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word第七节玻璃熔窑前脸吊墙和卡脖吊墙的吊挂钢梁设计
第七节玻璃熔窑前脸吊墙和卡脖吊墙的吊挂钢梁设计
全国性建材科技期刊——《玻璃》2012年第1期总第244期
第七节玻璃熔窑前脸吊墙和卡脖吊墙的吊挂钢梁设计
前脸吊墙和卡脖吊墙是浮法玻璃熔窑的重要窑
体结构组成,是以吊挂方式安装在窑体E的两面特
殊结构的墙体.
1前脸吊墙大横梁
玻璃熔窑前脸吊墙大横梁的主要功能是吊挂前
脸L型吊墙.L型吊墙是一面组合
墙体,由具有吊挂和通风两种功能的吊杆钢结
构和积木式的吊墙砖结构以及吊墙钢壳板组合而成.
无论是在砌筑施:
E中,还是在玻璃熔窑运行
中,都必须保持L型吊墙的整体性和平直性.不能
出现砖缝开裂,墙面翘曲等情况.
为了保证吊墙的整体可靠,吊挂L型吊墙的投
料口大横梁不能按强度设计,而是要按刚度设计.
并需要投料口大横梁的抗弯刚度比一般的梁强很
多,在承受吊墙重量并在温度较高的环境中投料口
大横梁产生的挠度不能超过大横梁长度的1/2000.
(一般梁为1/500~I/1000).
投料口大横梁的断面尺寸一般比较大,因此自
重比较大,设计中如果不考虑大横梁自重,需要按
许用挠度l/2000计算;若考虑大横梁自重,可按许
用挠度l/1800计算.投料口大横梁所承受的L型吊墙
重量不是分布在梁的全长上,但可以近似地认为分
布在全长上计算.
(1)投料口大横梁的已知条件
大横梁的跨度:
=11900mm
L吊墙宽度:
B=I1lO0mm
L型吊墙总重量:
G=42000kg
L型吊墙均布载荷:
q=38kg/cm
46
(2)投料口大横梁受力图
①大横梁的载荷图
图32大横梁的载荷图
②大横梁的剪力图
-
2{090leg
图33大横梁的剪力图
(3)求投料口大横梁所需截面的惯性矩
①大横梁的弯矩:
Mx~=21090x40+
:
6696075(kg?
cm)
②大横梁的抗弯截面模量
6696075
1500
=
4464(cm)
③由弯矩折合成的均布荷载
8
q了
8×6696075
1190
知识讲座专题
④大横梁的许用挠度
:
11900
=5.95(1Tlm)
⑤大横梁的所需截面惯性矩
5ql
Ix一
384E[f]
5×37.83×11904
—
384×2×10×0.6
=823115fem)
(4)确定投料口大横梁截面尺寸
①大横梁由两根I字形钢梁组成,采用钢板焊
接工字形结构
工字形:
=l000mm
翼缘板:
B:
275mm,板厚:
t=25mm
腹板:
h=950nlnl,板厚:
=15mm
②大横梁的惯性矩
27.5×100一26×95
=2×————一
=868042(cm)
此值大于模梁的所需截面惯性矩823115em.
③大横梁的实际挠度
厂:
384EIx
5×37.83×11904
—
384×2×10×868042
=5.7(irlm)
实际挠度值小于许用挠度5.95mill,符合刚度
要求.
(5)按《建筑结构静力手册》中的公式计算
投料口大横梁的挠度
①简支梁对称中间局部荷载最大挠度的计算
公式
=
qcl-’(8—
4y+y)
式中:
q=38.73kg/cm:
C=11100mln:
L=11900mm.
y了
1l100
ll900
=0.933
②横梁的实际挠度
/=qcl”(8—
4/+)
:
(8—4×0.933+0.933s)
384×2×10.×868042
=
5.66(mm)
此值与前面计算基本相同,符合刚度要求.
(6)考虑大横梁自重时确定投料口大横梁的
挠度
①大横梁的自重
g=1190{2【2(27.5×2.5)+(100—2×2.5)×
1.5]×7.85}=5231(kg)
②大横梁自重产生的均布荷载
523l
q而
=4.4(kg/cm)
③大横梁的总荷载
q=37.83+4.4
=42.23(kg/cm)
④大横梁的实际挠度
厂=qcl3(8一
+)
:
丝三!
!
!
:
(8—
4×0.933+0.933,)
384×2×10.×868042’
=
6.32(mm)
2卡脖吊墙箱形吊挂梁
浮法玻璃熔窑的卡脖吊墙通常是一面组合墙
体,由横跨卡脖的钢梁和积木式的吊墙砖结构组合
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全国性建材科技期刊——《玻璃》2012年第1期总第244期
而成,钢梁的功能是吊挂卡脖吊墙的砖墙体.
无论是在砌筑施工中,还是在玻璃熔窑热态运
行中,都必须保持卡脖吊墙砖结构的整体性和平直
性.不能出现砖缝开裂,墙面翘曲等情况.
为了保证卡脖吊墙的整体可靠,卡脖吊墙钢梁
需要按刚度设计.根据使用经验,不考虑钢结构自
重时,卡脖钢梁挠度按L/1800,考虑钢结构自重时
按L/1500没计是安全可靠的.
由于卡脖吊墙钢梁横跨于卡脖碹的正上方旦很
靠近,此处温度可接近200℃.卡脖吊墙钢梁需要
通水冷却,确保钢梁不会出现受热变形.一般是从
钢梁的一端进水另一端出水.进水和出水接头的高
低位置是不同的,进水接头要靠近钢梁的下翼缘,
出水接头要靠近钢梁的上翼缘.这是为了保证在出
现突然停水的情况时,箱形钢梁内仍存有一定量的
冷却水,短时保护钢梁的安全.
(1)卡脖吊墙钢梁的已知条件
钢梁的跨度:
三=5920mm(对应卡脖池宽4400mm),
脖吊墙砖结构尺寸:
宽度B=4880mm,高度Ⅳ一1390mm,厚度
d=230mm.
卡脖吊墙砖结构总重量:
大约为G=4370kg(莫来石砖),
卡脖吊墙钢梁分布载荷:
q:
4370÷488=9(kg/cm)
(2)求卡脖吊墙钢梁所需截面的惯性矩
①钢梁的许用挠度
不考虑钢梁自重时按[f]=L/1800,
=
5920
l800
=
3.29(mm)
②钢梁所需截面惯性矩
一:
kx一
384E[厂]
5×9×592
48
=21875(Clll)
(3)设计卡脖吊墙钢梁截面尺寸
①设计钢梁采用箱形结构,用钢板焊接而成:
钢梁箱形截面尺寸:
日=400into,B:
100
翼缘板:
B=120mm,板厚:
t,=16mm
腹板:
h=368mm,板厚:
t=10mm
②设计钢梁的实际惯性矩
L=2x{+12×1.6×():
){—+××(—
=
2X(4153+7078)
=22462(Cl/I4)
③设计钢梁的实际挠度:
5qL
Jl—.384EL
5×9×592
..
384X2X106X22462
=
3.20(mil1)
实际挠度值小于钢梁许用挠度,符合刚度要
求.
(4)按《建筑结构静力手册》中的公式校核
脖吊墙钢梁的挠度
①简支梁对称中间局部荷载最大挠度的计算公式
=
(8-y)
式中:
q=9kg/cm;
C=4880mm;
=5920mm.
‘,丁
4880
5920
=0.8243,
⑦设计钢梁的实际挠度
厂=qcl3(8—
4},2+y3)
=8-4x0.82432+0.
8243~
3842X022462×1.×
知识讲座专题
=0.05282×(8—2.7179+0.5601)
:
3.09(mm)
与前面计算基本相同,符合刚度要求.
(5)考虑钢结构自重时校核钢梁的挠度
①钢结构自重(包括钢梁及附件)
G=1280kg
②钢梁自重产生的分布荷载
l280
q?
=2.2(kg/cm)
③梁的总荷载
q=9+2.2=11.2(kg/cm)
④钢梁的实际挠度
厂=(8)
:
(8-4x0.82435+0.82433
38421022462
)××.×
=
3.84(mm)
一L/1500
=5920÷l500
:
3.5(mna)
卡脖吊平碹一般是由多段高低和宽窄不同的卡
脖吊墙组合而成,各段吊墙的钢梁设计照此进行.
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