En los últimos años, el proceso de urbanización es cada vez más rápido y la edificio de estructura de acero prefabricado industria ha logrado un desarrollo sin precedentes. Las personas tienen requisitos cada vez más altos para la viabilidad y seguridad de los edificios. En la ingeniería de la construcción moderna, diseño de estructura de acero tiene ciertas ventajas, y su aplicación en la construcción es cada vez más extensa. Combinado con años de experiencia laboral, K-home resumió 8 conocimientos básicos profesionales sobre la estructura de acero, el contenido es largo, léalo con paciencia:
1. Las características de la estructura de acero:
- La estructura de acero tiene peso ligero
- Alta confiabilidad del trabajo de la estructura de acero
- El acero tiene buena resistencia a la vibración (choque) y resistencia al impacto.
- La estructura de acero se puede montar con precisión y rapidez.
- Es fácil hacer una estructura sellada.
- La estructura de acero es fácil de corroer
- Mala resistencia al fuego de la estructura de acero.
2. Grados y propiedades de estructuras de acero de uso común
- Acero estructural al carbono: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, etc.
- Acero estructural de baja aleación y alta resistencia
- Acero estructural al carbono de alta calidad y acero estructural aleado
- Acero para usos especiales
3. Principios de selección de materiales para estructuras de acero
El principio de selección de materiales de la estructura de acero es garantizar la capacidad de carga de la estructura portante y evitar fallas por fragilidad bajo ciertas condiciones. Se considera integralmente según la importancia de la estructura, las características de carga, la forma estructural, el estado de tensión, el método de conexión, el espesor del acero y el entorno de trabajo. de.
Los cuatro tipos de acero propuestos en el "Código para el diseño de estructuras de acero" GB50017-2003 son los tipos "apropiados" y son la primera opción cuando las condiciones lo permiten. No está prohibido el uso de otros tipos, siempre que el acero utilizado cumpla con los requisitos de la especificación.
En cuarto lugar, el principal contenido técnico de la estructura de acero:
(a) Tecnología de estructuras de acero de gran altura. De acuerdo con la altura del edificio y los requisitos de diseño, el marco, el soporte del marco, el cilindro y la estructura del marco gigante se utilizan respectivamente, y los componentes pueden ser de acero, hormigón armado rígido o hormigón tubular de acero. Los miembros de acero son livianos y dúctiles, y pueden soldarse o laminarse, lo cual es adecuado para edificios de gran altura; los miembros rígidos de hormigón armado tienen alta rigidez y buena resistencia al fuego, y son adecuados para edificios de mediana y gran altura o estructuras inferiores; El concreto de tubería de acero es fácil de construir, solo para estructuras de columnas.
(b) Tecnología de estructuras de acero espacial. La estructura de acero espacial tiene las ventajas de ser liviana, de alta rigidez, hermosa apariencia y velocidad de construcción rápida. La rejilla plana de rótula, la rejilla multicapa de sección variable y la carcasa reticulada con un tubo de acero como varilla son los tipos estructurales con la mayor cantidad de estructura de acero espacial en mi país. Tiene las ventajas de gran rigidez espacial y bajo consumo de acero y puede proporcionar CAD completo en los procedimientos de diseño, construcción e inspección. Además de la estructura de rejilla, también hay estructuras de cable de suspensión de gran envergadura y estructuras de membrana de cable en estructuras espaciales.
(c) Tecnología de estructuras de acero ligero. Una nueva forma estructural que consta de paredes y envolventes de techo está hecha con placas de acero de color claro. Un sistema de estructura de acero liviano compuesto por vigas de pared de acero en forma de H de pared delgada de gran sección y correas de techo soldadas o laminadas por placas de acero de más de 5 mm, acero redondo hecho de sistemas de soporte flexibles y conexiones de pernos de alta resistencia. 30 mo más, la altura puede alcanzar más de diez metros y se pueden instalar grúas livianas. La cantidad de acero utilizada es de 20-30 kg/m2. Ahora existen procedimientos de diseño estandarizados y empresas de producción especializadas, con buena calidad del producto, velocidad de instalación rápida, peso ligero, baja inversión y la construcción no está limitada por temporadas, adecuado para todo tipo de plantas industriales ligeras.
(d) Tecnología de estructura compuesta de acero y hormigón. La estructura de carga de vigas y columnas compuesta por secciones de acero o componentes de acero y hormigón es una estructura compuesta de acero y hormigón, y su rango de aplicación se ha ampliado en los últimos años. La estructura compuesta tiene las ventajas tanto del acero como del hormigón, con alta resistencia general, buena rigidez y buen rendimiento sísmico. Cuando se utiliza la estructura exterior de hormigón, tiene mejor resistencia al fuego y a la corrosión. Los miembros estructurales combinados generalmente pueden reducir la cantidad de acero entre un 15 y un 20%. El suelo compuesto y los componentes tubulares de acero rellenos de hormigón también tienen las ventajas de tener menos o ningún encofrado, una construcción cómoda y rápida y un gran potencial de promoción. Es adecuado para vigas, columnas y pisos de edificios de varios pisos o de gran altura con grandes cargas. edificio industrial columnas y pisos, etc.
(e) Tecnología de unión y soldadura con pernos de alta resistencia. Los pernos de alta resistencia transmiten esfuerzos a través de la fricción y se componen de tres partes: pernos, tuercas y arandelas. La conexión de perno de alta resistencia tiene las ventajas de una construcción simple, desmontaje flexible, alta capacidad de carga, buena resistencia a la fatiga y autobloqueo y alta seguridad. Ha reemplazado al remachado y la soldadura parcial en el proyecto y se ha convertido en el principal método de conexión en la producción e instalación de estructuras de acero. Para los componentes de acero y las placas gruesas fabricadas en el taller, se debe usar la soldadura automática por arco sumergido de alambres múltiples, y la tablilla de la columna de la caja debe usar la soldadura por electroescoria con boquilla de fusión y otras tecnologías. En la instalación y construcción de campo, se debe utilizar tecnología de soldadura semiautomática, alambre de soldadura con núcleo fundente protegido con gas y tecnología de alambre de soldadura con núcleo fundente autoprotegido.
(f) Tecnología de protección de estructuras de acero. La protección de estructuras de acero incluye prevención de incendios, anticorrosión y prevención de oxidación. Por lo general, no es necesario realizar un tratamiento antioxidante después del tratamiento de recubrimiento ignífugo, pero aún debe realizarse un tratamiento anticorrosión en edificios con gas corrosivo. Hay muchos tipos de revestimientos ignífugos domésticos, como la serie TN, MC-10, etc. Entre ellos, los revestimientos ignífugos MC-10 incluyen pintura de esmalte alquídico, pintura de caucho clorado, pintura de caucho fluorado y pintura clorosulfonada. En la construcción, se debe seleccionar el revestimiento y el espesor del revestimiento apropiados de acuerdo con el tipo de estructura de acero, los requisitos del grado de resistencia al fuego y los requisitos ambientales.
5. Objetivos y medidas de la estructura de acero:
La ingeniería de estructuras de acero involucra una amplia gama de dificultades técnicas y debe seguir los estándares nacionales y de la industria en su promoción y aplicación. Los departamentos administrativos de construcción locales deben prestar atención a la construcción de la etapa de especialización de la ingeniería de estructuras de acero, organizar la capacitación de los equipos de inspección de calidad y resumir las prácticas laborales y las aplicaciones de nuevas tecnologías de manera oportuna. Los colegios y universidades, los departamentos de diseño y las empresas de construcción deben acelerar la capacitación de los técnicos de ingeniería de estructuras de acero y promover la tecnología madura de CAD de estructuras de acero. El grupo académico masivo debe cooperar con el desarrollo de la tecnología de estructuras de acero, llevar a cabo extensos intercambios académicos y actividades de capacitación en el país y en el extranjero, y mejorar activamente el nivel general de tecnología de diseño, producción, construcción e instalación de estructuras de acero, y puede ser recompensado en el futuro cercano.
6. El método de conexión de la estructura de acero
Hay tres tipos de métodos de conexión para estructuras de acero: conexión por soldadura, conexión por perno y conexión por remache.
(a), conexión de costura de soldadura
La conexión de la costura de soldadura consiste en fundir parcialmente el electrodo y la pieza soldada por el calor generado por el arco, y luego condensarse en una soldadura después del enfriamiento, para conectar la pieza soldada como un todo.
Ventajas: sin debilitamiento de la sección del componente, ahorro de acero, estructura simple, fabricación conveniente, alta rigidez de conexión, buen rendimiento de sellado, operación automática fácil de usar bajo ciertas condiciones y alta eficiencia de producción.
Desventajas: La zona del acero afectada por el calor cerca de la soldadura debido a la alta temperatura de soldadura puede ser quebradiza en algunas partes; Durante el proceso de soldadura, el acero se somete a altas temperaturas y enfriamiento distribuidos de manera desigual, lo que da como resultado una tensión residual de soldadura y una deformación residual de la estructura. La capacidad de carga, la rigidez y el rendimiento tienen un cierto impacto; Debido a la alta rigidez de la estructura soldada, las grietas locales son fáciles de expandir al conjunto una vez que se producen, especialmente a bajas temperaturas. Pueden ocurrir defectos que reduzcan la resistencia a la fatiga.
(b), conexión de perno
La conexión atornillada es conectar los conectores en un cuerpo a través de pernos, como sujetadores. Hay dos tipos de conexiones atornilladas: conexiones atornilladas ordinarias y conexiones atornilladas de alta resistencia.
Ventajas: proceso de construcción simple e instalación conveniente, especialmente adecuado para la instalación y conexión en el sitio, y fácil de desmontar, adecuado para estructuras que requieren montaje y desmontaje y conexiones temporales.
Desventajas: es necesario abrir orificios en la placa y alinear los orificios al ensamblar, lo que aumenta la carga de trabajo de fabricación y requiere una alta precisión de fabricación; los orificios de los pernos también debilitan la sección transversal de los componentes, y las partes conectadas a menudo necesitan superponerse entre sí o agregar conexiones auxiliares. Placa (o ángulo de acero), por lo que la estructura es más complicada y cuesta más acero.
(c), conexión de remache
La conexión del remache es un remache con una cabeza prefabricada semicircular en un extremo, y la varilla del clavo se inserta rápidamente en el orificio del clavo de la pieza de conexión después de quemarse en rojo, y luego el otro extremo se remacha en la cabeza del clavo con un remache pistola para hacer la conexión apretada. sólido.
Ventajas: la transmisión de la fuerza remachada es confiable, la plasticidad y la tenacidad son buenas, la calidad es fácil de verificar y garantizar, y puede usarse para estructuras de carga dinámicas pesadas y que soportan directamente.
Desventajas: el proceso de remachado es complicado, el costo de fabricación es mano de obra y material, y la intensidad de mano de obra es alta, por lo que básicamente se ha reemplazado por soldadura y conexiones con pernos de alta resistencia.
Tipos de conexiones en estructuras de acero
7. Conexión de soldadura
(A) Método de soldadura
El método de soldadura comúnmente utilizado para estructuras de acero es la soldadura por arco, incluida la soldadura por arco manual, la soldadura por arco automática o semiautomática y la soldadura con protección de gas.
La soldadura por arco manual es el método de soldadura más utilizado en estructuras de acero, con un equipo simple y una operación flexible y conveniente. Sin embargo, las condiciones laborales son malas, la eficiencia de producción es inferior a la de la soldadura automática o semiautomática y la variabilidad de la calidad de la soldadura es grande, lo que depende en cierta medida del nivel técnico del soldador.
La calidad de soldadura de la soldadura automática es estable, los defectos internos de la soldadura son menores, la plasticidad es buena y la resistencia al impacto es buena, lo cual es adecuado para soldar soldaduras directas largas. La soldadura semiautomática es adecuada para soldar curvas o soldaduras de cualquier forma debido a la operación manual. La soldadura automática y semiautomática debe usar alambre de soldadura y fundente adecuado para el metal principal, el alambre de soldadura debe cumplir con los requisitos de las normas nacionales y el flujo debe determinarse de acuerdo con los requisitos del proceso de soldadura.
La soldadura con protección de gas utiliza gas inerte (o CO2) como medio protector del arco para aislar el metal fundido del aire y mantener estable el proceso de soldadura. El calentamiento por arco de la soldadura con protección de gas se concentra, la velocidad de soldadura es rápida y la profundidad de penetración es grande, por lo que la resistencia de la soldadura es mayor que la de la soldadura manual. Y buena plasticidad y resistencia a la corrosión, adecuado para la soldadura de chapas de acero gruesas.
(B), La forma de la soldadura
La forma de conexión de la costura de soldadura se puede dividir en cuatro formas: junta a tope, junta solapada, junta en forma de T y junta de filete de acuerdo con la posición mutua de los componentes conectados. Las soldaduras utilizadas para estas conexiones se encuentran en dos formas básicas, soldaduras a tope y soldaduras de filete. En la aplicación específica, debe seleccionarse de acuerdo con la fuerza de la conexión, combinado con las condiciones de fabricación, instalación y soldadura.
(C) Estructura de soldadura
1. Soldadura a tope
Las soldaduras a tope transmiten la fuerza de forma directa, suave y sin concentración de tensiones significativa, por lo que tienen un buen rendimiento mecánico y son adecuadas para la conexión de componentes que soportan cargas estáticas y dinámicas. Sin embargo, debido a los requisitos de alta calidad de las soldaduras a tope, el espacio de soldadura entre las piezas soldadas es estricto y generalmente se usa en conexiones hechas en fábrica.
2. Soldadura de filete
La forma de las soldaduras de filete: las soldaduras de filete se pueden dividir en soldaduras de filete laterales paralelas a la dirección de actuación de la fuerza y soldaduras de filete frontales perpendiculares a la dirección de actuación de la fuerza e intersectando oblicuamente la dirección de actuación de la fuerza de acuerdo con su dirección longitudinal y la dirección de acción de la fuerza externa . soldaduras de filete inclinadas y soldaduras circundantes.
La forma de la sección transversal de la soldadura de filete se divide en tipo ordinario, tipo de pendiente plana y tipo de penetración profunda. El hf en la figura se denomina tamaño de filete de la soldadura de filete. La relación del lado de la pierna de la sección ordinaria es 1:1, que es similar a un triángulo rectángulo isósceles, y la línea de transmisión de fuerza se dobla más violentamente, por lo que la concentración de tensión es grave. Para la estructura que soporta directamente la carga dinámica, para que la transmisión de la fuerza sea uniforme, la soldadura de filete frontal debe adoptar el tipo de pendiente plana con una relación de tamaño de los dos bordes de filete de 1:1.5 (el lado largo debe seguir la dirección de la fuerza interna), y la soldadura de filete lateral debe adoptar la relación de 1. : 1 de penetración profunda.
8. Conexión de pernos
(un). La estructura de la conexión de perno ordinaria
La forma y especificación de los pernos ordinarios
La forma común utilizada por la estructura de acero es el tipo de cabeza hexagonal grande, y su código está representado por la letra M y el nominal y diámetro (mm). M18, M20, M22, M24 se usan comúnmente en ingeniería. De acuerdo con las normas internacionales, los pernos se representan uniformemente por sus grados de desempeño, como "grado 4.6", "grado 8.8", etc. El número antes del punto decimal indica la resistencia a la tracción mínima del material del perno, como "4" para 400 N/mm2 y "8" para 800 N/mm2. Los números después del punto decimal (0.6, 0.8) indican la relación de elasticidad del material del perno, es decir, la relación entre el punto de elasticidad y la resistencia mínima a la tracción.
Según la precisión de mecanizado de los pernos, los pernos ordinarios se dividen en tres niveles: A, B y C.
Los pernos de grado A y B (pernos refinados) están hechos de acero de grado 8.8, torneados con máquinas herramientas, con superficies lisas y dimensiones precisas, y están equipados con orificios de clase I (es decir, los orificios de los pernos se taladran o expanden en el componentes ensamblados. , la pared del orificio es lisa y el orificio es preciso). Debido a su alta precisión de mecanizado, contacto cercano con la pared del orificio, pequeña deformación de la conexión y buen rendimiento mecánico, se puede utilizar para conexiones con grandes fuerzas de corte y tracción. Sin embargo, requiere más mano de obra y es más costoso de fabricar e instalar, por lo que se usa menos en estructuras de acero.
Los pernos de grado C (pernos en bruto) están hechos de acero de grado 4.6 o 4.8, procesamiento en bruto y el tamaño no es lo suficientemente preciso. Solo se requieren orificios de tipo II (es decir, los orificios de los pernos se perforan en una sola pieza a la vez o se perforan sin taladro. Generalmente, el diámetro del orificio es mayor que el de los pernos. El diámetro de la varilla es de 1 a 2 mm más grande). Cuando se transmite la fuerza de corte, la deformación de la conexión es grande, pero el rendimiento de la transmisión de la fuerza de tracción sigue siendo bueno, la operación no requiere equipo especial y el costo es bajo. Comúnmente utilizado para conexiones atornilladas en tensión y conexiones secundarias de cortante en estructuras que están cargadas estática o indirectamente dinámicamente.
Disposición de conexiones atornilladas ordinarias
La disposición de los pernos debe ser simple, uniforme y compacta para cumplir con los requisitos de fuerza, y la estructura debe ser razonable y fácil de instalar. Hay dos tipos de disposición: lado a lado y al tresbolillo (como se muestra en la figura). El paralelo es más simple, y al tresbolillo es más compacto.
(B). Las características de tensión de las conexiones atornilladas ordinarias
- Conexión de perno de seguridad
- Conexión de perno de tensión
- Conexión de perno de cizallamiento
(C). Las características de tensión de los pernos de alta resistencia
Las conexiones atornilladas de alta resistencia se pueden dividir en tipo de fricción y tipo de presión según los requisitos de diseño y fuerza. Cuando la conexión friccional se somete a cortante, la máxima resistencia friccional puede ocurrir entre las placas cuando la fuerza cortante externa alcanza el estado límite; cuando se produce el deslizamiento relativo entre las placas, se considera que la conexión ha fallado y está dañada. Cuando se corta la conexión de soporte de presión, se permite que se supere la fuerza de fricción y se produce el deslizamiento relativo entre las placas, y luego la fuerza externa puede continuar aumentando, y la falla final del corte del tornillo o la presión de soporte de la pared del orificio es el estado límite.
Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. se especializa en la construcción de talleres de estructura de acero, almacenes, talleres y otros proyectos, y puede proporcionar cotizaciones, representaciones, planos de instalación y otros servicios de acuerdo con el presupuesto. Para más preguntas, consulte a nuestro equipo profesional.
Lectura Recomendada
Contactanos >>
¿Tienes alguna pregunta o necesita ayuda? Antes de comenzar, debes saber que casi todas las construcciones prefabricadas de acero están personalizadas.
Nuestro equipo de ingeniería lo diseñará de acuerdo con la velocidad del viento local, la carga de lluvia, llargo*ancho*altoy otras opciones adicionales. O podríamos seguir tus dibujos. ¡Por favor dígame su requerimiento y haremos el resto!
Utilice el formulario para comunicarse y nos pondremos en contacto con usted lo más rápido posible.
Sobre el autor: K-HOME
K-home Estructura de acero Co., Ltd. Cubre una superficie de 120,000 metros cuadrados. Nos dedicamos al diseño, presupuesto del proyecto, fabricación y instalación de estructuras de acero PEB y paneles sándwich con titulación de contratación general de segundo grado. Nuestros productos cubren estructuras de acero ligeras, edificios PEB, casas prefabricadas de bajo costo, casas contenedor, acero C/Z, varios modelos de placa de acero de color, paneles sándwich de PU, paneles sándwich de eps, paneles sándwich de lana de roca, paneles de cámaras frigoríficas, placas de purificación y otros materiales de construcción.