8 Grundlæggende viden om stålkonstruktion

I de senere år er urbaniseringsprocessen blevet hurtigere og hurtigere, og den præfabrikeret stålkonstruktionsbygning industrien har opnået en hidtil uset udvikling. Mennesker stiller højere og højere krav til bygningers gennemførlighed og sikkerhed. I moderne byggeteknik, stålkonstruktion design har visse fordele, og dens anvendelse i byggeriet bliver mere og mere omfattende. Kombineret med mange års erhvervserfaring, K-home opsummeret 8 faglige grundlæggende viden om stålkonstruktion, indholdet er langt, læs det tålmodigt:

1. Stålkonstruktionens egenskaber:

1. Stålkonstruktionen har letvægt
2. Høj pålidelighed af stålkonstruktionsarbejde
3. Stålet har god vibrationsmodstand (chok) og slagfasthed
4. Stålkonstruktionen kan samles præcist og hurtigt
5. Det er nemt at lave en forseglet struktur
6. Stålstruktur er let at korrodere
7. Dårlig brandmodstand af stålkonstruktion

2. Kvaliteter og egenskaber af almindeligt anvendte stålkonstruktioner

1. Carbon strukturelt stål: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 osv.
2. Lavlegeret højstyrke konstruktionsstål
3. Højkvalitets kulstofstrukturstål og legeret strukturstål
4. Specialstål

3. Principper for materialevalg til stålkonstruktioner

Materialevalgsprincippet for stålkonstruktion er at sikre bæreevnen af ​​den bærende struktur og forhindre skøre svigt under visse forhold. Det overvejes omfattende i forhold til strukturens betydning, belastningsegenskaberne, den strukturelle form, spændingstilstanden, forbindelsesmetoden, stålets tykkelse og arbejdsmiljøet. af.

De fire ståltyper, der foreslås i "Code for Design of Steel Structures" GB50017-2003, er de "passende" typer og er førstevalg, når forholdene tillader det. Anvendelse af andre typer er ikke forbudt, så længe det anvendte stål opfylder kravene i specifikationen.

For det fjerde det vigtigste tekniske indhold af stålkonstruktion:

(a) Højhusstålkonstruktionsteknologi. I henhold til bygningshøjde og designkrav anvendes henholdsvis ramme, rammeunderstøtning, cylinder og gigantisk rammekonstruktion, og komponenterne kan være stål, stiv armeret beton eller stålrørsbeton. Stålelementerne er lette og duktile, og kan svejses eller valses, hvilket er velegnet til super højhuse; stive armerede betonelementer har høj stivhed og god brandmodstand og er velegnede til mellemstore og høje bygninger eller bundkonstruktioner; stålrørsbeton er let at konstruere, kun til søjlekonstruktioner.

b) Rumstålkonstruktionsteknologi. Rumstålstrukturen har fordelene ved at være let, høj stivhed, smukt udseende og hurtig konstruktionshastighed. Kugleleddet flade gitter, flerlags gitter med variabel sektion og netskal med et stålrør som stang er de strukturelle typer med den største mængde plads stålkonstruktion i mit land. Det har fordelene ved stor pladsstivhed og lavt stålforbrug og kan levere komplet CAD i design, konstruktion og inspektionsprocedurer. Ud over gitterstrukturen er der også ophængningskabelstrukturer med stor spændvidde og kabelmembranstrukturer i rumstrukturer.

c) Teknologi til let stålkonstruktion. En ny konstruktionsform bestående af vægge og tagkapper er lavet med lyse stålplader. Et let stålkonstruktionssystem, der består af tyndvæggede H-formede stålbjælker i stor sektion og tagbøjler svejset eller valset af stålplader over 5 mm, rundt stål lavet af fleksible støttesystemer og højstyrke boltforbindelser. 30m eller mere kan højden nå mere end ti meter, og der kan opsættes lette kraner. Mængden af ​​anvendt stål er 20-30 kg/m2. Nu er der standardiserede designprocedurer og specialiserede produktionsvirksomheder, med god produktkvalitet, hurtig installationshastighed, letvægt, lav investering, og konstruktion er ikke begrænset af årstider, velegnet til alle slags lette industrianlæg.

(d) Stål-beton-kompositstrukturteknologi. Bjælke- og søjlebærende konstruktion, der består af sektionsstål eller stålstyring og betonkomponenter, er en stålbeton-kompositkonstruktion, og dens anvendelsesområde er blevet udvidet i de senere år. Den sammensatte struktur har fordelene ved både stål og beton, med høj samlet styrke, god stivhed og god seismisk ydeevne. Når den ydre betonkonstruktion anvendes, har den bedre brandmodstand og korrosionsbestandighed. Kombinerede strukturelle elementer kan generelt reducere mængden af ​​stål med 15 til 20%. Kompositgulvet og de betonfyldte stålrørkomponenter har også fordelene ved mindre eller ingen forskalling, bekvem og hurtig konstruktion og stort salgsfremmende potentiale. Den er velegnet til rammebjælker, søjler og gulve i etage- eller højhuse med store belastninger, industribygning søjler og gulve mv.

(e) Højstyrke boltforbindelse og svejseteknologi. Højstyrkebolte overfører spændinger gennem friktion og er sammensat af tre dele: bolte, møtrikker og spændeskiver. Den højstyrke boltforbindelse har fordelene ved enkel konstruktion, fleksibel demontering, høj bæreevne, god udmattelsesmodstand og selvlåsende samt høj sikkerhed. Det har erstattet nitning og delvis svejsning i projektet og er blevet den vigtigste forbindelsesmetode i produktion og installation af stålkonstruktioner. Til stålkomponenter og tykke plader fremstillet på værkstedet, skal der anvendes automatisk flertråds lysbuesvejsning, og kassesøjleklappen skal bruge elektroslaggesvejsning med smeltende dyse og andre teknologier. Inden for installation og konstruktion i marken bør der anvendes semi-automatisk svejseteknologi, gasafskærmet fluxkernet svejsetråd og selvskærmet fluxkernet svejsetrådsteknologi.

f) Beskyttelsesteknologi for stålkonstruktioner. Beskyttelsen af ​​stålkonstruktioner omfatter brandforebyggelse, anti-korrosion og rustforebyggelse. Generelt er det ikke nødvendigt at lave antirustbehandling efter den brandhæmmende belægningsbehandling, men det skal stadig være anti-korrosionsbehandling i bygninger med ætsende gas. Der findes mange typer af brandhæmmende belægninger til husholdningsbrug, såsom TN-serien, MC-10 osv. Blandt dem omfatter MC-10 brandhæmmende belægninger alkydemaljemaling, klorgummimaling, fluorgummimaling og chlorsulfoneret maling. I konstruktionen skal den passende belægning og belægningstykkelse vælges i henhold til stålkonstruktionstypen, krav til brandmodstandsevne og miljøkrav.

5. Mål og mål for stålkonstruktion:

Stålkonstruktionsteknik involverer en bred vifte af tekniske vanskeligheder og skal følge nationale standarder og industristandarder i dets promovering og anvendelse. Lokale byggeadministrative afdelinger bør være opmærksomme på opførelsen af ​​specialiseringsfasen for stålkonstruktionsteknik, organisere uddannelsen af ​​kvalitetsinspektionshold og opsummere arbejdspraksis og nye teknologiapplikationer rettidigt. Gymnasier og universiteter, designafdelinger og byggevirksomheder bør fremskynde uddannelsen af ​​stålkonstruktionsingeniører og fremme den modne teknologi af stålstruktur CAD. Den masseakademiske gruppe bør samarbejde med udviklingen af ​​stålkonstruktionsteknologi, gennemføre omfattende akademiske udvekslinger og uddannelsesaktiviteter i ind- og udland og aktivt forbedre det overordnede niveau af stålkonstruktionsdesign, produktion, konstruktion og installationsteknologi og kan belønnes i den nærmeste fremtid.

6. Tilslutningsmetoden til stålkonstruktionen

Der er tre typer forbindelsesmetoder til stålkonstruktioner: svejseforbindelse, boltforbindelse og nitteforbindelse.

(a), Svejsesømforbindelse

Svejsesømforbindelsen er delvist at smelte elektroden og svejsningen af ​​den varme, der genereres af lysbuen, og derefter kondensere til en svejsning efter afkøling, for at forbinde svejsningen som helhed.

Fordele: ingen svækkelse af komponentsektionen, besparelse af stål, enkel struktur, bekvem fremstilling, høj forbindelsesstivhed, god tætningsevne, nem at bruge automatisk drift under visse forhold og høj produktionseffektivitet.

Ulemper: Den varmepåvirkede zone af stålet nær svejsningen på grund af den høje temperatur ved svejsning kan være skør i nogle dele; under svejseprocessen udsættes stålet for ujævnt fordelt høj temperatur og afkøling, hvilket resulterer i svejserestspænding og resterende deformation af strukturen. Bæreevne, stivhed og ydeevne har en vis indflydelse; på grund af den svejste strukturs høje stivhed er lokale revner nemme at udvide til helheden, når de først opstår, især ved lave temperaturer. Der kan opstå defekter, der reducerer træthedsstyrken.

(b), Boltforbindelse

Boltforbindelse er at forbinde konnektorerne i en krop gennem bolte, såsom fastgørelsesanordninger. Der findes to typer boltforbindelser: almindelige boltforbindelser og højstyrke bolteforbindelser.

Fordele: enkel byggeproces og bekvem installation, især velegnet til installation og tilslutning på stedet, og nem at adskille, velegnet til strukturer, der kræver montering og demontering og midlertidige forbindelser.

Ulemper: Det er nødvendigt at åbne huller på pladen og justere hullerne ved montering, hvilket øger fremstillingsarbejdsbelastningen og kræver høj fremstillingsnøjagtighed; boltehullerne svækker også komponenternes tværsnit, og de forbundne dele skal ofte overlappe hinanden eller tilføje hjælpeforbindelser. Plade (eller vinkelstål), så strukturen er mere kompliceret og det koster mere stål.

(c), Nitteforbindelse

Nitteforbindelsen er en nitte med et halvcirkulært præfabrikeret hoved i den ene ende, og sømstangen sættes hurtigt ind i sømhullet på forbindelsesstykket efter rødbrænding, og derefter nittes den anden ende ind i et sømhoved med en nitte pistol for at gøre forbindelsen tæt. solid.

Fordele: nittet kraftoverførsel er pålidelig, plasticitet og sejhed er god, kvalitet er nem at kontrollere og garantere, og den kan bruges til tunge og direkte bærende dynamiske belastningsstrukturer.

Ulemper: Nitteprocessen er kompliceret, fremstillingsomkostningerne er arbejdskraft og materiale, og arbejdsintensiteten er høj, så den er grundlæggende blevet erstattet af svejsning og højstyrke boltforbindelser.

7. Svejseforbindelse

(A) Svejsemetode

Den almindeligt anvendte svejsemetode til stålkonstruktioner er buesvejsning, herunder manuel buesvejsning, automatisk eller halvautomatisk lysbuesvejsning og gasafskærmet svejsning.

Manuel buesvejsning er den mest almindeligt anvendte svejsemetode i stålkonstruktioner, med enkelt udstyr og fleksibel og bekvem betjening. Imidlertid er arbejdsforholdene dårlige, produktionseffektiviteten er lavere end ved automatisk eller halvautomatisk svejsning, og variationen i svejsekvaliteten er stor, hvilket til en vis grad afhænger af svejserens tekniske niveau.

Svejsekvaliteten af ​​automatisk svejsning er stabil, svejsningens indre defekter er mindre, plasticiteten er god, og slagstyrken er god, hvilket er velegnet til svejsning af lange direkte svejsninger. Halvautomatisk svejsning er velegnet til svejsekurver eller svejsninger af enhver form på grund af manuel betjening. Automatisk og halvautomatisk svejsning skal bruge svejsetråd og flux, der er egnet til hovedmetallet, svejsetråden skal opfylde kravene i nationale standarder, og fluxen skal bestemmes i henhold til svejseproceskravene.

Gasafskærmet svejsning bruger inert gas (eller CO2) gas som det beskyttende medium for lysbuen for at isolere det smeltede metal fra luften for at holde svejseprocessen stabil. Bueopvarmningen af ​​gasafskærmet svejsning er koncentreret, svejsehastigheden er hurtig, og indtrængningsdybden er stor, så styrken af ​​svejsningen er højere end ved manuel svejsning. Og god plasticitet og korrosionsbestandighed, velegnet til svejsning af tykke stålplader.

(b), Svejsningens form

Svejsesømsforbindelsesformen kan opdeles i fire former: stødsamling, overlapsamling, T-formet samling og filetsamling i henhold til den indbyrdes placering af de tilsluttede komponenter. De svejsninger, der anvendes til disse forbindelser, er i to grundlæggende former, stødsvejsninger og kantsvejsninger. I den specifikke applikation skal den vælges i henhold til forbindelsens kraft kombineret med fremstillings-, installations- og svejseforholdene.

(C) Svejsekonstruktion

1. Buttweld

Stumsvejsninger overfører kraft direkte, jævnt og har ingen væsentlig spændingskoncentration, så de har god mekanisk ydeevne og er velegnede til tilslutning af komponenter, der bærer statiske og dynamiske belastninger. Men på grund af de høje kvalitetskrav til stødsvejsninger er svejsegabet mellem svejsninger strengt, og det bruges generelt i fabriksfremstillede forbindelser.

2. Filetsvejsning

Formen af ​​filetsvejsninger: filetsvejsninger kan opdeles i sidekantsvejsninger parallelt med den kraftpåvirkende retning og frontfiletsvejsninger vinkelret på den kraftvirkende retning og skråt skærer den kraftvirkende retning i henhold til deres længderetning og retningen af ​​ekstern kraftpåvirkning . skrå kantsvejsninger og omgivende svejsninger.

Tværsnitsformen for filetsvejsning er opdelt i almindelig type, flad skråningstype og dyb penetrationstype. Hf'en på figuren kaldes filetstørrelsen af ​​filetsvejsningen. Forholdet mellem bensiden af ​​den almindelige sektion er 1:1, hvilket svarer til en ligebenet retvinklet trekant, og kraftoverførselslinjen er bøjet mere voldsomt, så spændingskoncentrationen er alvorlig. For strukturen, der direkte bærer den dynamiske belastning, bør den forreste filetsvejsning anvende den flade skråningstype med størrelsesforholdet mellem de to filetkanter 1:1.5 (den lange side skal følge retningen af indre kraft), og sidekantsvejsningen bør antage forholdet 1. : 1 dyb penetration.

8. Boltforbindelse

(en). Strukturen af ​​almindelig boltforbindelse

Formen og specifikationen af ​​almindelige bolte

Den almindelige form, der bruges af stålkonstruktionen, er den store sekskantede hovedtype, og dens kode er repræsenteret af bogstavet M og den nominelle og diameter (mm). M18, M20, M22, M24 er almindeligt anvendt i teknik. I henhold til internationale standarder er bolte ensartet repræsenteret af deres ydeevnegrader, såsom "grade 4.6", "grade 8.8" og så videre. Tallet før decimaltegnet angiver minimumstrækstyrken af ​​boltmaterialet, såsom "4" for 400N/mm2 og "8" for 800N/mm2. Tallene efter decimaltegnet (0.6, 0.8) angiver boltmaterialets udbytteforhold, det vil sige forholdet mellem flydepunktet og minimumstrækstyrken.

I henhold til bearbejdningsnøjagtigheden af ​​bolte er almindelige bolte opdelt i tre niveauer: A, B og C.

A- og B-bolte (raffinerede bolte) er lavet af 8.8-stål, drejet med værktøjsmaskiner, med glatte overflader og nøjagtige dimensioner og er udstyret med klasse I-huller (det vil sige, at boltehullerne er boret eller udvidet på monterede komponenter, hulvæggen er glat, og hullet er nøjagtigt). På grund af dens høje bearbejdningsnøjagtighed, tætte kontakt med hulvæggen, lille forbindelsesdeformation og gode mekaniske ydeevne, kan den bruges til forbindelser med store forskydnings- og trækkræfter. Det er dog mere arbejdskrævende og dyrt at fremstille og installere, så det bruges mindre i stålkonstruktioner.

Grade C bolte (ru bolte) er lavet af grade 4.6 eller 4.8 stål, grov bearbejdning, og størrelsen er ikke nøjagtig nok. Kun type II-huller er påkrævet (det vil sige, at bolthullerne udstanses på en enkelt del ad gangen eller bores uden bor. Generelt er huldiameteren større end boltes. Stangdiameteren er 1~2mm større). Når forskydningskraften overføres, er forbindelsesdeformationen stor, men ydelsen af ​​at overføre trækkraften er stadig god, operationen kræver ikke specialudstyr, og omkostningerne er lave. Anvendes almindeligvis til boltede forbindelser i træk- og sekundære forskydningsforbindelser i strukturer, der er statisk eller indirekte dynamisk belastet.

Arrangement af almindelige boltede forbindelser

Arrangementet af bolte skal være enkelt, ensartet og kompakt for at opfylde kraftkravene, og strukturen skal være rimelig og nem at installere. Der er to typer arrangementer: side om side og forskudt (som vist på figuren). Parallellen er enklere, og forskudt er mere kompakt.

(B). Spændingskarakteristika ved almindelige boltede forbindelser

• Forskæringsboltforbindelse
• Spændingsboltforbindelse
• Træk-skær boltforbindelse

(C). Spændingskarakteristika af højstyrkebolte

Højstyrke bolteforbindelser kan opdeles i friktionstype og tryktype i henhold til design og kraftkrav. Når friktionsforbindelsen udsættes for forskydning, kan den maksimale friktionsmodstand forekomme mellem pladerne, når den ydre forskydningskraft når grænsetilstanden; når den relative glidning opstår mellem pladerne, anses det for, at forbindelsen er svigtet og er beskadiget. Når den trykbærende forbindelse forskydes, tillades friktionskraften at overvindes, og den relative glidning mellem pladerne opstår, og derefter kan den ydre kraft fortsætte med at stige, og det ultimative svigt af skrueskæringen eller hulvægslejetrykket er grænsetilstanden.

Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. er specialiseret i konstruktion af stålkonstruktionsværksteder, lagre, værksteder og andre projekter og kan levere tilbud, gengivelser, installationstegninger og andre tjenester i henhold til budgettet. For flere spørgsmål, kontakt venligst vores professionelle team.

Anbefalet læsning