Teraskonstruktsiooni stabiilsuse projekteerimispõhimõtted

Abstraktne: Arhitektuurse projekteerimise peamise ehitusvormina, terasest ehitis kasutatakse laialdaselt disainimisel suured töökojad, sillad ja kõrghooned. Teraskonstruktsioonis kasutataval ehitusterasel on palju eeliseid, nagu deformatsioonivastane, korrosioonikindlus, maavärinakindlus ja keskkonnakaitsenõuded, mistõttu saab seda laialdaselt kasutada arhitektuurilise projekteerimise valdkonnas.

Kui teraskonstruktsioone kasutatakse ehitusprojektides, siis nende konstruktsiooni stabiilsus kui ülioluline näitaja määrab otseselt hoonete kvaliteedi ja kasutusea. Põhineb K-homeAastatepikkuse arhitektuurse projekteerimise kogemuse põhjal käsitleb käesolev artikkel teraskonstruktsioonide stabiilsust ehitustehnikas ja annab viiteid vastavate probleemide lahendamiseks.

Eessõna

Ehitustehnika tehnoloogia pikaajalises arengus on teraskonstruktsioonil oluline koht. Praegu kasutatakse seda peavoolu arhitektuuristruktuurina laialdaselt erinevates arhitektuuriprojektides, eriti tehased, sillad, lennujaamad, teatrid, ülikõrghooned. ja muud suured hooned.

Möödunud sajandil muutis teraskonstruktsioonide vähearenenud sulatustehnoloogia ja ehitusterase kõrge süsinikusisalduse tõttu selle sitkus ja korrosioonikindlus teraskonstruktsioonid arhitektuurse projekteerimise vallas väärtustamata ning omal ajal marginaliseeriti ja peaaegu likvideeriti.

Viimastel aastatel on metallisulatustehnoloogia pideva arenguga hakatud laialdaselt tootma ülitugevat, suure sitkuse ja korrosioonikindlat ehitusterast ning arhitektide poolt on taas soositud teraskonstruktsioonid, mida kasutatakse üha enam erinevates projektides. Ehituse käigus on see mänginud positiivset rolli hoone üldise konstruktsioonikaalu vähendamisel ja hoone üldise ohutuse parandamisel.

Ehitustehnoloogia pideva arenguga on teraskonstruktsioonide kasutamine muutunud üha ulatuslikumaks ning erinevad keerulised kasutustingimused on pannud selle stabiilsusele kõvasti proovile.

Teraskonstruktsiooni kontseptsioon

Nagu nimigi ütleb, on teraskonstruktsioon ehituskonstruktsioonide tüüp, mis kasutab terast konstruktsioonikonstruktsioonide peamise toorainena. Erinevate teraskomponentide (nt terastalad, terasplaadid ja terassambad) kaudu kasutatakse suurte hoonete ehitamiseks splaissimiseks ja kokkupanekuks keevitamist, neetimist ja muid ühendusmeetodeid. Teraskonstruktsioonides kasutatakse põhimaterjalina erinevat tüüpi terast.

Erinevalt tavalisest betoonist ja muudest ehitusmaterjalidest on terasel kerge kaal, tugev sitkus jne ning see talub suuremaid jõude. Seetõttu kasutatakse teraskonstruktsioonide projekteerimist sageli suurte ja keskmise suurusega hoonete projekteerimisel. Teraskonstruktsioonil on stabiilne struktuur ja see ei deformeeru kergesti, mis võib tagada hoonele hea ohutuse ja stabiilsuse. Kuid mõnel erijuhtudel võib tekkida ka teraskonstruktsiooni ebastabiilsus.

Levinud on kaks olukorda: üks on see, et liigne rõhk mõjutab otseselt jõu tasakaalupunkti, mille tulemuseks on ebaühtlane pinge konstruktsioonile tervikuna. Teine on see, et teraskonstruktsioonidetailide pikaajalise kasutamise tõttu on sisestruktuuril probleeme nagu vaimne väsimus ning sisemine struktuur kaotab oma tugifunktsiooni, mille tulemuseks on kogu konstruktsiooni ebastabiilsus.

Enne teraskonstruktsiooni projekteerimist on vaja selgitada selle konstruktsiooni stabiilsusomadused, et saavutada sihipärane projekteerimisprotsess, vältida konstruktsiooni nõrkusi, kasutada täielikult teraskonstruktsioonide eeliseid ja muuta hoonete teraskonstruktsioonid paremini toimima. rolli.

Teraskonstruktsioonide konstruktsiooni stabiilsuse parandamise põhimõtted

Teraskonstruktsiooni stabiilsus on teraskonstruktsiooni projekteerimisel kõige olulisem tegur. Pikaajalises inseneripraktikas ja teoreetilistes uuringutes on insenerid ja tehnikud teraskonstruktsiooni stabiilsuse parandamiseks kokku võtnud kolm projekteerimispõhimõtet.

1. Stabiilsuse põhimõte

Teraskonstruktsiooni projekteerimise stabiilsuse põhimõte eeldab, et teraskonstruktsiooni kavandi plaanijoonise koostamise etapis tuleb teraskonstruktsiooni plaanijoonis koostada vastavalt erinevate hoonete vastavatele nõuetele, keskendudes tugiosade tagamisele hoones. teraskonstruktsiooni plaani projektjoonis ja toe tagamine Stabiilsus objekti tasapinnas.

Teraskonstruktsiooni stabiilsus tasapinnal on kogu teraskonstruktsiooni üldise stabiilsuse tuum ja alus. Vaid tagades teraskonstruktsiooni komponentide tasapinnal stabiilse püsimise, saame vältida üksikute positsioonide ebastabiilsust järgnevas kolmemõõtmelises ehitusprotsessis.

2. Ühtsuse põhimõte

Täpne arvutus on teraskonstruktsioonide projekteerimise eeldus ja alus. Teraskonstruktsioonide raamide projekteerimisel tuleks arvutusmeetod ja eeldatavad parameetrite väärtused määrata vastavalt konkreetse raami ja raami vahelisele tasakaalustatud suhtele.

See samm on kogu teraskonstruktsiooni projekti jõu arvutamise võti. link. Kuid praktikas loodavad paljud disainerid liiga palju isiklikele kogemustele ja teostavad teraskonstruktsiooni raami stabiilsusarvutuse otse oma kogemuse järgi ja ignoreerivad tasakaalu arvutamise etappe.

Sellel töömeetodil puuduvad teaduslikud ja põhjalikud arvutusandmed ning stabiilse seose arvutamisel on lihtne vigu tekitada. Selle tulemusena ei vasta teraskonstruktsiooni konstruktsioon hoone konstruktsiooni tugevusnõuetele, mis põhjustab potentsiaalseid ohutusriske.

Seetõttu tuleb tasakaalu ja stabiilsuse arvutamine läbi viia samal ajal ning need kaks on hädavajalikud ja peaksid olema ühtsed.

3. Koostöö põhimõte

Kogu teraskonstruktsioon koosneb mitmest üksikust teraskonstruktsiooni komponendist keevitamise, neetimise, kruvikinnituse ja muude ühendusvahendite abil ning moodustab lõpuks suure ehituskonstruktsiooni. [3] Seetõttu tuleb teraskonstruktsioonide projekteerimisel arvestada erinevate konstruktsioonikomponentide koordineerimisega, olenemata sellest, kas suured või väikesed komponendid peavad omavahel koostööd tegema ja lõpuks saab neid suurepäraselt ühendada tugevaks teraskonstruktsiooniks tervikuna. Teraskonstruktsiooni projekteerimisel ei saa arvestada ainult ühe teraskonstruktsiooni komponendi stabiilsust, vaid tuleb igakülgselt läbi mõelda kõigi komponentide tingimused ning teostada täpne kombinatsioonarvutus. Ainult siis, kui iga komponent on ideaalselt sobitatud, saab kogu konstruktsioon olla väga stabiilne, maksimeerida iga komponendi rolli ja tagada konstruktsiooni üldise tugevuse.

Teraskonstruktsiooni stabiilsuse kujundamise põhipunktid

1. Jõukujundus

Teraskonstruktsiooni üks olulisemaid näitajaid on selle pingetase. Projekteerimisel lähtutakse esmalt teraskonstruktsiooni kandevõimest.

Teraskonstruktsioon kasutab üldiselt T- või L-kujulist kujundust, mida peetakse konstruktsiooni stabiilsuseks. Nende kahe kuju kasutamine võib hästi hajutada hoone üldmassi ja saavutada tasakaalustatud toe eesmärgi.

Ehitustehnika praktikas on teraskonstruktsioon hoone perifeeria tavaline konstruktsioon, mis mängib hoonet toetavat rolli. Hoone üldprojektis tuleks teraskonstruktsioonide kasutamisel järgida võimalikult palju sümmeetria põhimõtet.

Eesmärk on võimaldada igal teraskonstruktsioonil ühtlaselt kanda kogu hoone jõudu ja vältida üksikute teraskonstruktsioonide liigset või liiga väikest survet.

Lisaks on erinevad ka teraskonstruktsiooni erinevate osade pinge- ja stabiilsusnõuded. Näiteks teraskonstruktsioonis on fikseeritud toe nõue vältida nihkumist, mistõttu selle detaili kandevõime peab olema kõrge, kuid terastala raami puhul on see lisaks pikisuunalise tugirolli täitmisele ka tuleb kaaluda selle vältimist horisontaalasendis.

Teraskonstruktsiooni erinevate osade pingeomadused peaksid kajastuma konstruktsioonis, et vältida ebapiisava läbimõtlemise tõttu tekkivat ebastabiilsust. Lõpuks on väga oluline ka teraskonstruktsiooni konkreetne ehitustegevus. Kohapealsed ehitustöötajad peavad rangelt järgima projekteerimisjooniseid, minimeerima ehitusvigu, tugevdama osakondade omavahelist koostööd, teostama ehitust rangelt vastavalt standarditele ja tugevdama detailide juhtimist.

2. Korrosioonivastane disain

Hooned kogevad erosiooni erinevates looduslikes tingimustes, kui neid kasutatakse erinevates keskkondades. Spetsiaalsetes kasutuskeskkondades, nagu niiskus ja soolapihustid, on metallidele omaste omaduste tõttu kergesti roostetavad ja mõjutavad nende stabiilsust.

Üldiselt on metallmaterjalid vastuvõtlikud nii galvaanilisele kui ka keemilisele korrosioonile. Kaasaegne materjaliteadus on välja töötanud korrosioonivastased katted erinevate keskkonnatingimuste jaoks ehituses kasutatavate metallide kasutuskeskkonna jaoks.

Niiskes keskkonnas võib teraskonstruktsiooni pinnale korrosioonivastase värvi määrimine eraldada vee ja õhu, mis on kaks peamist metalli korrosiooni põhjustavat tegurit, ning takistada teraskonstruktsiooni korrodeerumist. Kõrge soolsusega keskkondades kasutatavate teraskonstruktsioonide puhul on merevees naatriumiioonidega lihtne tekitada elektrokeemilist korrosiooni.

Vastavalt elektrokeemilise reaktsiooni põhimõttele muutub metallmaterjal üheks tooteks. See meetod võib lahendada teraskonstruktsioonide probleemi. Korrosiooniprobleem, et tagada teraskonstruktsiooni enda tugevus ja saavutada konstruktsiooni stabiilsus.

3. Stabiilsusega seotud disain

Teraskonstruktsioonide projekteerimise ja ehitamise käigus on lisaks stabiilsusarvutuse lõpetamisele vaja tugevdada ka kogu teraskonstruktsiooni kontrolli. Range ülevaatus on peamine lüli selle tagamisel, et teraskonstruktsioonide materjalid on kvalifitseeritud ja vastavad projekteerimisnõuetele. Kriitilise rõhu arvutamise meetod on levinud meetod teraskonstruktsioonide rõhuväärtuse ennustamiseks tegeliku kasutamise ajal ja seda kasutatakse sageli teraskonstruktsioonide testimisel.

Kui teraskonstruktsioonile avalduva pinge mõõtmistulemus ületab kriitilist väärtust, näitab see, et selle stabiilsus on hävinud ja teraskonstruktsiooni pingekujundust tuleb ebastabiilsuse vältimiseks õigeaegselt kohandada.

Pöörake tähelepanu iga teraskonstruktsiooni sees oleva osa jõuanalüüsile, optimeerige osade jõu üksikasju, vältige ebaühtlase jõu probleemi ja mõjutage üldist konstruktsiooni ohutust. Kokkuvõtteks võib öelda, et teraskonstruktsiooni stabiilsusel on otsustav mõju hoone üldisele ohutusele ja kasutuseale.

Teraskonstruktsiooni projekteerimise käigus peaks projekteerija tegema täpsed arvutused, põhjalikult kaaluma komponentide vahelist jõuvahekorda ja tegema terase head korrosioonivastast töötlust, vältima teraskonstruktsiooni puudusi suurimal määral ja andma täieliku ülevaate. Kasutage teraskonstruktsioonide eeliseid, edendades seeläbi arhitektuurse disaini pidevat edenemist.