Designprincipper for stålkonstruktionsstabilitet

Abstrakt: Som hovedkonstruktionsform i arkitektonisk design, stål konstruktion er meget brugt i design af store værksteder, broer og højhuse. Konstruktionsstålet, der anvendes i stålkonstruktionen, har mange fordele, såsom anti-deformation, korrosionsbestandighed, jordskælvsbestandighed og miljøbeskyttelseskrav, så det kan bruges i vid udstrækning inden for arkitektonisk design.

Når stålkonstruktioner anvendes i byggeprojekter, bestemmer deres strukturelle stabilitet, som en afgørende indikator, direkte bygningernes kvalitet og levetid. Baseret på K-homes års erfaring med arkitektonisk design diskuterer dette papir stabiliteten af ​​stålkonstruktioner i byggeteknik og giver referencer til tilsvarende problemstillinger.

Forord

I den lange udvikling af byggeteknisk teknologi indtager stålkonstruktionen en vigtig position. På nuværende tidspunkt, som en almindelig arkitektonisk struktur, er den meget udbredt i forskellige arkitektoniske designs, især i fabrikker, broer, lufthavne, teatre, super højhuse. og andre store bygninger.

I det sidste århundrede, på grund af den underudviklede stålsmelteteknologi og det høje kulstofindhold i konstruktionsstål, gjorde dets sejhed og korrosionsbestandighed stålkonstruktioner, der ikke blev værdsat inden for arkitektonisk design, og de blev engang marginaliseret og næsten elimineret.

I de senere år, med den kontinuerlige fremskridt inden for metalsmelteteknologi, er højstyrke, høj sejhed, korrosionsbestandigt konstruktionsstål blevet produceret i vid udstrækning, og stålkonstruktioner er blevet foretrukket af arkitekter igen og bruges i stigende grad i forskellige projekter. Under byggeriet har det spillet en positiv rolle i at reducere bygningens samlede strukturelle vægt og forbedre bygningens generelle sikkerhed.

Med den kontinuerlige udvikling af konstruktionsteknologi er brugen af ​​stålkonstruktioner blevet mere og mere omfattende, og forskellige komplekse brugsforhold har sat en alvorlig test for dets stabilitet.

Begrebet stålkonstruktion

Som navnet antyder, er stålkonstruktion en type bygningskonstruktion, der bruger stål som det vigtigste råmateriale til strukturel konstruktion. Gennem forskellige stålkomponenter såsom stålbjælker, stålplader og stålsøjler, bruges svejsning, nitning og andre forbindelsesmetoder til splejsning og samling til at konstruere store bygninger. Stålkonstruktioner bruger forskellige typer stål som hovedmateriale.

Til forskel fra almindelig beton og andre byggematerialer har stål egenskaber af let vægt, stærk sejhed osv. og kan modstå større kræfter. Derfor bruges stålkonstruktionsdesign ofte i design af store og mellemstore bygninger. Stålkonstruktionen har en stabil struktur og deformeres ikke let, hvilket kan give god sikkerhed og stabilitet for bygningen. Men i nogle særlige tilfælde kan stålkonstruktionens ustabilitet også forekomme.

Der er to almindelige situationer: Den ene er, at det overdrevne tryk virker direkte på kraftbalancepunktet, hvilket resulterer i ujævn belastning af strukturen som helhed. Den anden er, at på grund af den langvarige brug af stålkonstruktionselementer, har den indre struktur problemer som mental træthed, og den indre struktur mister sin støttefunktion, hvilket resulterer i ustabiliteten af ​​den overordnede struktur.

Før man designer en stålkonstruktion, er det nødvendigt at afklare stabilitetsegenskaberne for denne struktur, for at have en målrettet designproces, undgå strukturelle svagheder, give fuld udfoldelse til fordelene ved stålkonstruktioner og få stålkonstruktioner i bygninger til at spille bedre rolle.

Principper for forbedring af designstabilitet af stålkonstruktioner

Stålkonstruktionens stabilitet er den vigtigste faktor i udformningen af ​​stålkonstruktionen. I den langsigtede ingeniørpraksis og teoretiske forskning har ingeniørerne og teknikerne opsummeret tre designprincipper for at forbedre stabiliteten af ​​stålkonstruktionen.

1. Stabilitetsprincippet

Princippet om stabilitet af stålkonstruktionsdesign kræver, at plantegningen af ​​stålkonstruktionsdesignet i tegningen af ​​plantegningen af ​​stålkonstruktionsdesignet skal tegnes i overensstemmelse med de tilsvarende krav fra forskellige bygninger med fokus på at sikre støttedelene i plandesigntegningen af ​​stålkonstruktionen og sikring af støtten Stabilitet i områdets plan.

Stålkonstruktionens stabilitet på planet er kernen og fundamentet for den samlede stabilitet af hele stålkonstruktionen. Kun ved at sikre, at komponenterne i stålkonstruktionen forbliver stabile på planet, kan vi undgå ustabiliteten af ​​individuelle positioner under den efterfølgende tredimensionelle byggeproces.

2. Princippet om enhed

Præcis beregning er forudsætningen og grundlaget for design af stålkonstruktioner. Ved design af stålkonstruktionsrammer bør beregningsmetoden og forventede parameterværdier bestemmes i henhold til det afbalancerede forhold mellem den specifikke ramme og rammen.

Dette trin er nøglen til kraftberegningen af ​​hele stålkonstruktionsdesignet. link. Men i praksis vil mange designere stole for meget på personlig erfaring og direkte udføre stabilitetsberegningen af ​​stålkonstruktionsrammen i henhold til deres egen erfaring og ignorere balanceberegningstrinnene.

Denne driftsmetode mangler videnskabelige og omfattende beregningsdata, og det er let at forårsage fejl i beregningen af ​​det stabile forhold. Som følge heraf opfylder konstruktionen af ​​stålkonstruktionen ikke bygningens strukturelle styrkekrav, hvilket resulterer i potentielle sikkerhedsrisici.

Derfor skal ligevægtsberegningen og stabilitetsberegningen udføres på samme tid, og de to er uundværlige og bør forenes.

3. Princippet om samarbejde

Hele stålkonstruktionen er sammensat af flere enkelte stålkonstruktionskomponenter gennem svejsning, nitning, skruefiksering og andre forbindelsesmidler og danner til sidst en stor bygningskonstruktion. [3] Derfor skal koordineringen af ​​forskellige strukturelle komponenter i processen med stålkonstruktionsdesign overvejes, uanset om store eller små komponenter skal samarbejde med hinanden, og endelig kan de perfekt kombineres til en solid stålkonstruktion som helhed. Ved design af stålkonstruktioner kan stabiliteten af ​​en enkelt stålkonstruktionskomponent ikke kun tages i betragtning, og forholdene for alle komponenter skal overvejes grundigt, og der skal udføres en præcis kombinationsberegning. Kun når hver komponent er perfekt afstemt, kan hele strukturen være meget stabil, maksimere hver komponents rolle og sikre strukturens samlede styrke.

Nøglepunkterne i stålkonstruktionens stabilitetsdesign

1. Force Design

En af de vigtigste indikatorer for en stålkonstruktion er dens spændingsniveau. Ved design er stålkonstruktionens bæreevne den første overvejelse.

Stålkonstruktionen vedtager generelt et T-formet eller L-formet design, som betragtes som strukturens stabilitet. Brugen af ​​disse to former kan godt sprede den samlede vægt af bygningen og opnå formålet med afbalanceret støtte.

I praksis med byggeteknik er stålkonstruktion en almindelig struktur i periferien af ​​en bygning, som spiller en rolle i at understøtte bygningen. I den overordnede udformning af bygningen bør brugen af ​​stålkonstruktioner følge princippet om symmetri så meget som muligt.

Formålet er at lade hver stålkonstruktion bære hele bygningens kraft jævnt og forhindre, at individuelle stålkonstruktioner bærer for meget eller for lidt tryk.

Derudover er spændings- og stabilitetskravene til forskellige dele af stålkonstruktionen også forskellige. For eksempel er kravet til den faste understøtning i stålkonstruktionen at forhindre forskydning, så denne dels bæreevne kræves høj, men for stålbjælkerammen er det udover at spille en langsgående bærende rolle også nødvendigt at overveje at forhindre det i at ske i vandret position.

Spændingsegenskaberne for forskellige dele af stålkonstruktionen bør afspejles i designet for at undgå ustabilitet på grund af utilstrækkelig hensyntagen. Endelig er den specifikke konstruktionsoperation af stålkonstruktionen også meget vigtig. Byggepersonale på stedet skal nøje følge designtegningerne, minimere byggefejl, styrke det gensidige samarbejde mellem afdelinger, udføre byggeri i nøje overensstemmelse med standarder og styrke detaljestyringen.

2. Anti-korrosionsdesign

Bygninger vil opleve erosion under forskellige naturlige forhold, når de bruges i forskellige miljøer. Under særlige brugsmiljøer som fugtighed og saltspray, på grund af metallers iboende egenskaber, korroderes de let og påvirker deres stabilitet.

Generelt er metalmaterialer modtagelige for både galvanisk korrosion og kemisk korrosion. Moderne materialevidenskab har udviklet anti-korrosionsbelægninger til forskellige miljøforhold til brugsmiljøet for metaller, der anvendes i byggeriet.

I et fugtigt miljø kan udtværing af anti-korrosionsmaling på overfladen af ​​stålkonstruktionen isolere vand og luft, to vigtige faktorer, der forårsager metalkorrosion, og forhindrer stålkonstruktionen i at blive korroderet. For stålkonstruktioner, der anvendes i miljøer med høj saltholdighed, er det let at forårsage elektrokemisk korrosion med natriumioner i havvand.

Ifølge princippet om elektrokemisk reaktion bliver metalmaterialet et af produkterne. Denne metode kan løse problemet med stålkonstruktioner. Korrosionsproblem, for at sikre styrken af ​​selve stålkonstruktionen og opnå stabiliteten af ​​strukturen.

3. Stabilitetsrelateret design

I processen med stålkonstruktionsdesign og konstruktion er det udover at fuldføre stabilitetsberegningen også nødvendigt at styrke inspektionen af ​​hele stålkonstruktionen. Streng inspektion er nøgleleddet til at sikre, at stålkonstruktionsmaterialerne er kvalificerede og opfylder designkravene. Den kritiske trykberegningsmetode er en almindelig metode til at forudsige trykværdien af ​​stålkonstruktioner under faktisk brug og bruges ofte til stålkonstruktionstestning.

Når måleresultatet af spændingen på stålkonstruktionen overstiger den kritiske værdi, beviser det, at dens stabilitet er blevet ødelagt, og spændingsdesignet af stålkonstruktionen skal justeres i tide for at undgå ustabilitet.

Vær opmærksom på kraftanalysen af ​​hver del inde i stålkonstruktionen, optimer kraftdetaljerne for delene, undgå problemet med ujævn kraft og påvirker den overordnede strukturelle sikkerhed. Sammenfattende har stålkonstruktionens stabilitet en afgørende indflydelse på bygningens samlede sikkerhed og levetid.

I processen med at designe stålkonstruktionen bør designeren udføre præcise beregninger, overveje kraftforholdet mellem komponenterne og udføre en god anti-korrosionsbehandling af stål, undgå manglerne i stålkonstruktionen i størst muligt omfang og give fuld spille til fordelene ved stålkonstruktion og derved fremme den kontinuerlige fremgang af det arkitektoniske design.