8 Osnovno znanje o čeličnoj konstrukciji

Poslednjih godina proces urbanizacije je sve brži i brži montažna zgrada od čelične konstrukcije industrija je postigla neviđeni razvoj. Ljudi imaju sve veće zahtjeve za praktičnost i sigurnost zgrada. U savremenom građevinarstvu, dizajn čelične konstrukcije ima određene prednosti, a njegova primjena u građevinarstvu postaje sve obimnija. U kombinaciji sa dugogodišnjim radnim iskustvom, K-home sažeto 8 profesionalnih osnovnih znanja o čeličnoj konstrukciji, sadržaj je dugačak, strpljivo pročitajte:

1. Karakteristike čelične konstrukcije:

1. Čelična konstrukcija je lagana
2. Visoka pouzdanost rada čelične konstrukcije
3. Čelik ima dobru otpornost na vibracije (udare) i otpornost na udarce
4. Čelična konstrukcija se može precizno i ​​brzo sastaviti
5. Lako je napraviti zapečaćenu strukturu
6. Čelična konstrukcija se lako korodira
7. Slaba otpornost na vatru čelične konstrukcije

2. Vrste i svojstva često korištenih čeličnih konstrukcija

1. Ugljični konstrukcijski čelik: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, itd.
2. Niskolegirani konstrukcioni čelik visoke čvrstoće
3. Visokokvalitetni ugljični konstrukcijski čelik i legirani konstrukcioni čelik
4. Čelik posebne namjene

3. Principi odabira materijala za čelične konstrukcije

Princip odabira materijala čelične konstrukcije je osigurati nosivost nosive konstrukcije i spriječiti krhko lomanje pod određenim uvjetima. Sveobuhvatno se razmatra prema značaju konstrukcije, karakteristikama opterećenja, konstruktivnom obliku, stanju naprezanja, načinu spajanja, debljini čelika i radnom okruženju. of.

Četiri tipa čelika predložena u “Kodeksu za projektovanje čeličnih konstrukcija” GB50017-2003 su “odgovarajući” tipovi i prvi su izbor kada uslovi dozvoljavaju. Upotreba drugih vrsta nije zabranjena, sve dok korišteni čelik ispunjava zahtjeve specifikacije.

Četvrto, glavni tehnički sadržaj čelične konstrukcije:

(a) Tehnologija visokih čeličnih konstrukcija. U skladu sa visinom zgrade i zahtjevima dizajna, koriste se okvir, nosač okvira, cilindar i gigantski okvir, a komponente mogu biti čelični, čvrsti armirani beton ili beton od čeličnih cijevi. Čelični elementi su lagani i duktilni i mogu se zavariti ili valjati, što je pogodno za visoke zgrade; kruti armiranobetonski elementi imaju visoku krutost i dobru otpornost na vatru, te su pogodni za srednje i visoke zgrade ili donje konstrukcije; Beton od čeličnih cijevi je jednostavan za konstrukciju, samo za stubne konstrukcije.

(b) Tehnologija svemirskih čeličnih konstrukcija. Svemirska čelična konstrukcija ima prednosti lagane težine, velike krutosti, lijepog izgleda i velike brzine izgradnje. Ravna rešetka kugličnih zglobova, višeslojna mreža promjenjivog presjeka i mrežasta školjka sa čeličnom cijevi kao šipkom su strukturni tipovi s najvećom količinom svemirske čelične konstrukcije u mojoj zemlji. Ima prednosti velike krutosti prostora i niske potrošnje čelika i može pružiti kompletan CAD u projektiranju, konstrukciji i procedurama inspekcije. Pored rešetkaste strukture, u svemirskim strukturama postoje i viseće kablovske konstrukcije velikog raspona i kablovsko-membranske strukture.

(c) Tehnologija lakih čeličnih konstrukcija. Nova konstrukcijska forma koja se sastoji od zidova i krovnih omotača izrađena je od čeličnih ploča svijetle boje. Lagani sistem čelične konstrukcije sastavljen od čeličnih zidnih greda tankih stijenki H-oblika velikih presjeka i krovnih greda zavarenih ili valjanih čeličnim pločama iznad 5 mm, okruglog čelika od fleksibilnih potpornih sistema i vijčanih spojeva visoke čvrstoće. 30m ili više, visina može doseći više od deset metara, a mogu se postaviti lake dizalice. Količina čelika koja se koristi je 20-30 kg/m2. Sada postoje standardizovane procedure projektovanja i specijalizovana proizvodna preduzeća, sa dobrim kvalitetom proizvoda, brzom brzinom ugradnje, laganom težinom, malim ulaganjem, a izgradnja nije ograničena godišnjim dobima, pogodna za sve vrste lakih industrijskih postrojenja.

(d) Tehnologija kompozitne konstrukcije čelično-betonske konstrukcije. Nosiva konstrukcija greda i stupova sastavljena od čeličnih profila ili čeličnih elemenata i betonskih komponenti je kompozitna konstrukcija od čelika i betona, a raspon primjene se širi posljednjih godina. Kompozitna struktura ima prednosti i čelika i betona, sa visokom ukupnom čvrstoćom, dobrom krutošću i dobrim seizmičkim performansama. Kada se koristi vanjska betonska konstrukcija, ima bolju otpornost na vatru i koroziju. Kombinirani elementi konstrukcije općenito mogu smanjiti količinu čelika za 15 do 20%. Kompozitni pod i čelične cijevi punjene betonom također imaju prednosti manje oplate ili nikakve oplate, praktične i brze gradnje i velikog potencijala promocije. Pogodan je za okvirne grede, stupove i podove višespratnih ili visokih zgrada sa velikim opterećenjem, industrijska zgrada stupovi i podovi itd.

(e) Vijčani spoj visoke čvrstoće i tehnologija zavarivanja. Vijci visoke čvrstoće prenose napon kroz trenje i sastoje se od tri dijela: vijaka, matica i podložaka. Vijčani spoj visoke čvrstoće ima prednosti jednostavne konstrukcije, fleksibilne demontaže, velike nosivosti, dobre otpornosti na zamor i samozaključavanja, te visoke sigurnosti. Zamijenio je zakivanje i djelomično zavarivanje u projektu i postao glavni način povezivanja u proizvodnji i montaži čeličnih konstrukcija. Za čelične komponente i debele ploče izrađene u radionici treba koristiti automatsko višežilno zavarivanje pod vodom, a kutijasto-stubna klapna treba koristiti elektro zavarivanje mlaznice za topljenje i druge tehnologije. U montaži i izgradnji na terenu treba koristiti tehnologiju poluautomatskog zavarivanja, tehnologiju žice za zavarivanje zaštićene plinom i samozaštićene tehnologije punjene žice za zavarivanje.

(f) Tehnologija zaštite čeličnih konstrukcija. Zaštita čeličnih konstrukcija uključuje zaštitu od požara, antikorozivnu zaštitu i zaštitu od rđe. Općenito, nije potrebno raditi tretman protiv rđe nakon tretmana vatrootpornim premazom, ali je ipak potrebno antikorozivni tretman u zgradama sa korozivnim plinom. Postoje mnoge vrste domaćih vatrootpornih premaza, kao što su TN serija, MC-10, itd. Među njima, MC-10 vatrootporni premazi uključuju alkidnu emajl boju, boju od hlorirane gume, boju od fluor-kaučuka i hlorosulfonsku boju. U konstrukciji treba odabrati odgovarajući premaz i debljinu premaza prema tipu čelične konstrukcije, zahtjevima za stepen otpornosti na vatru i zahtjevima okoliša.

5. Ciljevi i mjere čelične konstrukcije:

Inženjering čeličnih konstrukcija uključuje širok spektar tehničkih poteškoća i mora pratiti nacionalne i industrijske standarde u svojoj promociji i primjeni. Lokalna građevinska administrativna odeljenja treba da obrate pažnju na izgradnju faze specijalizacije inženjeringa čeličnih konstrukcija, da organizuju obuku timova za inspekciju kvaliteta i da na vreme sumiraju radnu praksu i primene novih tehnologija. Fakulteti i univerziteti, odeljenja za projektovanje i građevinska preduzeća trebalo bi da ubrzaju obuku inženjerskih tehničara čeličnih konstrukcija i promovišu zrelu tehnologiju CAD čeličnih konstrukcija. Masovna akademska grupa treba da sarađuje sa razvojem tehnologije čeličnih konstrukcija, sprovodi opsežne akademske razmjene i aktivnosti obuke u zemlji i inostranstvu, te aktivno unapređuje ukupni nivo tehnologije projektovanja čeličnih konstrukcija, proizvodnje, konstrukcije i ugradnje, a može biti nagrađena u bliskoj budućnosti.

6. Metoda spajanja čelične konstrukcije

Postoje tri vrste načina povezivanja čeličnih konstrukcija: zavareni spoj, spoj vijcima i spoj zakovicama.

(a), Spajanje šavova za zavarivanje

Spoj zavarenog šava je da se elektroda i zavar djelimično otopi toplinom koju stvara luk, a zatim se kondenzira u zavar nakon hlađenja, kako bi se zavar spojio u cjelinu.

Prednosti: nema slabljenja sekcije komponenti, ušteda čelika, jednostavna konstrukcija, pogodna proizvodnja, velika krutost spoja, dobre performanse zaptivanja, jednostavan za korištenje automatski rad pod određenim uvjetima i visoka proizvodna učinkovitost.

Nedostaci: Toplotno pogođena zona čelika u blizini šava zbog visoke temperature zavarivanja može biti krhka na nekim dijelovima; tokom procesa zavarivanja, čelik je podvrgnut neravnomjerno raspoređenoj visokoj temperaturi i hlađenju, što rezultira zaostalim naprezanjem zavarivanja i rezidualnom deformacijom konstrukcije. Nosivost, krutost i performanse imaju određeni utjecaj; zbog velike krutosti zavarene konstrukcije, lokalne pukotine se lako šire u cjelinu kada se pojave, posebno pri niskim temperaturama. Mogu se pojaviti defekti koji smanjuju čvrstoću na zamor.

(b), Vijčani spoj

Vijčani spoj služi za spajanje konektora u jedno tijelo pomoću vijaka, kao što su zatvarači. Postoje dvije vrste vijčanih spojeva: obični vijčani spojevi i vijčani spojevi visoke čvrstoće.

Prednosti: jednostavan proces izgradnje i praktična instalacija, posebno pogodan za montažu i povezivanje na gradilištu, i lako se rastavlja, pogodan za konstrukcije koje zahtijevaju montažu i demontažu i privremene priključke.

Nedostaci: Potrebno je otvoriti rupe na ploči i poravnati rupe prilikom sklapanja, što povećava obim proizvodnje i zahtijeva visoku preciznost izrade; rupe za vijke također slabe poprečni presjek komponenti, a spojeni dijelovi često moraju da se preklapaju ili dodaju pomoćne veze. Pločasti (ili kutni čelik), pa je konstrukcija složenija i košta više čelika.

(c), spoj zakovice

Spoj zakovice je zakovica sa polukružnom montažnom glavom na jednom kraju, a šipka za ekser se brzo ubacuje u rupu za ekser spojnog komada nakon što je izgorela crvenom bojom, a zatim se drugi kraj zakovicom zakiva u glavu eksera. pištolj kako bi veza bila čvrsta. solidan.

Prednosti: prijenos sile zakovicama je pouzdan, plastičnost i žilavost su dobre, kvalitet je lako provjeriti i garantirati, a može se koristiti za teške i direktno nosive dinamičke konstrukcije opterećenja.

Nedostaci: Proces zakivanja je kompliciran, cijena izrade je rada i materijala, a intenzitet rada je visok, pa je u osnovi zamijenjen zavarivanjem i vijčanim spojevima visoke čvrstoće.

7. Priključak za zavarivanje

(A) Metoda zavarivanja

Uobičajena metoda zavarivanja čeličnih konstrukcija je elektrolučno zavarivanje, uključujući ručno elektrolučno zavarivanje, automatsko ili poluautomatsko lučno zavarivanje i zavarivanje zaštićeno plinom.

Ručno lučno zavarivanje je najčešće korištena metoda zavarivanja u čeličnim konstrukcijama, s jednostavnom opremom i fleksibilnim i praktičnim radom. Međutim, uslovi rada su loši, efikasnost proizvodnje je niža nego kod automatskog ili poluautomatskog zavarivanja, a varijabilnost kvaliteta šava je velika, što u određenoj meri zavisi od tehničkog nivoa zavarivača.

Kvalitet šava kod automatskog zavarivanja je stabilan, unutrašnji defekti vara su manji, plastičnost je dobra, a udarna žilavost dobra, što je pogodno za zavarivanje dugih direktnih zavara. Poluautomatsko zavarivanje je pogodno za zavarivanje krivulja ili zavara bilo kojeg oblika zbog ručnog rada. Za automatsko i poluautomatsko zavarivanje treba koristiti žicu za zavarivanje i fluks prikladan za glavni metal, žica za zavarivanje treba da ispunjava zahtjeve nacionalnih standarda, a fluks treba odrediti prema zahtjevima procesa zavarivanja.

Zavarivanje zaštićeno plinom koristi inertni plin (ili CO2) kao zaštitni medij luka za izolaciju rastaljenog metala od zraka kako bi proces zavarivanja bio stabilan. Zagrijavanje luka kod zavarivanja zaštićenog plinom je koncentrisano, brzina zavarivanja je velika, a dubina prodiranja velika, tako da je čvrstoća zavara veća od one kod ručnog zavarivanja. I dobra plastičnost i otpornost na koroziju, pogodna za zavarivanje debelih čeličnih ploča.

(b), Forma zavarenog spoja

Oblik spoja zavarenog šava može se podijeliti u četiri oblika: čeoni spoj, preklopni spoj, T-oblik i ugaoni spoj prema međusobnom položaju spojenih komponenti. Zavari koji se koriste za ove veze su u dva osnovna oblika, sučeonim i ugaonim zavarima. U specifičnoj primjeni, treba ga odabrati prema sili spoja, u kombinaciji s uvjetima proizvodnje, ugradnje i zavarivanja.

(C) Weld Structure

1. Čeono zavarivanje

Sučeoni zavari prenose silu direktno, glatko i nemaju značajnu koncentraciju naprezanja, tako da imaju dobre mehaničke performanse i pogodni su za spajanje komponenti koje nose statička i dinamička opterećenja. Međutim, zbog zahtjeva visokog kvaliteta sučeonih zavara, razmak zavarivanja između zavara je strog i uglavnom se koristi u tvornički napravljenim spojevima.

2. Ugaoni zavar

Oblik kutnih zavara: kutni zavari se mogu podijeliti na bočne kutne zavare paralelne sa smjerom djelovanja sile i prednje kutne zavare okomito na smjer djelovanja sile i koso sijeku smjer djelovanja sile prema smjeru njihove dužine i smjeru djelovanja vanjske sile . kosi ugaoni zavari i okolni zavari.

Oblik poprečnog presjeka ugaonog vara dijeli se na obični tip, tip ravnog nagiba i tip dubokog prodiranja. hf na slici naziva se veličina kutnog vara. Omjer kraka običnog presjeka je 1:1, što je slično jednakokračnom pravokutnom trokutu, a vod za prijenos sile je jače savijen, pa je koncentracija naprezanja ozbiljna. Za konstrukciju koja direktno nosi dinamičko opterećenje, kako bi prijenos sile bio glatki, prednji kutni zavar treba imati ravni nagib sa omjerom veličine dva ruba ugaonih rubova 1:1.5 (duža strana treba da prati smjer unutrašnja sila), a bočni kutni zavar treba da ima omjer 1. : 1 duboko prodiranje.

8. Vijčani spoj

(A). Struktura obične vijčane veze

Oblik i specifikacija običnih vijaka

Uobičajeni oblik koji koristi čelična konstrukcija je velika šesterokutna glava, a njen kod je predstavljen slovom M i nominalnim i promjerom (mm). M18, M20, M22, M24 se obično koriste u inženjerstvu. Prema međunarodnim standardima, vijci su jednoobrazno predstavljeni svojim razredima performansi, kao što su “grade 4.6”, “grade 8.8” i tako dalje. Broj ispred decimalne točke označava minimalnu vlačnu čvrstoću materijala zavrtnja, kao što je “4” za 400N/mm2 i “8” za 800N/mm2. Brojevi iza decimalnog zareza (0.6, 0.8) označavaju omjer tečenja materijala vijka, odnosno omjer granice popuštanja i minimalne vlačne čvrstoće.

Prema preciznosti obrade vijaka, obični vijci se dijele na tri nivoa: A, B i C.

Vijci A i B klase (oplemenjeni vijci) su izrađeni od čelika 8.8, tokareni alatnim mašinama, glatkih površina i tačnih dimenzija, opremljeni su rupama klase I (odnosno, rupe za vijke se buše ili šire na sastavljene komponente, zid rupe je glatki, a rupa je tačna). Zbog svoje visoke preciznosti obrade, bliskog kontakta sa zidom rupe, male deformacije spoja i dobrih mehaničkih performansi, može se koristiti za spojeve s velikim silama smicanja i zatezanja. Međutim, on je radno intenzivniji i skuplji za proizvodnju i ugradnju, pa se manje koristi u čeličnim konstrukcijama.

Vijci razreda C (grubi vijci) su izrađeni od čelika 4.6 ili 4.8, grube obrade, a veličina nije dovoljno precizna. Potrebne su samo rupe tipa II (to jest, rupe za vijke se probijaju na jednom dijelu odjednom ili se buše bez bušilice. Generalno, promjer rupe je veći od promjera vijaka. Prečnik šipke je 1~2 mm veći). Kada se prenosi sila smicanja, deformacija spoja je velika, ali učinak prijenosa sile zatezanja je i dalje dobar, operacija ne zahtijeva posebnu opremu, a cijena je niska. Obično se koristi za vijčane veze u zateznim i sekundarnim posmičnim spojevima u strukturama koje su statički ili indirektno dinamički opterećene.

Raspored običnih vijčanih spojeva

Raspored vijaka treba da bude jednostavan, ujednačen i kompaktan, da zadovolji zahteve sile, a struktura treba da bude razumna i laka za ugradnju. Postoje dva tipa rasporeda: jedan pored drugog i raspoređen (kao što je prikazano na slici). Paralela je jednostavnija, a raspoređena je kompaktnija.

(B). Karakteristike naprezanja običnih vijčanih spojeva

• Smični vijčani spoj
• Zatezni vijčani spoj
• Priključak s povlačenjem i smicanjem

(C). Karakteristike naprezanja vijaka visoke čvrstoće

Vijčani spojevi visoke čvrstoće mogu se podijeliti na tip trenja i tip pritiska prema zahtjevima dizajna i sile. Kada je frikcioni spoj podvrgnut smicanju, maksimalni otpor trenja može se pojaviti između ploča kada vanjska sila smicanja dostigne granično stanje; kada dođe do relativnog klizanja između ploča, smatra se da je veza otkazala i da je oštećena. Kada se spoj pod pritiskom preseče, dozvoljava se prevladavanje sile trenja i dolazi do relativnog klizanja između ploča, a zatim vanjska sila može nastaviti rasti, a krajnji kvar smicanja vijka ili pritiska na zid rupe je granično stanje.

Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. je specijalizirana za izgradnju radionica čeličnih konstrukcija, skladišta, radionica i drugih projekata, te može pružiti ponude, prikaze, instalacijske crteže i druge usluge prema budžetu. Za dodatna pitanja, obratite se našem stručnom timu.

Preporučeno čitanje