Teräsrakenteen vakauden suunnitteluperiaatteet

Abstrakti: Päärakennusmuotona arkkitehtisuunnittelussa, teräsrakenne käytetään laajasti suunnittelussa suuria työpajoja, siltoja ja korkeita rakennuksia. Teräsrakenteessa käytetyllä rakennusteräksellä on monia etuja, kuten muodonmuutos, korroosionkestävyys, maanjäristyskestävyys ja ympäristönsuojeluvaatimukset, joten sitä voidaan käyttää laajasti arkkitehtonisessa suunnittelussa.

Kun teräsrakenteita käytetään rakennusprojekteissa, niiden rakenteellinen vakaus ratkaisevana indikaattorina määrää suoraan rakennusten laadun ja käyttöiän. Perustuen K-homeVuosien arkkitehtonisen suunnittelun kokemuksella tämä artikkeli käsittelee teräsrakenteiden vakautta rakennustekniikassa ja tarjoaa referenssejä vastaaviin kysymyksiin.

esipuhe

Rakennustekniikan pitkässä kehityksessä teräsrakenteella on tärkeä asema. Tällä hetkellä valtavirran arkkitehtonisena rakenteena sitä käytetään laajalti erilaisissa arkkitehtonisissa suunnitelmissa, erityisesti tehtaat, siltoja, lentokenttiä, teattereita, erittäin korkeita rakennuksia. ja muita suuria rakennuksia.

Viime vuosisadalla alikehittyneen terässulatustekniikan ja rakennusteräksen korkean hiilipitoisuuden vuoksi sen sitkeys ja korroosionkestävyys tekivät teräsrakenteista arkkitehtisuunnittelussa arvottomiksi ja aikoinaan syrjäytyneitä ja lähes eliminoituja.

Viime vuosina metallin sulatustekniikan jatkuvan kehityksen myötä erittäin lujaa, lujaa, korroosionkestävää rakennusterästä on tuotettu laajalti, ja teräsrakenteet ovat jälleen olleet arkkitehtien suosiossa, ja niitä käytetään yhä enemmän erilaisissa projekteissa. Rakentamisen aikana se on vaikuttanut myönteisesti rakennuksen rakenteellisen kokonaispainon vähentämiseen ja rakennuksen yleisen turvallisuuden parantamiseen.

Rakennustekniikan jatkuvan kehityksen myötä teräsrakenteiden käyttö on laajentunut ja erilaiset monimutkaiset käyttöolosuhteet ovat asettaneet sen stabiiliudelle ankaran koetuksen.

Teräsrakenteen käsite

Kuten nimestä voi päätellä, teräsrakenne on eräänlainen rakennusrakenne, joka käyttää terästä pääraaka-aineena rakennerakentamisessa. Erilaisten teräskomponenttien, kuten teräspalkkien, teräslevyjen ja teräspylväiden, kautta käytetään hitsausta, niittausta ja muita liitosmenetelmiä jatkoksiin ja kokoonpanoon suurien rakennusten rakentamiseen. Teräsrakenteissa käytetään päämateriaalina erilaisia ​​terästyyppejä.

Tavallisista betoneista ja muista rakennusmateriaaleista poiketen teräksellä on kevyt paino, vahva sitkeys jne., ja se kestää suurempia voimia. Siksi teräsrakennesuunnittelua käytetään usein suurten ja keskikokoisten rakennusten suunnittelussa. Teräsrakenne on vakaa rakenne ja ei helposti muodostunut, mikä voi tarjota rakennukselle hyvän turvallisuuden ja vakauden. Eräissä erikoistapauksissa voi kuitenkin esiintyä myös teräsrakenteen epävakautta.

On olemassa kaksi yleistä tilannetta: yksi on se, että liiallinen paine vaikuttaa suoraan voiman tasapainopisteeseen, mikä johtaa epätasaiseen rasitukseen koko rakenteessa. Toinen on se, että teräsrakenneosien pitkäaikaisen käytön vuoksi sisäisessä rakenteessa on ongelmia, kuten henkistä väsymystä, ja sisäinen rakenne menettää tukitoimintonsa, mikä johtaa kokonaisrakenteen epävakauteen.

Ennen teräsrakenteen suunnittelua on tarpeen selvittää tämän rakenteen vakavuusominaisuudet, jotta suunnitteluprosessi on kohdennettu, rakenteelliset heikkoudet voidaan välttää, teräsrakenteiden edut hyödynnetään täysimääräisesti ja rakennusten teräsrakenteet toimivat paremmin. rooli.

Teräsrakenteiden suunnitteluvakauden parantamisen periaatteet

Teräsrakenteen vakaus on tärkein tekijä teräsrakenteen suunnittelussa. Pitkäaikaisessa suunnittelukäytännössä ja teoreettisessa tutkimuksessa insinöörit ja teknikot ovat koonneet yhteen kolme suunnitteluperiaatetta teräsrakenteen vakavuuden parantamiseksi.

1. Vakauden periaate

Teräsrakennesuunnittelun stabiilisuusperiaate edellyttää, että teräsrakennesuunnitelman suunnitelmapiirustuksen piirustusvaiheessa teräsrakenteen pohjapiirros tehdään eri rakennusten vastaavien vaatimusten mukaisesti keskittyen tukiosien varmistamiseen. teräsrakenteen suunnitelmapiirros ja tuen varmistaminen Vakavuus työmaan tasossa.

Teräsrakenteen vakaus tasossa on koko teräsrakenteen kokonaisvakauden ydin ja perusta. Vain varmistamalla, että teräsrakenteen komponentit pysyvät vakaana tasossa, voidaan välttää yksittäisten asemien epävakaus myöhemmän kolmiulotteisen rakennusprosessin aikana.

2. Yhtenäisyyden periaate

Tarkka laskenta on teräsrakennesuunnittelun lähtökohta ja perusta. Teräsrakennerunkoja suunniteltaessa laskentatapa ja odotettavissa olevat parametriarvot tulee määrittää tietyn rungon ja rungon välisen tasapainoisen suhteen mukaan.

Tämä vaihe on avain koko teräsrakennesuunnittelun voimalaskennassa. linkki. Käytännössä kuitenkin monet suunnittelijat luottavat liikaa omaan kokemukseen ja suorittavat teräsrakenteen rungon vakauslaskelman suoraan oman kokemuksensa mukaan ja jättävät huomioimatta tasapainolaskennan vaiheet.

Tästä toimintatavasta puuttuu tieteellistä ja kattavaa laskentatietoa, ja stabiilin suhteen laskennassa on helppo aiheuttaa virheitä. Tämän seurauksena teräsrakenteen suunnittelu ei täytä rakennuksen rakenteellisia lujuusvaatimuksia, mikä voi aiheuttaa turvallisuusriskejä.

Siksi tasapainolaskenta ja stabiilisuuslaskenta on suoritettava samanaikaisesti, ja nämä kaksi ovat välttämättömiä ja niiden tulisi olla yhtenäisiä.

3. Yhteistyön periaate

Koko teräsrakenne koostuu useista yksittäisistä teräsrakenneosista hitsauksen, niittauksen, ruuvikiinnityksen ja muiden liitosmenetelmien kautta ja muodostaa lopuksi suuren rakennusrakenteen. [3] Siksi teräsrakenteiden suunnittelussa on otettava huomioon erilaisten rakenneosien yhteensovittaminen, onko suurten tai pienten komponenttien toimittava yhteistyössä keskenään, ja lopulta ne voidaan yhdistää täydellisesti kiinteäksi teräsrakenteeksi kokonaisuutena. Teräsrakenteen suunnittelussa ei voida ottaa huomioon vain yksittäisen teräsrakenneosan stabiilisuutta, vaan kaikkien komponenttien olosuhteet on otettava kokonaisvaltaisesti huomioon ja suoritettava tarkka yhdistelmälaskenta. Vain kun jokainen komponentti on täydellisesti yhteensopiva, koko rakenne voi olla erittäin vakaa, maksimoida kunkin komponentin roolin ja varmistaa rakenteen kokonaislujuuden.

Teräsrakenteen vakauden suunnittelun avainkohdat

1. Voiman suunnittelu

Yksi teräsrakenteen tärkeimmistä indikaattoreista on sen jännitysaste. Suunnittelussa teräsrakenteen kantokyky huomioidaan ensisijaisesti.

Teräsrakenteessa on yleensä T- tai L-muotoinen malli, jota pidetään rakenteen vakauteena. Näiden kahden muodon käyttö voi hyvin hajauttaa rakennuksen kokonaispainon ja saavuttaa tasapainoisen tuen tarkoituksen.

Rakennustekniikan käytännössä teräsrakenne on yleinen rakennuksen reunalla oleva rakenne, jolla on rakennusta tukeva rooli. Rakennuksen kokonaissuunnittelussa teräsrakenteiden käytössä tulee noudattaa mahdollisimman pitkälle symmetriaperiaatetta.

Tarkoituksena on, että jokainen teräsrakenne kantaa tasaisesti koko rakennuksen voimaa ja estää yksittäisiä teräsrakenteita kantamasta liikaa tai liian vähän painetta.

Lisäksi teräsrakenteen eri osien jännitys- ja vakavuusvaatimukset ovat myös erilaiset. Esimerkiksi teräsrakenteessa kiinteän tuen vaatimus on estää siirtyminen, joten tämän osan kantokyvyn edellytetään olevan korkea, mutta teräspalkkirungolle se on pitkittäisen tukitehtävän lisäksi myös on tarpeen harkita sen tapahtumisen estämistä vaaka-asennossa.

Teräsrakenteen eri osien jännitysominaisuudet tulee ottaa huomioon suunnittelussa, jotta vältetään riittämättömästä harkinnasta johtuva epävakaus. Lopuksi, teräsrakenteen erityinen rakennustoiminta on myös erittäin tärkeä. Rakennustyöntekijän tulee noudattaa tarkasti suunnittelupiirustuksia, minimoida rakennusvirheet, vahvistaa osastojen keskinäistä yhteistyötä, toteuttaa rakentaminen tiukasti standardien mukaisesti ja vahvistaa yksityiskohtien hallintaa.

2. Korroosionestosuunnittelu

Rakennukset kokevat eroosion erilaisissa luonnollisissa olosuhteissa, kun niitä käytetään eri ympäristöissä. Erikoiskäyttöympäristöissä, kuten kosteudessa ja suolasuihkussa, metallien luontaisten ominaisuuksien vuoksi ne syöpyvät helposti ja vaikuttavat niiden vakauteen.

Yleensä metallimateriaalit ovat herkkiä sekä galvaaniselle korroosiolle että kemialliselle korroosiolle. Nykyaikainen materiaalitiede on kehittänyt korroosionestopinnoitteita erilaisiin ympäristöolosuhteisiin rakentamisessa käytettävien metallien käyttöympäristöön.

Kosteassa ympäristössä korroosionestomaalin levittäminen teräsrakenteen pintaan voi eristää vettä ja ilmaa, kaksi suurta metallin korroosiota aiheuttavaa tekijää, ja estää teräsrakenteen korroosiota. Korkean suolapitoisuuden ympäristöissä käytettäville teräsrakenteille on helppo aiheuttaa sähkökemiallista korroosiota meriveden natriumioneilla.

Sähkökemiallisen reaktion periaatteen mukaan metallimateriaalista tulee yksi tuotteista. Tällä menetelmällä voidaan ratkaista teräsrakenteiden ongelma. Korroosioongelma, jotta varmistetaan itse teräsrakenteen lujuus ja saavutetaan rakenteen vakaus.

3. Vakauteen liittyvä suunnittelu

Teräsrakenteiden suunnittelussa ja rakentamisessa on vakavuuslaskelman suorittamisen lisäksi tarpeen vahvistaa myös koko teräsrakenteen tarkastusta. Tiukka tarkastus on keskeinen linkki sen varmistamiseen, että teräsrakennemateriaalit ovat päteviä ja täyttävät suunnitteluvaatimukset. Kriittisen paineen laskentamenetelmä on yleinen menetelmä teräsrakenteiden painearvon ennustamiseen todellisen käytön aikana ja sitä käytetään usein teräsrakenteiden testaamiseen.

Kun teräsrakenteeseen kohdistuvan jännityksen mittaustulos ylittää kriittisen arvon, se osoittaa, että sen vakaus on tuhoutunut ja teräsrakenteen jännityssuunnittelua on korjattava ajoissa epävakauden välttämiseksi.

Kiinnitä huomiota jokaisen teräsrakenteen sisällä olevan osan voimaanalyysiin, optimoi osien voimayksityiskohdat, vältä epätasaisen voiman ongelma ja vaikuta yleiseen rakenteelliseen turvallisuuteen. Yhteenvetona voidaan todeta, että teräsrakenteen vakaus vaikuttaa ratkaisevasti rakennuksen yleiseen turvallisuuteen ja käyttöikään.

Teräsrakenteen suunnitteluprosessissa suunnittelijan tulee suorittaa tarkat laskelmat, harkita kattavasti komponenttien välistä voimasuhdetta ja tehdä teräksen hyvä korroosionestokäsittely, välttää teräsrakenteen puutteet suurimmassa määrin ja antaa täyden hyödyntää teräsrakenteen etuja ja edistää näin arkkitehtonisen suunnittelun jatkuvaa edistymistä.