Az acélszerkezet stabilitásának tervezési elvei

Absztrakt: Az építészeti tervezés fő építési formájaként, acélszerkezet tervezésében széles körben használják nagy műhelyek, hidak és sokemeletes épületek. Az acélszerkezetben használt építőacél számos előnnyel rendelkezik, mint például deformációgátló, korrózióállóság, földrengésállóság és környezetvédelmi követelmények, így széles körben alkalmazható az építészeti tervezés területén.

Amikor acélszerkezeteket használnak építési projektekben, szerkezeti stabilitásuk, mint döntő mutató, közvetlenül meghatározza az épületek minőségét és élettartamát. Alapján K-homeA cég több éves építészeti tervezési tapasztalata alapján ez a cikk az acélszerkezetek építőmérnöki stabilitását tárgyalja, és hivatkozásokat ad a megfelelő kérdésekre.

Előszó

Az építőmérnöki technológia hosszú távú fejlődésében az acélszerkezetek fontos szerepet töltenek be. Jelenleg fő építészeti szerkezetként széles körben használják különféle építészeti tervekben, különösen gyárak, hidak, repülőterek, színházak, szuper sokemeletes épületek. és más nagy épületek.

A múlt században a fejletlen acélolvasztó technológia és az építőipari acélok magas széntartalma miatt szívóssága és korrózióállósága miatt az acélszerkezetek az építészeti tervezésben felbecsülhetetlenné váltak, egykor marginalizálódtak, szinte megszűntek.

Az elmúlt években a fémolvasztó technológia folyamatos fejlődésével nagy szilárdságú, nagy szilárdságú, korrózióálló építőacélokat gyártanak széles körben, és az acélszerkezeteket ismét az építészek kedvelték, és egyre gyakrabban használják különböző projektekben. Az építkezés során pozitív szerepet játszott az épület teljes szerkezeti súlyának csökkentésében és az épület általános biztonságának javításában.

Az építéstechnika folyamatos fejlődésével az acélszerkezetek felhasználása egyre kiterjedtebbé vált, stabilitását komoly próbára tették a különféle összetett használati körülmények.

Az acélszerkezet fogalma

Ahogy a neve is sugallja, az acélszerkezet az épületszerkezet olyan típusa, amely a szerkezeti építkezések fő nyersanyagaként acélt használ. Különböző acélelemeken, például acélgerendákon, acéllemezeken és acéloszlopokon keresztül hegesztést, szegecselést és egyéb csatlakozási módszereket alkalmaznak a hegesztéshez és összeszereléshez nagy épületek építéséhez. Az acélszerkezetek fő anyagaként különböző típusú acélokat használnak.

A közönséges betontól és más építőanyagoktól eltérően az acél könnyű súly, erős szívósság stb. tulajdonságokkal rendelkezik, és nagyobb erőknek is ellenáll. Ezért az acélszerkezet-tervezést gyakran alkalmazzák a nagy és közepes méretű épületek tervezésénél. Az acélszerkezet stabil szerkezetű és nem könnyen deformálódik, ami jó biztonságot és stabilitást biztosíthat az épület számára. Egyes speciális esetekben azonban az acélszerkezet instabilitása is előfordulhat.

Két gyakori helyzet van: az egyik az, hogy a túlzott nyomás közvetlenül az erőkiegyenlítési pontra hat, ami egyenetlen feszültséget eredményez a szerkezet egészén. A másik, hogy az acél szerkezeti elemek hosszú távú használata miatt a belső szerkezetben olyan problémák lépnek fel, mint például a lelki fáradtság, a belső szerkezet elveszti tartó funkcióját, ami a teljes szerkezet instabilitását eredményezi.

Az acélszerkezet tervezése előtt tisztázni kell ennek a szerkezetnek a stabilitási jellemzőit a célzott tervezési folyamat, a szerkezeti gyengeségek elkerülése, az acélszerkezetek előnyeinek teljes kihasználása és az épületek acélszerkezeteinek jobb működése érdekében. szerep.

Az acélszerkezetek tervezési stabilitásának javításának elvei

Az acélszerkezet kialakításánál az acélszerkezet stabilitása a legfontosabb tényező. A hosszú távú mérnöki gyakorlat és elméleti kutatás során a mérnökök és technikusok három tervezési elvet foglaltak össze az acélszerkezet stabilitásának javítása érdekében.

1. A stabilitás elve

Az acélszerkezet-tervezés stabilitásának elve megköveteli, hogy az acélszerkezeti terv tervrajzának elkészítésének szakaszában az acélszerkezet tervrajzát a különböző épületek megfelelő követelményei szerint kell elkészíteni, különös tekintettel a tartóelemek biztosítására. az acélszerkezet tervrajzát és a támasztékot biztosító Stabilitás a telek síkjában.

Az acélszerkezet síkbeli stabilitása a magja és alapja a teljes acélszerkezet általános stabilitásának. Csak az acélszerkezet elemeinek síkbeli stabilitásának biztosításával kerülhetjük el az egyes pozíciók instabilitását a későbbi háromdimenziós építési folyamat során.

2. Az egység elve

A precíz számítás az acélszerkezet-tervezés előfeltétele és alapja. Az acélszerkezeti vázak tervezésekor a számítási módot és a várható paraméterértékeket az adott keret és a keret közötti kiegyensúlyozott kapcsolat alapján kell meghatározni.

Ez a lépés a kulcsa a teljes acélszerkezet-terv erőszámításának. link. A gyakorlatban azonban sok tervező túlságosan a személyes tapasztalatokra hagyatkozik, és közvetlenül saját tapasztalata alapján végzi el az acélszerkezet-váz stabilitás-számítását, figyelmen kívül hagyva a mérlegszámítási lépéseket.

Ebből a műveleti módból hiányoznak a tudományos és átfogó számítási adatok, és könnyen előfordulhat, hogy hibákat okoznak a stabil kapcsolat számításában. Ennek eredményeként az acélszerkezet kialakítása nem felel meg az épület szerkezeti szilárdsági követelményeinek, ami potenciális biztonsági kockázatokat jelent.

Ezért az egyensúlyi és a stabilitási számítást egyidejűleg kell elvégezni, és a kettő nélkülözhetetlen és egységesíteni kell.

3. Az együttműködés elve

A teljes acélszerkezet hegesztéssel, szegecseléssel, csavarrögzítéssel és egyéb csatlakozási eszközökkel több egyedi acélszerkezet-elemből áll, és végül egy nagy épületszerkezetet alkot. [3] Ezért az acélszerkezet-tervezés során figyelembe kell venni a különböző szerkezeti elemek összehangolását, hogy a nagy vagy kis alkatrészeknek együtt kell működniük egymással, és végül tökéletesen kombinálhatók egy tömör acélszerkezet egészében. Az acélszerkezet tervezésénél nem lehet csak egyetlen acélszerkezeti alkatrész stabilitását figyelembe venni, hanem minden alkatrész körülményeit átfogóan figyelembe kell venni, és pontos kombinációs számítást kell végezni. Csak akkor lehet a teljes szerkezet nagyon stabil, ha az egyes komponensek tökéletesen illeszkednek egymáshoz, maximalizálni az egyes alkatrészek szerepét, és biztosítani a szerkezet általános szilárdságát.

Az acélszerkezet-stabilitás tervezésének kulcspontjai

1. Erőtervezés

Az acélszerkezet egyik legfontosabb mutatója a feszültségszint. A tervezésnél az acélszerkezet teherbíró képessége az első szempont.

Az acélszerkezet általában T-alakú vagy L-alakú kialakítást alkalmaz, ami a szerkezet stabilitásának tekinthető. E két forma alkalmazása jól eloszlathatja az épület összsúlyát, és elérheti a kiegyensúlyozott alátámasztás célját.

Az építőmérnöki gyakorlatban az acélszerkezet az épület perifériáján elterjedt szerkezet, amely az épület alátámasztó szerepét tölti be. Az épület általános kialakításánál az acélszerkezetek alkalmazása során a lehető legnagyobb mértékben a szimmetria elvét kell követni.

A cél az, hogy minden acélszerkezet egyenletesen viselje az egész épület erejét, és megakadályozza, hogy az egyes acélszerkezetek túl nagy vagy túl kis nyomást viseljenek.

Emellett az acélszerkezet különböző részeire vonatkozó igénybevételi és stabilitási követelmények is eltérőek. Például az acélszerkezetben a rögzített támasztékkal szembeni követelmény az elmozdulás megakadályozása, így ennek az alkatrésznek nagy teherbíró képessége szükséges, de az acél gerendaváznál a hosszirányú támasztó szerepen túl az is. megfontolandó annak megakadályozása, hogy ez vízszintes helyzetben történjen.

Az acélszerkezet különböző részeinek igénybevételi jellemzőit tükrözni kell a tervezésben, hogy elkerüljük az elégtelen figyelembevétel miatti instabilitást. Végül az acélszerkezet konkrét építési művelete is nagyon fontos. A helyszíni építő személyzetnek szigorúan követnie kell a tervrajzokat, minimálisra kell csökkentenie az építési hibákat, erősítenie kell a részlegek közötti kölcsönös együttműködést, a kivitelezést szigorúan a szabványoknak megfelelően kell végeznie, és meg kell erősítenie a részletkezelést.

2. Korróziógátló tervezés

Az épületek eróziót tapasztalnak különböző természeti körülmények között, ha különböző környezetben használják őket. Speciális felhasználási környezetben, mint például páratartalom és sópermet, a fémek sajátosságai miatt könnyen korrodálódnak, és befolyásolják stabilitásukat.

Általában a fémanyagok érzékenyek a galvanikus korrózióra és a kémiai korrózióra. A modern anyagtudomány korróziógátló bevonatokat fejlesztett ki különböző környezeti feltételekhez az építőiparban használt fémek használati környezetéhez.

Nedves környezetben az acélszerkezet felületére felkent korróziógátló festék elszigetelheti a vizet és a levegőt, két fő tényező, amely fémkorróziót okoz, és megakadályozza az acélszerkezet korrodálódását. A magas sótartalmú környezetben használt acélszerkezeteknél könnyű elektrokémiai korróziót okozni a tengervízben lévő nátriumionokkal.

Az elektrokémiai reakció elve szerint a fémanyag válik a termékek közé. Ezzel a módszerrel megoldható az acélszerkezetek problémája. Korróziós probléma, hogy biztosítsák magának az acélszerkezetnek a szilárdságát és elérjék a szerkezet stabilitását.

3. Stabilitással kapcsolatos tervezés

Az acélszerkezet tervezése és kivitelezése során a stabilitási számítás elvégzése mellett a teljes acélszerkezet ellenőrzésének megerősítése is szükséges. A szigorú ellenőrzés a kulcsfontosságú láncszem annak biztosításához, hogy az acélszerkezetek anyagai minősítettek és megfeleljenek a tervezési követelményeknek. A kritikus nyomásszámítási módszer elterjedt módszer az acélszerkezetek nyomásértékének előrejelzésére a tényleges használat során, és gyakran használják acélszerkezetek vizsgálatára.

Ha az acélszerkezetre ható feszültség mérési eredménye meghaladja a kritikus értéket, az azt bizonyítja, hogy a stabilitás megsemmisült, és az instabilitás elkerülése érdekében az acélszerkezet feszültségkialakítását időben módosítani kell.

Ügyeljen az acélszerkezeten belüli egyes részek erőelemzésére, optimalizálja az alkatrészek erőrészleteit, elkerülje az egyenetlen erő problémáját és befolyásolja az általános szerkezeti biztonságot. Összefoglalva, az acélszerkezet stabilitása döntően befolyásolja az épület általános biztonságát és élettartamát.

Az acélszerkezet tervezése során a tervezőnek pontos számításokat kell végeznie, átfogóan mérlegelnie kell az alkatrészek közötti erőviszonyt, és jó korróziógátló kezelést kell végeznie az acélon, a lehető legnagyobb mértékben kerülnie kell az acélszerkezet hiányosságait, és teljes mértékben meg kell adnia kihasználni az acélszerkezet előnyeit, elősegítve ezzel az építészeti tervezés folyamatos fejlődését.