，地基的不均匀沉降极易引发管道发生事故，因此应该严格保证地基的强度、不均匀沉降等。当在上部结构的自重及附加负载的作用下地基压缩变形过大时，尤其是和管道所能允许的不均匀沉降相比过大时，极易引发管道过量下沉，接口开裂，对管道的正常使用造成一定的不良影响。针对这种情况，有效处理管道不良地基是极为必要的。夯实、抛石挤淤、砂石挤密等是处理管道地基的过程中经常采用的方法，但是在实施这些处理方法的过程中应该严格依据建筑地基处理技术规范。同时，还应该严格依据管线的钻孔地质纵断面图进行结构设计，将管道地基处理的范围及深度等有效确定下来，通过技术、工期等综合因素比较后将科学合理的地基处理措施确定下来。
钢结构工程案例
H 型钢钢结构节能住宅 1、体系的成果-房地产开发: ●莱钢樱花园小区 :山东省钢结构节能住宅示范工程。 ●济南艾菲尔花园:建筑面积 48000平方米,建设部认定 A 级住宅,山东省钢结构节能住宅示范试点工程,荣获第二届中国建筑钢结构金奖 (国家优质工程。 ●济南黄金时代:建筑面积 58912平方米。 ●青岛华阳慧谷:建筑面积约 40000平方米, 是青岛市和山东省首个节能 65%钢结构节能住宅社区。荣获第四届中国建筑钢结构金奖。 ●青岛莱钢大厦:位于青岛市海尔路, 啤酒城对面。建筑面积 78000平方米,是一个以五星级酒店为主,辅以高档写字楼及精品零售设施的综合性商业项目。 ●滨州中海城:建筑面积 1560000平方米,部分采用钢结构。 2、体系的成果-公共建筑 ●滨州国际会展中心工程:建筑面积 78000平方米,荣获中国建筑钢结构金奖。●青岛地丰大厦:位于青岛市经济技术开发区。总建筑面积 53000平方米,总高 92.8米。 钢结构工程案例介绍 (一钢结构低层住宅案例介绍——上海碧海金沙 ?¤嘉苑项目: 位于上海奉贤区的海湾旅游度假区,占地总面积 40万平方米,建筑总面积 32万平方米,是目前国内最大的钢结构生态节能住宅小区。目前已完成一期工程 3.1万平方米。
该项目是按照《上海市生态型住宅小区技术实施细则》技术标准开发。项目技术定位:创建国家康居住宅示范工程、上海市一级生态住宅小区。 1、特点: ● 优越的地域优势 其独特的地理位置形成海湾天然氧吧, 周边大学林立、交通便利、拥有丰富的自然水系资源。 ● 和谐的小区环境 小区环境规划与建设中, 集成了太阳能光电利用、垃圾分类处理等多项生态新 技术;建有商业街、宾馆、会所俱乐部、幼儿园;具备安全高效的物业管理● 具有“ 钢结构、绿色节能、产业化” 特点的生态住宅 住宅中采用钢结构体系及筏型基础、粉煤灰加气混凝土砌块和聚苯板双重保温系统、无源湿感中央新风系统、与建筑一体化的分体式太阳能热水系统、直饮净水系统和个性化的工厂化装修等十多项生态节能住宅技术 2、结构形式项目为低层建筑, 全部采用 H 型钢钢框架结构。项目一期工程 3.1万平方米,使用热轧 H 型钢约 1100吨。项目采用钢筋混凝土现浇楼板。由于采用钢结构,自重轻,故所有建筑均采用天然地基,基础采用片筏或条型基础。 (二钢结构多层住宅案例——济南艾菲尔花园 济南艾菲尔花园项目济南艾菲尔花园项目位于济南槐荫区,是建设部 1A 级住宅、 2004齐鲁名盘 50强, 并荣获 2003年度中国建筑钢结构金奖 (国家优质工程、2005山东省节能省地型建筑奖。 济南艾菲尔花园总建筑面积约 4.8万平方米, 其中三幢小高层, 三幢多层住宅, 小高层住宅采用钢框架 --中心支撑结构体系,框架柱采用箱形截面,中心支撑采用圆钢管,框架梁、楼面次梁采用热轧 H 型钢;多层住宅采用纯钢框架结构体系,梁、柱采用热轧 H 型钢。用钢量为 2300吨,其中热轧 H 型钢用量为 900多吨。