8 المعرفة الأساسية حول الهيكل الصلب

في السنوات الأخيرة، أصبحت عملية التحضر أسرع وأسرع، و بناء الهيكل الصلب الجاهزة وقد حققت الصناعة تطورا غير مسبوق. لدى الناس متطلبات أعلى وأعلى فيما يتعلق بالتطبيق العملي وسلامة المباني. في هندسة البناء الحديثة تصميم الهيكل الصلب له مزايا معينة، وتطبيقه في البناء أصبح أكثر وأكثر واسعة النطاق. جنبا إلى جنب مع سنوات من الخبرة في العمل، K-home تلخيص 8 معرفة أساسية مهنية حول الهيكل الفولاذي، المحتوى طويل، يرجى قراءته بصبر:

1. خصائص الهيكل الصلب:

1. الهيكل الفولاذي خفيف الوزن
2. موثوقية عالية لأعمال الهيكل الفولاذي
3. يتمتع الفولاذ بمقاومة جيدة للاهتزاز (الصدمات) ومقاومة الصدمات
4. يمكن تجميع الهيكل الفولاذي بدقة وسرعة
5. من السهل إنشاء هيكل مغلق
6. الهيكل الفولاذي سهل التآكل
7. ضعف مقاومة الحريق للهيكل الفولاذي

2. درجات وخصائص الهياكل الفولاذية شائعة الاستخدام

1. الفولاذ الهيكلي الكربوني: Q195 ، Q215 ، Q235 ، Q255 ، Q275 ، إلخ.
2. سبائك منخفضة الفولاذ الهيكلي عالية القوة
3. الفولاذ الهيكلي الكربوني عالي الجودة والفولاذ الهيكلي السبائكي
4. الصلب لأغراض خاصة

3. مبادئ اختيار المواد للهياكل الفولاذية

مبدأ اختيار المواد للهيكل الفولاذي هو ضمان قدرة التحمل للهيكل الحامل ومنع الفشل الهش في ظل ظروف معينة. يتم أخذها بعين الاعتبار بشكل شامل وفقًا لأهمية الهيكل، وخصائص الحمل، والشكل الهيكلي، وحالة الضغط، وطريقة الاتصال، وسمك الفولاذ وبيئة العمل. ل.

أنواع الفولاذ الأربعة المقترحة في "كود تصميم الهياكل الفولاذية" GB50017-2003 هي الأنواع "المناسبة" وهي الخيار الأول عندما تسمح الظروف بذلك. ولا يمنع استخدام أنواع أخرى طالما أن الفولاذ المستخدم مطابق لمتطلبات المواصفات.

رابعا، المحتوى الفني الرئيسي للهيكل الصلب:

(أ) تكنولوجيا الهياكل الفولاذية الشاهقة. وفقًا لارتفاع المبنى ومتطلبات التصميم، يتم استخدام الإطار ودعم الإطار والأسطوانة وهيكل الإطار العملاق على التوالي، ويمكن أن تكون المكونات من الفولاذ أو الخرسانة المسلحة الصلبة أو خرسانة الأنابيب الفولاذية. الأعضاء الفولاذية خفيفة ومطاطة، ويمكن لحامها أو دحرجتها، وهي مناسبة للمباني الشاهقة للغاية؛ تتميز الأجزاء الخرسانية المسلحة الصلبة بصلابة عالية ومقاومة جيدة للحريق، وهي مناسبة للمباني المتوسطة والعالية الارتفاع أو الهياكل السفلية؛ من السهل بناء خرسانة الأنابيب الفولاذية، لهياكل الأعمدة فقط.

(ب) تكنولوجيا الهياكل الفولاذية الفضائية. يتميز الهيكل الفولاذي الفضائي بمزايا كونه خفيف الوزن وصلابة عالية ومظهر جميل وسرعة بناء سريعة. إن الشبكة المسطحة ذات المفصل الكروي، والشبكة ذات الأقسام المتغيرة متعددة الطبقات والقشرة الشبكية مع أنبوب فولاذي مثل القضيب هي الأنواع الهيكلية التي تحتوي على أكبر كمية من الهياكل الفولاذية الفضائية في بلدي. إنها تتمتع بمزايا صلابة المساحة الكبيرة والاستهلاك المنخفض للفولاذ ويمكنها توفير CAD كامل في إجراءات التصميم والبناء والفحص. بالإضافة إلى هيكل الشبكة، هناك أيضًا هياكل الكابلات المعلقة ذات الامتداد الكبير وهياكل غشاء الكابل في الهياكل الفضائية.

(ج) تكنولوجيا الهياكل الفولاذية الخفيفة. تم تصنيع الشكل الهيكلي الجديد المكون من الجدران وأغلفة السقف بألواح فولاذية فاتحة اللون. نظام هيكل فولاذي خفيف يتكون من عوارض جدارية فولاذية كبيرة الحجم ذات جدران رقيقة على شكل حرف H ومدادات سقف ملحومة أو ملفوفة بألواح فولاذية يزيد سمكها عن 5 مم، وفولاذ دائري مصنوع من أنظمة دعم مرنة ووصلات براغي عالية القوة. 30 مترًا أو أكثر، يمكن أن يصل الارتفاع إلى أكثر من عشرة أمتار، ويمكن إعداد الرافعات الخفيفة. كمية الفولاذ المستخدمة هي 20-30 كجم/م2. الآن هناك إجراءات تصميم موحدة ومؤسسات إنتاج متخصصة، مع جودة منتج جيدة، وسرعة تركيب سريعة، وخفيفة الوزن، واستثمار منخفض، والبناء لا يقتصر على المواسم، ومناسب لجميع أنواع المنشآت الصناعية الخفيفة.

(د) تكنولوجيا الهياكل المركبة من الصلب والخرسانة. إن الهيكل الحامل للحزم والعمود المكون من قسم الصلب أو إدارة الصلب ومكونات الخرسانة عبارة عن هيكل مركب من الخرسانة الفولاذية، وقد توسع نطاق تطبيقاته في السنوات الأخيرة. يتمتع الهيكل المركب بمزايا كل من الفولاذ والخرسانة، مع قوة إجمالية عالية، وصلابة جيدة، وأداء زلزالي جيد. عند استخدام الهيكل الخرساني الخارجي، فإنه يتمتع بمقاومة أفضل للحريق ومقاومة للتآكل. يمكن للأعضاء الهيكلية المدمجة بشكل عام تقليل كمية الفولاذ بنسبة 15 إلى 20%. تتميز الأرضية المركبة والمكونات الأنبوبية الفولاذية المملوءة بالخرسانة أيضًا بمزايا قلة صب الخرسانة أو عدم وجودها على الإطلاق، والبناء المريح والسريع، وإمكانات الترويج الكبيرة. إنها مناسبة للعوارض والأعمدة والأرضيات في المباني متعددة الطوابق أو الشاهقة ذات الأحمال الكبيرة، مبنى صناعي الأعمدة والأرضيات، الخ.

(هـ) تقنية التوصيل واللحام ذات القوة العالية. تنقل البراغي عالية القوة الضغط من خلال الاحتكاك وتتكون من ثلاثة أجزاء: البراغي والصواميل والغسالات. يتميز اتصال الترباس عالي القوة بمزايا البناء البسيط والتفكيك المرن وقدرة التحمل العالية ومقاومة التعب الجيدة والقفل الذاتي والسلامة العالية. لقد حل محل التثبيت واللحام الجزئي في المشروع وأصبح طريقة الاتصال الرئيسية في إنتاج وتركيب الهياكل الفولاذية. بالنسبة للمكونات الفولاذية والألواح السميكة المصنوعة في ورشة العمل، يجب استخدام اللحام المغمور بالقوس متعدد الأسلاك الأوتوماتيكي، ويجب أن تستخدم اللوح ذو الأعمدة الصندوقية لحام الخبث الكهربائي بفوهة الصهر وغيرها من التقنيات. في التركيب والبناء الميداني، يجب استخدام تكنولوجيا اللحام شبه الأوتوماتيكية وأسلاك اللحام ذات القلب الصهور المحمي بالغاز وتكنولوجيا أسلاك اللحام ذات القلب الصهور المحمية ذاتيًا.

(و) تكنولوجيا حماية الهياكل الفولاذية. تشمل حماية الهياكل الفولاذية الوقاية من الحرائق ومقاومة التآكل والصدأ. بشكل عام، ليس من الضروري إجراء معالجة مضادة للصدأ بعد معالجة الطلاء المقاوم للحريق، لكنها لا تزال بحاجة إلى معالجة مضادة للتآكل في المباني التي تحتوي على غاز مسبب للتآكل. هناك أنواع عديدة من الطلاءات المقاومة للحريق المحلية، مثل سلسلة TN، MC-10، إلخ. من بينها، الطلاءات المقاومة للحريق MC-10 تشمل طلاء المينا الألكيد، الطلاء المطاطي المكلور، الطلاء المطاطي المفلور، والطلاء المسلفن بالكلور. في البناء، يجب اختيار الطلاء المناسب وسمك الطلاء وفقًا لنوع الهيكل الفولاذي ومتطلبات درجة مقاومة الحريق والمتطلبات البيئية.

5. أهداف ومقاييس الهيكل الصلب:

تتضمن هندسة الهياكل الفولاذية مجموعة واسعة من الصعوبات التقنية ويجب أن تتبع المعايير الوطنية والصناعية في الترويج لها وتطبيقها. يجب على الإدارات الإدارية للبناء المحلي الاهتمام ببناء مرحلة التخصص في هندسة الهياكل الفولاذية، وتنظيم تدريب فرق فحص الجودة، وتلخيص ممارسات العمل وتطبيقات التكنولوجيا الجديدة في الوقت المناسب. يجب على الكليات والجامعات وأقسام التصميم وشركات البناء تسريع تدريب فنيي هندسة الهياكل الفولاذية وتعزيز التكنولوجيا الناضجة للهياكل الفولاذية CAD. يجب أن تتعاون المجموعة الأكاديمية الجماعية في تطوير تكنولوجيا الهياكل الفولاذية، وإجراء تبادلات أكاديمية واسعة النطاق وأنشطة تدريبية في الداخل والخارج، والعمل بنشاط على تحسين المستوى العام لتصميم الهياكل الفولاذية وتكنولوجيا الإنتاج والبناء والتركيب، ويمكن مكافأتها في المستقبل القريب.

6. طريقة توصيل الهيكل الفولاذي

هناك ثلاثة أنواع من طرق التوصيل للهياكل الفولاذية: التوصيل باللحام، والتوصيل بالمسامير، والتوصيل بالبرشام.

(a)، اتصال التماس اللحام

يتم توصيل خط اللحام بإذابة القطب واللحام جزئيًا بواسطة الحرارة المتولدة عن القوس، ثم يتكثف في اللحام بعد التبريد، وذلك لتوصيل اللحام ككل.

المزايا: عدم إضعاف قسم المكونات، توفير الفولاذ، الهيكل البسيط، التصنيع المريح، صلابة التوصيل العالية، أداء الختم الجيد، التشغيل التلقائي السهل في ظل ظروف معينة، وكفاءة الإنتاج العالية.

العيوب: المنطقة المتضررة بالحرارة من الفولاذ القريبة من اللحام بسبب ارتفاع درجة حرارة اللحام قد تكون هشة في بعض الأجزاء؛ أثناء عملية اللحام، يتعرض الفولاذ لدرجة حرارة عالية وتبريد موزعة بشكل غير متساو، مما يؤدي إلى إجهاد اللحام المتبقي وتشوه الهيكل المتبقي. قدرة التحمل والصلابة والأداء لها تأثير معين؛ بسبب الصلابة العالية للهيكل الملحوم، من السهل أن تتوسع الشقوق المحلية إلى كاملها بمجرد حدوثها، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة. قد تحدث عيوب تقلل من قوة التعب.

(b)، اتصال بولت

التوصيل المثبت بمسامير هو توصيل الموصلات في جسم واحد من خلال البراغي، مثل المثبتات. هناك نوعان من الوصلات المثبتة بمسامير: الوصلات المثبتة بمسامير عادية والوصلات المثبتة بمسامير عالية القوة.

المزايا: عملية بناء بسيطة وتركيب مريح، ومناسبة بشكل خاص للتركيب والتوصيل في الموقع، وسهلة الفك، ومناسبة للهياكل التي تتطلب التجميع والتفكيك والوصلات المؤقتة.

العيوب: من الضروري فتح ثقوب على اللوحة ومحاذاة الفتحات عند التجميع، مما يزيد من عبء العمل في التصنيع ويتطلب دقة تصنيع عالية؛ تعمل فتحات المسامير أيضًا على إضعاف المقطع العرضي للمكونات، وغالبًا ما تحتاج الأجزاء المتصلة إلى التداخل مع بعضها البعض أو إضافة وصلات مساعدة. اللوحة (أو الزاوية الفولاذية)، وبالتالي فإن الهيكل أكثر تعقيدًا ويكلف المزيد من الفولاذ.

(c)، اتصال برشام

وصلة البرشام عبارة عن برشام برأس جاهز نصف دائري في أحد طرفيه، ويتم إدخال قضيب الظفر بسرعة في فتحة الظفر الخاصة بقطعة التوصيل بعد حرقها باللون الأحمر، ثم يتم تثبيت الطرف الآخر في رأس الظفر ببرشام بندقية لجعل الاتصال ضيق. صلب.

المزايا: نقل القوة المُبرشم موثوق به، واللدونة والمتانة جيدة، والجودة سهلة الفحص والضمان، ويمكن استخدامه لهياكل الحمل الديناميكي الثقيلة والمحملة مباشرة.

العيوب: عملية التثبيت معقدة، وتكلفة التصنيع هي العمالة والمواد، وكثافة اليد العاملة عالية، لذلك تم استبدالها بشكل أساسي باللحام ووصلات الترباس عالية القوة.

7. اتصال اللحام

(A) طريقة اللحام

طريقة اللحام الشائعة الاستخدام للهياكل الفولاذية هي اللحام بالقوس، بما في ذلك اللحام القوسي اليدوي، واللحام القوسي الأوتوماتيكي أو شبه الأوتوماتيكي، واللحام المحمي بالغاز.

اللحام القوسي اليدوي هو طريقة اللحام الأكثر استخدامًا في الهياكل الفولاذية، مع معدات بسيطة وتشغيل مرن ومريح. ومع ذلك، فإن ظروف العمل سيئة، وكفاءة الإنتاج أقل من تلك الخاصة باللحام الأوتوماتيكي أو شبه الأوتوماتيكي، كما أن التباين في جودة اللحام كبير، والذي يعتمد إلى حد ما على المستوى الفني للحام.

جودة اللحام للحام الأوتوماتيكي مستقرة، والعيوب الداخلية للحام أقل، واللدونة جيدة، وصلابة التأثير جيدة، وهي مناسبة لحام اللحامات الطويلة المباشرة. اللحام شبه الأوتوماتيكي مناسب لمنحنيات اللحام أو اللحامات بأي شكل بسبب التشغيل اليدوي. يجب أن يستخدم اللحام الأوتوماتيكي وشبه الأوتوماتيكي سلك اللحام والتدفق المناسب للمعدن الرئيسي، ويجب أن يفي سلك اللحام بمتطلبات المعايير الوطنية، ويجب تحديد التدفق وفقًا لمتطلبات عملية اللحام.

يستخدم اللحام المحمي بالغاز غاز خامل (أو ثاني أكسيد الكربون) كوسيط وقائي للقوس لعزل المعدن المنصهر عن الهواء للحفاظ على استقرار عملية اللحام. يتم تركيز التسخين القوسي للحام المحمي بالغاز، وسرعة اللحام سريعة، وعمق الاختراق كبير، وبالتالي فإن قوة اللحام أعلى من قوة اللحام اليدوي. واللدونة الجيدة ومقاومة التآكل، مناسبة لحام ألواح الصلب السميكة.

(ب)، شكل اللحام

يمكن تقسيم نموذج وصلة اللحام إلى أربعة أشكال: وصلة تناكبية، وصلة حضنية، وصلة على شكل حرف T ومفاصل شرائح وفقًا للموضع المتبادل للمكونات المتصلة. اللحامات المستخدمة لهذه الوصلات تكون في شكلين أساسيين، اللحامات التناكبية واللحامات الشرائحية. في التطبيق المحدد، يجب أن يتم اختياره وفقًا لقوة الاتصال، جنبًا إلى جنب مع ظروف التصنيع والتركيب واللحام.

(C) هيكل اللحام

1. بوتويلد

تعمل اللحامات التناكبية على نقل القوة بشكل مباشر وسلس، وليس لها تركيز إجهاد كبير، لذلك تتمتع بأداء ميكانيكي جيد ومناسبة لتوصيل المكونات التي تحمل أحمالًا ثابتة وديناميكية. ومع ذلك، نظرًا لمتطلبات الجودة العالية للحام التناكبي، فإن فجوة اللحام بين اللحامات صارمة، ويتم استخدامها بشكل عام في التوصيلات المصنوعة في المصنع.

2. لحام فيليه

شكل لحامات الفيليه: يمكن تقسيم اللحامات الفيليه إلى لحامات فيليه جانبية موازية لاتجاه عمل القوة ولحامات فيليه أمامية متعامدة مع اتجاه فعل القوة وتتقاطع بشكل غير مباشر مع اتجاه فعل القوة وفقا لاتجاه طولها واتجاه عمل القوة الخارجية . اللحامات فيليه مائلة واللحامات المحيطة بها.

ينقسم شكل المقطع العرضي للحام الشرائح إلى النوع العادي ونوع المنحدر المسطح ونوع الاختراق العميق. يسمى التردد العالي الموجود في الشكل بحجم شريحة اللحام. نسبة جانب الساق في القسم العادي هي 1:1، وهي تشبه المثلث القائم متساوي الساقين، وخط نقل القوة ينحني بشكل أكثر عنفًا، وبالتالي فإن تركيز الضغط خطير. بالنسبة للهيكل الذي يتحمل الحمل الديناميكي مباشرة، من أجل جعل نقل القوة سلسًا، يجب أن يعتمد لحام الشرائح الأمامي نوع المنحدر المسطح مع نسبة حجم حافتي الشرائح 1: 1.5 (يجب أن يتبع الجانب الطويل اتجاه القوة الداخلية)، واللحام الجانبي يجب أن يعتمد نسبة 1: 1 اختراق عميق.

8. اتصال الترباس

(ا). هيكل اتصال الترباس العادي

شكل ومواصفات البراغي العادية

الشكل الشائع الذي يستخدمه الهيكل الفولاذي هو النوع ذو الرأس السداسي الكبير، ورمزه يتمثل بالحرف M والأسمي والقطر (mm). تستخدم M18، M20، M22، M24 بشكل شائع في الهندسة. وفقًا للمعايير الدولية، يتم تمثيل البراغي بشكل موحد من خلال درجات أدائها، مثل "درجة 4.6" و"درجة 8.8" وما إلى ذلك. يشير الرقم قبل العلامة العشرية إلى الحد الأدنى من قوة الشد لمادة الترباس، مثل "4" لـ 400N/mm2 و"8" لـ 800N/mm2. تشير الأرقام بعد العلامة العشرية (0.6، 0.8) إلى نسبة الخضوع لمادة الترباس، أي نسبة نقطة الخضوع إلى الحد الأدنى من قوة الشد.

وفقًا لدقة تصنيع البراغي، يتم تقسيم البراغي العادية إلى ثلاثة مستويات: A، B، وC.

البراغي من الدرجة A وB (المسامير المكررة) مصنوعة من الفولاذ من الدرجة 8.8، ويتم تشغيلها بواسطة أدوات آلية، مع أسطح ناعمة وأبعاد دقيقة، ومجهزة بفتحات من الدرجة الأولى (أي، يتم حفر فتحات المسامير أو توسيعها على المكونات المجمعة، جدار الثقب أملس، والثقب دقيق). نظرًا لدقة المعالجة العالية، والاتصال الوثيق بجدار الثقب، وتشوه التوصيل الصغير، والأداء الميكانيكي الجيد، يمكن استخدامه للتوصيلات ذات قوى القص والشد الكبيرة. ومع ذلك، فهو يتطلب عمالة كثيفة ومكلفة في التصنيع والتركيب، لذلك فهو أقل استخدامًا في الهياكل الفولاذية.

مسامير من الدرجة C (مسامير خشنة) مصنوعة من الفولاذ من الدرجة 4.6 أو 4.8، ومعالجة خشنة، والحجم ليس دقيقًا بدرجة كافية. مطلوب فقط فتحات من النوع الثاني (أي، يتم ثقب فتحات المسامير على جزء واحد في وقت واحد أو يتم حفرها بدون مثقاب. بشكل عام، قطر الثقب أكبر من قطر البراغي. قطر القضيب أكبر بمقدار 1 ~ 2 مم). عندما يتم نقل قوة القص، يكون تشوه الاتصال كبيرًا، لكن أداء نقل قوة الشد لا يزال جيدًا، ولا تتطلب العملية معدات خاصة، والتكلفة منخفضة. يشيع استخدامها للتوصيلات المثبتة بمسامير في وصلات الشد والقص الثانوية في الهياكل التي يتم تحميلها ديناميكيًا بشكل ثابت أو غير مباشر.

ترتيب اتصالات انسحب العادية

يجب أن يكون ترتيب البراغي بسيطًا وموحدًا ومدمجًا، لتلبية متطلبات القوة، ويجب أن يكون الهيكل معقولًا وسهل التركيب. هناك نوعان من الترتيب: جنبًا إلى جنب ومتداخل (كما هو موضح في الشكل). فالتوازي أبسط، والمتداخل أكثر إحكاما.

(ب). خصائص الإجهاد للوصلات المسدودة العادية

• اتصال الترباس القص
• اتصال الترباس التوتر
• اتصال الترباس سحب القص

(ج). خصائص الإجهاد للبراغي عالية القوة

يمكن تقسيم الوصلات المثبتة بمسامير عالية القوة إلى نوع الاحتكاك ونوع الضغط وفقًا لمتطلبات التصميم والقوة. عندما تتعرض وصلة الاحتكاك للقص، قد تحدث أقصى مقاومة احتكاك بين الصفائح عندما تصل قوة القص الخارجية إلى الحالة الحدية؛ عند حدوث الانزلاق النسبي بين اللوحات، يعتبر أن الاتصال قد فشل وتلف. عندما يتم قطع الوصلة الحاملة للضغط، يتم السماح بالتغلب على قوة الاحتكاك ويحدث الانزلاق النسبي بين الألواح، ومن ثم يمكن أن تستمر القوة الخارجية في الزيادة، والفشل النهائي لقص المسمار أو ضغط محمل جدار الثقب هي حالة الحد.

شركة Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. متخصصة في بناء ورش الهياكل الفولاذية والمستودعات وورش العمل وغيرها من المشاريع، ويمكنها تقديم عروض الأسعار والعروض ورسومات التثبيت وغيرها من الخدمات وفقًا للميزانية. لمزيد من الأسئلة، يرجى استشارة فريقنا المحترف.

اقتراحات للقراءة