Konstruktionsprinzipien der Stabilität von Stahlkonstruktionen

Abstrakt: Als Hauptbauform in der Architektur, Stahlstruktur wird häufig verwendet bei der Gestaltung von große Werkstätten, Brücken und Hochhäuser. Der in der Stahlkonstruktion verwendete Baustahl weist viele Vorteile auf, wie z. B. Verformungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Erdbebensicherheit und Umweltschutzanforderungen, sodass er im Bereich der Architekturgestaltung weit verbreitet eingesetzt werden kann.

Wenn Stahlkonstruktionen in Bauprojekten zum Einsatz kommen, bestimmt deren strukturelle Stabilität als entscheidender Indikator direkt die Qualität und Lebensdauer von Gebäuden. Basierend auf K-homeAuf der Grundlage langjähriger Erfahrungen im Bereich architektonischer Entwürfe befasst sich dieser Beitrag mit der Stabilität von Stahlkonstruktionen im Bauingenieurwesen und bietet Referenzen für entsprechende Fragestellungen.

Vorwort

In der langen Entwicklung der Bautechnik nimmt die Stahlkonstruktion eine wichtige Position ein. Gegenwärtig wird sie als gängige architektonische Struktur häufig in verschiedenen architektonischen Entwürfen verwendet, insbesondere in Fabriken, Brücken, Flughäfen, Theater, Superhochhäuser und andere große Gebäude.

Im letzten Jahrhundert wurden Stahlkonstruktionen im Bereich der Architektur aufgrund der unterentwickelten Stahlschmelztechnologie und des hohen Kohlenstoffgehalts von Baustahl sowie seiner Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit nicht hoch geschätzt und gerieten an den Rand oder wurden beinahe ganz vernichtet.

In den letzten Jahren wurde mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Metallschmelztechnologie hochfester, hochzäher und korrosionsbeständiger Baustahl in großem Umfang hergestellt, und Stahlkonstruktionen wurden von Architekten wieder bevorzugt und werden zunehmend in verschiedenen Projekten eingesetzt. Während des Baus hat es eine positive Rolle bei der Reduzierung des gesamten strukturellen Gewichts des Gebäudes und der Verbesserung der Gesamtsicherheit des Gebäudes gespielt.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Bautechnologie werden Stahlkonstruktionen immer häufiger eingesetzt und verschiedene komplexe Einsatzbedingungen stellen ihre Stabilität auf eine harte Probe.

Das Konzept der Stahlkonstruktion

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei Stahlkonstruktionen um eine Art von Gebäudestruktur, bei der Stahl als Hauptrohstoff für die Strukturkonstruktion verwendet wird. Bei der Konstruktion großer Gebäude werden verschiedene Stahlkomponenten wie Stahlträger, Stahlplatten und Stahlstützen durch Schweißen, Nieten und andere Verbindungsmethoden miteinander verbunden und zusammengebaut. Bei Stahlkonstruktionen werden verschiedene Stahlsorten als Hauptmaterial verwendet.

Anders als gewöhnlicher Beton und andere Baumaterialien zeichnet sich Stahl durch geringes Gewicht, hohe Zähigkeit usw. aus und kann größeren Kräften standhalten. Daher wird bei der Konstruktion großer und mittelgroßer Gebäude häufig Stahlkonstruktionen verwendet. Die Stahlkonstruktion hat eine stabile Struktur und verformt sich nicht leicht, was dem Gebäude eine gute Sicherheit und Stabilität verleihen kann. In einigen Sonderfällen kann jedoch auch die Instabilität der Stahlkonstruktion auftreten.

Es gibt zwei häufige Situationen: Zum einen wirkt der übermäßige Druck direkt auf den Kraftausgleichspunkt, was zu einer ungleichmäßigen Belastung der gesamten Struktur führt. Zum anderen treten aufgrund der langfristigen Verwendung von Stahlbauteilen Probleme der inneren Struktur auf, beispielsweise geistige Ermüdung, und die innere Struktur verliert ihre Stützfunktion, was zur Instabilität der Gesamtstruktur führt.

Vor dem Entwurf einer Stahlkonstruktion müssen die Stabilitätseigenschaften dieser Konstruktion geklärt werden, um einen zielgerichteten Entwurfsprozess zu ermöglichen, strukturelle Schwächen zu vermeiden, die Vorteile von Stahlkonstruktionen voll auszuschöpfen und die Rolle von Stahlkonstruktionen in Gebäuden zu verbessern.

Grundsätze zur Verbesserung der Konstruktionsstabilität von Stahlkonstruktionen

Die Stabilität der Stahlkonstruktion ist der wichtigste Faktor bei der Konstruktion der Stahlkonstruktion. In der langjährigen Ingenieurpraxis und theoretischen Forschung haben die Ingenieure und Techniker drei Konstruktionsprinzipien zusammengefasst, um die Stabilität der Stahlkonstruktion zu verbessern.

1. Das Prinzip der Stabilität

Das Stabilitätsprinzip der Stahlkonstruktionskonstruktion erfordert, dass in der Phase des Zeichnens der Planzeichnung der Stahlkonstruktion die Planzeichnung der Stahlkonstruktion gemäß den entsprechenden Anforderungen verschiedener Gebäude gezeichnet wird, wobei der Schwerpunkt auf der Sicherstellung der Stützteile in der Planzeichnung der Stahlkonstruktion und der Sicherstellung der Stützstabilität in der Ebene der Baustelle liegt.

Die Stabilität der Stahlkonstruktion in der Ebene ist der Kern und die Grundlage der Gesamtstabilität der gesamten Stahlkonstruktion. Nur wenn sichergestellt ist, dass die Komponenten der Stahlkonstruktion in der Ebene stabil bleiben, können wir die Instabilität einzelner Positionen während des nachfolgenden dreidimensionalen Bauprozesses vermeiden.

2. Das Prinzip der Einheit

Präzise Berechnungen sind Voraussetzung und Grundlage der Stahlkonstruktionskonstruktion. Bei der Konstruktion von Stahlkonstruktionsrahmen sollten die Berechnungsmethode und die erwarteten Parameterwerte entsprechend der ausgewogenen Beziehung zwischen dem spezifischen Rahmen und dem Rahmen bestimmt werden.

Dieser Schritt ist der Schlüssel zur Berechnung der Kräfte der gesamten Stahlkonstruktion. Link. In der Praxis verlassen sich viele Konstrukteure jedoch zu sehr auf ihre persönlichen Erfahrungen und führen die Stabilitätsberechnung des Stahlkonstruktionsrahmens direkt nach ihren eigenen Erfahrungen durch und ignorieren die Schritte zur Berechnung der Balance.

Bei dieser Vorgehensweise fehlen wissenschaftliche und umfassende Berechnungsdaten, und es können leicht Fehler bei der Berechnung der stabilen Beziehung auftreten. Infolgedessen erfüllt die Konstruktion der Stahlkonstruktion nicht die Anforderungen an die strukturelle Festigkeit des Gebäudes, was zu potenziellen Sicherheitsrisiken führt.

Daher müssen die Gleichgewichtsberechnung und die Stabilitätsberechnung gleichzeitig durchgeführt werden, und die beiden sind unverzichtbar und sollten vereinheitlicht werden.

3. Das Prinzip der Zusammenarbeit

Die gesamte Stahlkonstruktion wird durch Schweißen, Nieten, Schrauben und andere Verbindungsmethoden aus mehreren einzelnen Stahlkonstruktionskomponenten zusammengesetzt und bildet schließlich eine große Gebäudestruktur. [3] Daher muss bei der Konstruktion einer Stahlkonstruktion die Koordination verschiedener Konstruktionskomponenten berücksichtigt werden, ob große oder kleine Komponenten miteinander kooperieren müssen und schließlich perfekt zu einer soliden Stahlkonstruktion als Ganzes kombiniert werden können. Bei der Konstruktion einer Stahlkonstruktion kann nicht nur die Stabilität einer einzelnen Stahlkonstruktionskomponente berücksichtigt werden, sondern die Bedingungen aller Komponenten müssen umfassend berücksichtigt und eine genaue Kombinationsberechnung durchgeführt werden. Nur wenn jede Komponente perfekt aufeinander abgestimmt ist, kann die gesamte Struktur hochstabil sein, die Rolle jeder Komponente maximieren und die Gesamtfestigkeit der Struktur gewährleisten.

Die wichtigsten Punkte bei der Stabilitätsbemessung von Stahlkonstruktionen

1. Kraftdesign

Einer der wichtigsten Indikatoren einer Stahlkonstruktion ist ihr Spannungsniveau. Bei der Konstruktion ist die Tragfähigkeit der Stahlkonstruktion die erste Überlegung.

Die Stahlkonstruktion hat im Allgemeinen eine T- oder L-förmige Form, die die Stabilität der Konstruktion gewährleistet. Die Verwendung dieser beiden Formen kann das Gesamtgewicht des Gebäudes gut verteilen und den Zweck einer ausgewogenen Unterstützung erreichen.

In der Praxis des Bauingenieurwesens ist die Stahlkonstruktion eine übliche Struktur an der Peripherie eines Gebäudes, die eine Rolle bei der Unterstützung des Gebäudes spielt. Bei der Gesamtkonstruktion des Gebäudes sollte die Verwendung von Stahlkonstruktionen so weit wie möglich dem Prinzip der Symmetrie folgen.

Der Zweck besteht darin, dass jede Stahlkonstruktion die Kräfte des gesamten Gebäudes gleichmäßig aufnehmen kann und dass einzelne Stahlkonstruktionen nicht zu viel oder zu wenig Druck aushalten.

Darüber hinaus sind auch die Anforderungen an Spannung und Stabilität für verschiedene Teile der Stahlkonstruktion unterschiedlich. Beispielsweise besteht die Anforderung an die feste Stütze in der Stahlkonstruktion darin, eine Verschiebung zu verhindern, sodass die Tragfähigkeit dieses Teils hoch sein muss. Beim Stahlträgerrahmen muss jedoch nicht nur die Längsstützfunktion erfüllt werden, sondern auch verhindert werden, dass dies in horizontaler Position geschieht.

Die Spannungseigenschaften verschiedener Teile der Stahlkonstruktion sollten bei der Konstruktion berücksichtigt werden, um Instabilitäten aufgrund unzureichender Berücksichtigung zu vermeiden. Schließlich ist auch der konkrete Bauablauf der Stahlkonstruktion sehr wichtig. Das Baupersonal vor Ort muss die Konstruktionszeichnungen strikt befolgen, Konstruktionsfehler minimieren, die gegenseitige Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen stärken, die Konstruktion streng nach den Standards durchführen und das Detailmanagement stärken.

2. Korrosionsschutzdesign

Gebäude erleiden Erosion unter verschiedenen natürlichen Bedingungen, wenn sie in unterschiedlichen Umgebungen genutzt werden. Unter besonderen Einsatzbedingungen wie Feuchtigkeit und Salznebel korrodieren sie aufgrund der inhärenten Eigenschaften von Metallen leicht und beeinträchtigen ihre Stabilität.

Im Allgemeinen sind Metallmaterialien sowohl für galvanische als auch für chemische Korrosion anfällig. Die moderne Materialwissenschaft hat für die Einsatzumgebung von im Bauwesen verwendeten Metallen Korrosionsschutzbeschichtungen für unterschiedliche Umgebungsbedingungen entwickelt.

In einer feuchten Umgebung kann das Auftragen von Korrosionsschutzfarbe auf die Oberfläche der Stahlkonstruktion Wasser und Luft isolieren, zwei Hauptfaktoren, die Metallkorrosion verursachen, und verhindern, dass die Stahlkonstruktion korrodiert. Bei Stahlkonstruktionen, die in Umgebungen mit hohem Salzgehalt verwendet werden, kann es leicht zu elektrochemischer Korrosion durch Natriumionen im Meerwasser kommen.

Nach dem Prinzip der elektrochemischen Reaktion wird das Metallmaterial zu einem der Produkte. Diese Methode kann das Korrosionsproblem von Stahlkonstruktionen lösen, um die Festigkeit der Stahlkonstruktion selbst sicherzustellen und die Stabilität der Struktur zu erreichen.

3. Stabilitätsbezogenes Design

Bei der Planung und Konstruktion von Stahlkonstruktionen ist neben der Durchführung der Stabilitätsberechnung auch eine verstärkte Prüfung der gesamten Stahlkonstruktion erforderlich. Eine strenge Prüfung ist das wichtigste Bindeglied, um sicherzustellen, dass die Materialien der Stahlkonstruktion qualifiziert sind und die Konstruktionsanforderungen erfüllen. Die Berechnungsmethode des kritischen Drucks ist eine gängige Methode zur Vorhersage des Druckwerts von Stahlkonstruktionen während des tatsächlichen Einsatzes und wird häufig für die Prüfung von Stahlkonstruktionen verwendet.

Wenn das Messergebnis der Spannung der Stahlkonstruktion den kritischen Wert überschreitet, ist dies ein Beweis dafür, dass ihre Stabilität zerstört wurde und die Spannungsauslegung der Stahlkonstruktion rechtzeitig angepasst werden muss, um Instabilität zu vermeiden.

Achten Sie auf die Kraftanalyse jedes Teils innerhalb der Stahlkonstruktion, optimieren Sie die Kraftdetails der Teile, vermeiden Sie das Problem ungleichmäßiger Kräfte und beeinträchtigen Sie die allgemeine strukturelle Sicherheit. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Stabilität der Stahlkonstruktion einen entscheidenden Einfluss auf die allgemeine Sicherheit und Lebensdauer des Gebäudes hat.

Beim Entwurf einer Stahlkonstruktion muss der Konstrukteur genaue Berechnungen durchführen, das Kräfteverhältnis zwischen den Komponenten umfassend berücksichtigen, den Stahl gut gegen Korrosion behandeln, die Mängel einer Stahlkonstruktion weitestgehend vermeiden und ihre Vorteile voll ausschöpfen, um so den kontinuierlichen Fortschritt der architektonischen Gestaltung zu fördern.