8 Pengetahuan Dasar Tentang Struktur Baja

Dalam beberapa tahun terakhir, proses urbanisasi semakin cepat, dan bangunan struktur baja prefabrikasi industri telah mencapai perkembangan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Orang-orang memiliki persyaratan yang semakin tinggi terhadap kepraktisan dan keamanan bangunan. Dalam teknik konstruksi modern, desain struktur baja memiliki keunggulan tertentu, dan penerapannya dalam konstruksi menjadi semakin luas. Dikombinasikan dengan pengalaman kerja bertahun-tahun, K-home merangkum 8 pengetahuan dasar profesional tentang struktur baja, isinya panjang, mohon dibaca dengan sabar:

1. Karakteristik Struktur Baja:

1. Struktur bajanya ringan
2. Keandalan pekerjaan struktur baja yang tinggi
3. Baja tersebut mempunyai ketahanan getaran (shock) dan ketahanan benturan yang baik
4. Struktur baja dapat dirakit secara akurat dan cepat
5. Sangat mudah untuk membuat struktur tertutup
6. Struktur baja mudah terkorosi
7. Ketahanan api yang buruk pada struktur baja

2. Nilai Dan Sifat Struktur Baja Yang Biasa Digunakan

1. Baja struktural karbon: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, dll.
2. Baja struktural kekuatan tinggi paduan rendah
3. Baja struktural karbon berkualitas tinggi dan baja struktural paduan
4. Baja tujuan khusus

3. Prinsip Pemilihan Material Untuk Struktur Baja

Prinsip pemilihan material struktur baja adalah untuk memastikan daya dukung struktur penahan beban dan mencegah kegagalan getas dalam kondisi tertentu. Hal ini dipertimbangkan secara komprehensif berdasarkan pentingnya struktur, karakteristik beban, bentuk struktural, keadaan tegangan, metode sambungan, ketebalan baja dan lingkungan kerja. dari.

Keempat tipe baja yang diusulkan dalam “Kode Desain Struktur Baja” GB50017-2003 adalah tipe yang “sesuai” dan merupakan pilihan pertama jika kondisi memungkinkan. Penggunaan jenis lain tidak dilarang, sepanjang baja yang digunakan memenuhi persyaratan spesifikasi.

Keempat, isi teknis utama struktur baja:

(a) Teknologi struktur baja bertingkat tinggi. Sesuai dengan tinggi bangunan dan persyaratan desain, masing-masing digunakan rangka, penyangga rangka, silinder, dan struktur rangka raksasa, dan komponennya dapat berupa baja, beton bertulang kaku, atau beton tabung baja. Bagian bajanya ringan dan ulet, serta dapat dilas atau digulung, sehingga cocok untuk bangunan bertingkat super tinggi; anggota beton bertulang kaku memiliki kekakuan tinggi dan ketahanan api yang baik, dan cocok untuk bangunan bertingkat menengah dan tinggi atau struktur bawah; beton pipa baja mudah dibuat, hanya untuk struktur kolom.

(b) Teknologi struktur baja luar angkasa. Struktur baja luar angkasa memiliki keunggulan ringan, kekakuan tinggi, tampilan cantik, dan kecepatan konstruksi cepat. Kisi datar sambungan bola, kisi-kisi berpenampang variabel multi-lapisan, dan cangkang retikulasi dengan pipa baja sebagai batangnya adalah jenis struktur dengan jumlah struktur baja ruang terbesar di negara saya. Ini memiliki keunggulan kekakuan ruang yang besar dan konsumsi baja yang rendah serta dapat memberikan CAD lengkap dalam prosedur desain, konstruksi, dan inspeksi. Selain struktur grid, terdapat juga struktur kabel suspensi bentang besar dan struktur membran kabel pada struktur ruang.

(c) Teknologi struktur baja ringan. Bentuk struktur baru yang terdiri dari dinding dan selubung atap dibuat dengan pelat baja berwarna terang. Sistem struktur baja ringan yang terdiri dari balok dinding baja berbentuk H berdinding tipis berpenampang besar dan purlin atap yang dilas atau digulung dengan pelat baja di atas 5 mm, baja bundar yang terbuat dari sistem pendukung fleksibel dan sambungan baut berkekuatan tinggi. 30m atau lebih, tingginya bisa mencapai lebih dari sepuluh meter, dan derek ringan dapat dipasang. Jumlah baja yang digunakan adalah 20-30kg/m2. Sekarang terdapat prosedur desain standar dan perusahaan produksi khusus, dengan kualitas produk yang baik, kecepatan pemasangan yang cepat, ringan, investasi rendah, dan konstruksi tidak dibatasi oleh musim, cocok untuk semua jenis pabrik industri ringan.

(d) Teknologi struktur komposit baja-beton. Struktur penahan beban balok dan kolom yang terdiri dari baja bagian atau manajemen baja dan komponen beton merupakan struktur komposit baja-beton, dan jangkauan penerapannya telah berkembang dalam beberapa tahun terakhir. Struktur komposit memiliki keunggulan baja dan beton, dengan kekuatan keseluruhan yang tinggi, kekakuan yang baik, dan kinerja seismik yang baik. Bila struktur beton luar digunakan, ia memiliki ketahanan api dan ketahanan korosi yang lebih baik. Anggota struktur gabungan umumnya dapat mengurangi jumlah baja sebesar 15 hingga 20%. Lantai komposit dan komponen tubular baja berisi beton juga memiliki keunggulan berupa lebih sedikit atau tanpa bekisting, konstruksi yang nyaman dan cepat, serta potensi promosi yang besar. Sangat cocok untuk rangka balok, kolom dan lantai bangunan bertingkat atau bertingkat dengan beban besar, bangunan industri kolom dan lantai, dll.

(e) Sambungan baut dan teknologi pengelasan berkekuatan tinggi. Baut berkekuatan tinggi meneruskan tegangan melalui gesekan dan terdiri dari tiga bagian: baut, mur, dan ring. Sambungan baut berkekuatan tinggi memiliki keunggulan konstruksi sederhana, pembongkaran fleksibel, daya dukung tinggi, ketahanan lelah yang baik dan penguncian sendiri, serta keamanan tinggi. Ini telah menggantikan paku keling dan pengelasan parsial dalam proyek dan telah menjadi metode sambungan utama dalam produksi dan pemasangan struktur baja. Untuk komponen baja dan pelat tebal yang dibuat di bengkel, pengelasan terendam busur multi-kawat otomatis harus digunakan, dan papan berdinding kotak-kolom harus menggunakan pengelasan terak elektro nosel peleburan dan teknologi lainnya. Dalam instalasi dan konstruksi lapangan, teknologi pengelasan semi-otomatis, kawat las berinti fluks berpelindung gas, dan teknologi kawat las berinti fluks berpelindung sendiri harus digunakan.

(f) Teknologi perlindungan struktur baja. Perlindungan struktur baja meliputi pencegahan kebakaran, anti korosi dan pencegahan karat. Umumnya tidak perlu dilakukan perawatan anti karat setelah perawatan pelapisan tahan api, namun tetap perlu dilakukan perawatan anti korosi pada bangunan dengan gas korosif. Ada banyak jenis pelapis tahan api dalam negeri, seperti seri TN, MC-10, dll. Diantaranya, pelapis tahan api MC-10 antara lain cat enamel alkid, cat karet terklorinasi, cat fluororubber, dan cat klorosulfonasi. Dalam konstruksi, lapisan dan ketebalan lapisan yang sesuai harus dipilih sesuai dengan jenis struktur baja, persyaratan tingkat ketahanan api, dan persyaratan lingkungan.

5. Tujuan Dan Ukuran Struktur Baja:

Rekayasa struktur baja melibatkan berbagai kesulitan teknis dan harus mengikuti standar nasional dan industri dalam promosi dan penerapannya. Departemen administrasi konstruksi lokal harus memperhatikan konstruksi tahap spesialisasi teknik struktur baja, mengatur pelatihan tim inspeksi kualitas, dan merangkum praktik kerja dan aplikasi teknologi baru secara tepat waktu. Perguruan tinggi dan universitas, departemen desain dan perusahaan konstruksi harus mempercepat pelatihan teknisi teknik struktur baja dan mempromosikan teknologi matang CAD struktur baja. Kelompok akademis massal harus bekerja sama dengan pengembangan teknologi struktur baja, melakukan pertukaran akademik dan kegiatan pelatihan yang luas di dalam dan luar negeri, dan secara aktif meningkatkan tingkat keseluruhan teknologi desain, produksi, konstruksi dan pemasangan struktur baja, dan dapat diberi penghargaan dalam bentuk masa depan yang dekat.

6. Metode Sambungan Struktur Baja

Ada tiga jenis metode penyambungan struktur baja: sambungan las, sambungan baut, dan sambungan paku keling.

(a), Sambungan Jahitan Pengelasan

Sambungan lapisan las adalah melelehkan sebagian elektroda dan lasan oleh panas yang dihasilkan oleh busur, dan kemudian mengembun menjadi lasan setelah pendinginan, sehingga dapat menyambung las secara keseluruhan.

Keuntungan: tidak melemahnya bagian komponen, penghematan baja, struktur sederhana, manufaktur mudah digunakan, kekakuan sambungan tinggi, kinerja penyegelan yang baik, pengoperasian otomatis yang mudah digunakan dalam kondisi tertentu, dan efisiensi produksi yang tinggi.

Kekurangan: Zona baja yang terkena panas di dekat lasan karena suhu pengelasan yang tinggi mungkin rapuh di beberapa bagian; selama proses pengelasan, baja mengalami suhu tinggi dan pendinginan yang tidak merata, yang mengakibatkan tegangan sisa pengelasan dan deformasi sisa struktur. Daya dukung, kekakuan dan kinerja mempunyai pengaruh tertentu; karena kekakuan yang tinggi dari struktur yang dilas, retakan lokal mudah meluas ke seluruhnya begitu terjadi, terutama pada suhu rendah. Mungkin terjadi cacat yang mengurangi kekuatan lelah.

(b), Sambungan Baut

Sambungan baut adalah menyambungkan konektor-konektor menjadi satu badan melalui baut-baut, misalnya pengencang. Ada dua jenis sambungan baut: sambungan baut biasa dan sambungan baut kekuatan tinggi.

Keuntungan: proses konstruksi sederhana dan pemasangan yang mudah, sangat cocok untuk pemasangan dan penyambungan di lokasi, dan mudah dibongkar, cocok untuk struktur yang memerlukan perakitan dan pembongkaran serta sambungan sementara.

Kekurangan: Lubang pada pelat perlu dibuka dan lubang disejajarkan saat perakitan, yang meningkatkan beban kerja produksi dan memerlukan akurasi produksi yang tinggi; lubang baut juga melemahkan penampang komponen, dan bagian-bagian yang disambung sering kali perlu tumpang tindih atau menambahkan sambungan tambahan. Pelat (atau baja siku), sehingga strukturnya lebih rumit dan biaya baja lebih mahal.

(c), Sambungan Keling

Sambungan keling adalah paku keling dengan kepala prefabrikasi setengah lingkaran di salah satu ujungnya, dan batang paku dengan cepat dimasukkan ke dalam lubang paku pada bagian penghubung setelah terbakar merah, dan kemudian ujung lainnya dipaku ke kepala paku dengan paku keling pistol untuk membuat sambungan menjadi kencang. padat.

Keuntungan: transmisi gaya terpaku dapat diandalkan, plastisitas dan ketangguhannya bagus, kualitasnya mudah diperiksa dan dijamin, dan dapat digunakan untuk struktur beban dinamis yang berat dan langsung memikul beban.

Kekurangan: Proses rivetingnya rumit, biaya pembuatannya tenaga kerja dan material, serta intensitas tenaga kerjanya tinggi, sehingga pada dasarnya digantikan dengan pengelasan dan sambungan baut berkekuatan tinggi.

7. Sambungan Pengelasan

(A) Metode Pengelasan

Metode pengelasan yang umum digunakan pada struktur baja adalah pengelasan busur, termasuk pengelasan busur manual, pengelasan busur otomatis atau semi otomatis, dan pengelasan berpelindung gas.

Pengelasan busur manual adalah metode pengelasan yang paling umum digunakan pada struktur baja, dengan peralatan sederhana dan pengoperasian yang fleksibel dan nyaman. Namun, kondisi tenaga kerja buruk, efisiensi produksi lebih rendah dibandingkan pengelasan otomatis atau semi-otomatis, dan variabilitas kualitas las besar, yang sampai batas tertentu bergantung pada tingkat teknis tukang las.

Kualitas las pengelasan otomatis stabil, cacat internal las lebih sedikit, plastisitasnya bagus, dan ketangguhan impaknya bagus, sehingga cocok untuk mengelas las langsung yang panjang. Pengelasan semi-otomatis cocok untuk pengelasan kurva atau lasan dalam bentuk apa pun karena pengoperasian manual. Pengelasan otomatis dan semi otomatis harus menggunakan kawat las dan fluks yang sesuai untuk logam utama, kawat las harus memenuhi persyaratan standar nasional, dan fluks harus ditentukan sesuai dengan persyaratan proses pengelasan.

Pengelasan berpelindung gas menggunakan gas inert (atau CO2) sebagai media pelindung busur untuk mengisolasi logam cair dari udara agar proses pengelasan tetap stabil. Pemanasan busur pada pengelasan berpelindung gas terkonsentrasi, kecepatan pengelasan cepat, dan kedalaman penetrasi besar, sehingga kekuatan las lebih tinggi dibandingkan pengelasan manual. Dan plastisitas dan ketahanan korosi yang baik, cocok untuk pengelasan pelat baja tebal.

(B), Bentuk Lasan

Bentuk sambungan jahitan las dapat dibagi menjadi empat bentuk: sambungan butt, sambungan pangkuan, sambungan berbentuk T, dan sambungan fillet sesuai dengan posisi timbal balik dari komponen-komponen yang disambung. Lasan yang digunakan untuk sambungan ini ada dalam dua bentuk dasar, las butt dan las fillet. Dalam aplikasi spesifik, itu harus dipilih sesuai dengan kekuatan sambungan, dikombinasikan dengan kondisi pembuatan, pemasangan dan pengelasan.

(C) Struktur Las

1. Buttweld

Las butt menyalurkan gaya secara langsung, lancar, dan tidak mempunyai konsentrasi tegangan yang signifikan, sehingga mempunyai kinerja mekanik yang baik dan cocok untuk sambungan komponen yang memikul beban statis dan dinamis. Namun, karena persyaratan las butt berkualitas tinggi, celah pengelasan antar lasan sangat ketat, dan umumnya digunakan pada sambungan buatan pabrik.

2. Lasan fillet

Bentuk las fillet: las fillet dapat dibedakan menjadi las fillet samping yang sejajar dengan arah kerja gaya dan las fillet depan yang tegak lurus terhadap arah kerja gaya dan memotong arah kerja gaya secara miring menurut arah panjangnya dan arah kerja gaya luar. . las fillet miring dan las sekitarnya.

Bentuk penampang las fillet dibagi menjadi tipe biasa, tipe kemiringan datar, dan tipe penetrasi dalam. Hf pada gambar disebut ukuran fillet dari las fillet. Perbandingan sisi kaki bagian biasa adalah 1:1, mirip dengan segitiga siku-siku sama kaki, dan saluran transmisi gaya dibengkokkan lebih keras, sehingga konsentrasi tegangannya serius. Untuk struktur yang langsung memikul beban dinamis, agar transmisi gaya menjadi lancar, las fillet depan harus menggunakan tipe kemiringan datar dengan perbandingan ukuran kedua tepi fillet 1:1.5 (sisi panjang harus mengikuti arah dari beban dinamis. kekuatan internal), dan las fillet samping harus menggunakan perbandingan 1. : 1 penetrasi dalam.

8. Sambungan Baut

(A). Struktur Sambungan Baut Biasa

Bentuk Dan Spesifikasi Baut Biasa

Bentuk yang umum digunakan oleh struktur baja adalah tipe kepala heksagonal besar, dan kodenya dilambangkan dengan huruf M serta nominal dan diameter (mm). M18, M20, M22, M24 umumnya digunakan dalam bidang teknik. Menurut standar internasional, baut secara seragam diwakili oleh tingkat kinerjanya, seperti “grade 4.6”, “grade 8.8” dan seterusnya. Angka sebelum koma menunjukkan kekuatan tarik minimum bahan baut, seperti “4” untuk 400N/mm2 dan “8” untuk 800N/mm2. Angka setelah koma (0.6, 0.8) menunjukkan perbandingan luluh bahan baut, yaitu perbandingan titik luluh terhadap kuat tarik minimum.

Menurut keakuratan pemesinan baut, baut biasa dibagi menjadi tiga tingkatan: A, B, dan C.

Baut grade A dan B (baut halus) terbuat dari baja grade 8.8, diputar dengan peralatan mesin, dengan permukaan halus dan dimensi akurat, serta dilengkapi dengan lubang kelas I (yaitu lubang baut dibor atau diperluas pada komponen yang dirakit., dinding lubangnya halus, dan lubangnya akurat). Karena akurasi pemesinannya yang tinggi, kontak yang erat dengan dinding lubang, deformasi sambungan yang kecil, dan kinerja mekanik yang baik, sambungan ini dapat digunakan untuk sambungan dengan gaya geser dan tarik yang besar. Namun, pembuatan dan pemasangannya lebih padat karya dan mahal, sehingga lebih jarang digunakan dalam struktur baja.

Baut grade C (baut kasar) terbuat dari baja grade 4.6 atau 4.8, pengerjaannya kasar, dan ukurannya kurang akurat. Hanya lubang tipe II yang diperlukan (yaitu, lubang baut dilubangi pada satu bagian sekaligus atau dibor tanpa bor. Umumnya, diameter lubang lebih besar dari pada baut. Diameter batang lebih besar 1~2mm). Ketika gaya geser disalurkan, deformasi sambungannya besar, namun kinerja transmisi gaya tariknya masih baik, pengoperasiannya tidak memerlukan peralatan khusus, dan biayanya rendah. Umumnya digunakan untuk sambungan baut pada sambungan tarik dan geser sekunder pada struktur yang dibebani dinamis secara statis atau tidak langsung.

Susunan Sambungan Baut Biasa

Susunan baut harus sederhana, seragam dan kompak, untuk memenuhi persyaratan gaya, dan strukturnya harus masuk akal serta mudah dipasang. Ada dua jenis susunannya: berdampingan dan terhuyung-huyung (seperti yang ditunjukkan pada gambar). Paralelnya lebih sederhana, dan terhuyung-huyung lebih kompak.

(B). Karakteristik Tegangan Sambungan Baut Biasa

• Sambungan baut geser
• Sambungan baut tegangan
• Sambungan baut tarik-geser

(C). Karakteristik Tegangan Baut Kekuatan Tinggi

Sambungan baut berkekuatan tinggi dapat dibagi menjadi tipe gesekan dan tipe tekanan sesuai dengan kebutuhan desain dan gaya. Ketika sambungan gesekan dikenakan geser, tahanan gesekan maksimum dapat terjadi antara pelat ketika gaya geser luar mencapai keadaan batas; apabila terjadi selip relatif antar pelat, dianggap sambungan gagal dan rusak. Ketika sambungan penahan tekanan digeser, gaya gesekan dibiarkan diatasi dan terjadi slip relatif antar pelat, dan kemudian gaya eksternal dapat terus meningkat, dan kegagalan akhir dari geser sekrup atau tekanan bantalan dinding lubang adalah keadaan batas.

Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. mengkhususkan diri dalam pembangunan bengkel struktur baja, gudang, bengkel dan proyek lainnya, dan dapat memberikan penawaran, rendering, gambar instalasi, dan layanan lainnya sesuai anggaran. Untuk pertanyaan lebih lanjut, silakan berkonsultasi dengan tim profesional kami.

Rekomendasi Reading