Principi di progettazione della stabilità della struttura in acciaio

Astratto: In quanto forma costruttiva principale nella progettazione architettonica, struttura d'acciaio è ampiamente utilizzato nella progettazione di grandi officine, ponti e grattacieli. L'acciaio da costruzione utilizzato nella struttura in acciaio presenta numerosi vantaggi quali antideformazione, resistenza alla corrosione, resistenza ai terremoti e requisiti di protezione ambientale, quindi può essere ampiamente utilizzato nel campo della progettazione architettonica.

Quando le strutture in acciaio vengono utilizzate nei progetti di costruzione, la loro stabilità strutturale, come indicatore cruciale, determina direttamente la qualità e la durata degli edifici. Basato su K-homeDopo anni di esperienza nella progettazione architettonica, questo articolo discute la stabilità delle strutture in acciaio nell'ingegneria delle costruzioni e fornisce riferimenti per le questioni corrispondenti.

Prefazione

Nel lungo sviluppo della tecnologia dell'ingegneria delle costruzioni, la struttura in acciaio occupa una posizione importante. Attualmente, come struttura architettonica tradizionale, è ampiamente utilizzata in vari progetti architettonici, soprattutto in fabbriche, ponti, aeroporti, teatri, grattacieli. e altri grandi edifici.

Nel secolo scorso, a causa del sottosviluppo della tecnologia di fusione dell’acciaio e dell’alto contenuto di carbonio dell’acciaio da costruzione, la sua tenacità e resistenza alla corrosione hanno reso le strutture in acciaio non apprezzate nel campo della progettazione architettonica, e un tempo venivano marginalizzate e quasi eliminate.

Negli ultimi anni, con il continuo progresso della tecnologia di fusione dei metalli, è stato ampiamente prodotto acciaio da costruzione ad alta resistenza, elevata tenacità e resistente alla corrosione e le strutture in acciaio sono state nuovamente preferite dagli architetti e sono sempre più utilizzate in vari progetti. Durante la costruzione, ha svolto un ruolo positivo nel ridurre il peso strutturale complessivo dell'edificio e nel migliorare la sicurezza complessiva dell'edificio.

Con il continuo sviluppo della tecnologia costruttiva, l'uso delle strutture in acciaio è diventato sempre più ampio e varie condizioni di utilizzo complesse hanno messo a dura prova la sua stabilità.

Il concetto di struttura in acciaio

Come suggerisce il nome, la struttura in acciaio è un tipo di struttura edilizia che utilizza l'acciaio come materia prima principale per la costruzione strutturale. Attraverso diversi componenti in acciaio come travi in ​​acciaio, piastre in acciaio e colonne in acciaio, saldatura, rivettatura e altri metodi di connessione vengono utilizzati per la giunzione e l'assemblaggio per costruire edifici di grandi dimensioni. Le strutture in acciaio utilizzano vari tipi di acciaio come materiale principale.

Diversamente dal calcestruzzo ordinario e da altri materiali da costruzione, l'acciaio ha le caratteristiche di leggerezza, forte tenacità, ecc. e può resistere a forze maggiori. Pertanto, la progettazione della struttura in acciaio viene spesso utilizzata nella progettazione di edifici di grandi e medie dimensioni. La struttura in acciaio ha una struttura stabile e non si deforma facilmente, il che può fornire una buona sicurezza e stabilità all'edificio. Tuttavia, in alcuni casi particolari, può verificarsi anche l'instabilità della struttura in acciaio.

Esistono due situazioni comuni: una è che la pressione eccessiva agisce direttamente sul punto di equilibrio delle forze, provocando sollecitazioni disomogenee sulla struttura nel suo insieme. L'altro è che a causa dell'uso a lungo termine di elementi strutturali in acciaio, la struttura interna presenta problemi come l'affaticamento mentale e la struttura interna perde la sua funzione di supporto, con conseguente instabilità della struttura complessiva.

Prima di progettare una struttura in acciaio, è necessario chiarire le caratteristiche di stabilità di questa struttura, in modo da avere un processo di progettazione mirato, evitare debolezze strutturali, sfruttare appieno i vantaggi delle strutture in acciaio e far sì che le strutture in acciaio negli edifici svolgano un ruolo migliore. ruolo.

Principi per migliorare la stabilità della progettazione delle strutture in acciaio

La stabilità della struttura in acciaio è il fattore più importante nella progettazione della struttura in acciaio. Nella pratica ingegneristica e nella ricerca teorica a lungo termine, ingegneri e tecnici hanno riassunto tre principi di progettazione per migliorare la stabilità della struttura in acciaio.

1. Il principio di stabilità

Il principio di stabilità della progettazione della struttura in acciaio richiede che nella fase di disegno del disegno in pianta della struttura in acciaio, il disegno in pianta della struttura in acciaio venga disegnato in base ai requisiti corrispondenti dei diversi edifici, concentrandosi sulla garanzia delle parti di supporto in il disegno di progetto della struttura in acciaio e garantire la stabilità del supporto nel piano del sito.

La stabilità della struttura in acciaio sul piano è il nucleo e il fondamento della stabilità complessiva dell'intera struttura in acciaio. Solo assicurando che i componenti della struttura in acciaio rimangano stabili sul piano possiamo evitare l'instabilità delle singole posizioni durante il successivo processo di costruzione tridimensionale.

2. Il principio di unità

Il calcolo preciso è la premessa e il fondamento della progettazione della struttura in acciaio. Quando si progettano telai di strutture in acciaio, il metodo di calcolo e i valori dei parametri attesi dovrebbero essere determinati in base al rapporto equilibrato tra il telaio specifico e il telaio.

Questo passaggio è la chiave per il calcolo della forza dell'intera progettazione della struttura in acciaio. collegamento. Tuttavia, in pratica, molti progettisti faranno troppo affidamento sull'esperienza personale ed eseguiranno direttamente il calcolo della stabilità del telaio della struttura in acciaio in base alla propria esperienza e ignoreranno le fasi di calcolo del bilanciamento.

Questo metodo di funzionamento manca di dati di calcolo scientifici e completi ed è facile causare errori nel calcolo della relazione stabile. Di conseguenza, la progettazione della struttura in acciaio non riesce a soddisfare i requisiti di resistenza strutturale dell’edificio, con conseguenti potenziali rischi per la sicurezza.

Pertanto, il calcolo dell’equilibrio e quello della stabilità devono essere effettuati contemporaneamente, e i due sono indispensabili e dovrebbero essere unificati.

3. Il principio di cooperazione

L'intera struttura in acciaio è composta da più singoli componenti della struttura in acciaio mediante saldatura, rivettatura, fissaggio a vite e altri mezzi di connessione, e infine forma una grande struttura edilizia. [3] Pertanto, nel processo di progettazione della struttura in acciaio, è necessario considerare il coordinamento dei vari componenti strutturali, se i componenti grandi o piccoli devono cooperare tra loro e, infine, possono essere perfettamente combinati in una solida struttura in acciaio nel suo insieme. Nella progettazione della struttura in acciaio, la stabilità di un singolo componente della struttura in acciaio non può essere considerata solo, ma le condizioni di tutti i componenti devono essere considerate in modo globale e deve essere effettuato un calcolo preciso della combinazione. Solo quando ogni componente è perfettamente abbinato l'intera struttura può essere altamente stabile, massimizzare il ruolo di ciascun componente e garantire la resistenza complessiva della struttura.

I punti chiave della progettazione della stabilità della struttura in acciaio

1. Progettazione della forza

Uno degli indicatori più importanti di una struttura in acciaio è il suo livello di stress. Durante la progettazione, la prima considerazione è la capacità portante della struttura in acciaio.

La struttura in acciaio adotta generalmente un design a forma di T o a L, che è considerata la stabilità della struttura. L'uso di queste due forme può ben disperdere il peso complessivo dell'edificio e raggiungere lo scopo di un supporto equilibrato.

Nella pratica dell'ingegneria edile, la struttura in acciaio è una struttura comune alla periferia di un edificio, che svolge un ruolo di sostegno dell'edificio. Nella progettazione complessiva dell'edificio, l'uso di strutture in acciaio dovrebbe seguire il più possibile il principio di simmetria.

Lo scopo è quello di consentire a ciascuna struttura in acciaio di sopportare la forza dell'intero edificio in modo uniforme e di evitare che le singole strutture in acciaio sopportino troppa o troppo poca pressione.

Inoltre, anche i requisiti di sollecitazione e stabilità per le diverse parti della struttura in acciaio sono diversi. Ad esempio, il requisito per il supporto fisso nella struttura in acciaio è quello di impedire lo spostamento, quindi la capacità di supporto di questa parte deve essere elevata, ma per il telaio con travi in ​​acciaio, oltre a svolgere un ruolo di supporto longitudinale, è anche necessario considerare di evitare che ciò avvenga in posizione orizzontale.

Le caratteristiche di sollecitazione delle diverse parti della struttura in acciaio dovrebbero riflettersi nella progettazione per evitare instabilità dovuta a una considerazione insufficiente. Infine, molto importante è anche la specifica operazione di costruzione della struttura in acciaio. Il personale di costruzione in loco deve seguire rigorosamente i disegni di progettazione, ridurre al minimo gli errori di costruzione, rafforzare la cooperazione reciproca tra i dipartimenti, eseguire la costruzione nel rigoroso rispetto degli standard e rafforzare la gestione dei dettagli.

2. Design anticorrosione

Gli edifici subiranno l'erosione in diverse condizioni naturali se utilizzati in ambienti diversi. In ambienti di utilizzo speciali come umidità e nebbia salina, a causa delle caratteristiche intrinseche dei metalli, si corrodono facilmente e ne compromettono la stabilità.

In generale, i materiali metallici sono suscettibili sia alla corrosione galvanica che alla corrosione chimica. La moderna scienza dei materiali ha sviluppato rivestimenti anticorrosivi per diverse condizioni ambientali per l'ambiente di utilizzo dei metalli utilizzati nella costruzione.

In un ambiente umido, spalmare vernice anticorrosione sulla superficie della struttura in acciaio può isolare l'acqua e l'aria, due fattori principali che causano la corrosione del metallo, e impedire la corrosione della struttura in acciaio. Per le strutture in acciaio utilizzate in ambienti ad alta salinità, è facile provocare corrosione elettrochimica con gli ioni di sodio nell'acqua di mare.

Secondo il principio della reazione elettrochimica, il materiale metallico diventa uno dei prodotti. Questo metodo può risolvere il problema delle strutture in acciaio. Problema di corrosione, in modo da garantire la resistenza della struttura in acciaio stessa e ottenere la stabilità della struttura.

3. Progettazione correlata alla stabilità

Nel processo di progettazione e costruzione della struttura in acciaio, oltre a completare il calcolo della stabilità, è anche necessario rafforzare l'ispezione dell'intera struttura in acciaio. L'ispezione rigorosa è l'anello chiave per garantire che i materiali della struttura in acciaio siano qualificati e soddisfino i requisiti di progettazione. Il metodo di calcolo della pressione critica è un metodo comune per prevedere il valore della pressione delle strutture in acciaio durante l'uso effettivo ed è spesso utilizzato per i test sulle strutture in acciaio.

Quando il risultato della misurazione della sollecitazione sulla struttura in acciaio supera il valore critico, dimostra che la sua stabilità è stata distrutta e la progettazione della sollecitazione della struttura in acciaio deve essere adeguata in tempo per evitare instabilità.

Prestare attenzione all'analisi della forza di ciascuna parte all'interno della struttura in acciaio, ottimizzare i dettagli della forza delle parti, evitare il problema della forza irregolare e influire sulla sicurezza strutturale complessiva. In sintesi, la stabilità della struttura in acciaio ha un'influenza decisiva sulla sicurezza complessiva e sulla durata dell'edificio.

Nel processo di progettazione della struttura in acciaio, il progettista dovrebbe effettuare calcoli precisi, considerare in modo esaustivo la relazione di forza tra i componenti e fare un buon trattamento anticorrosivo dell'acciaio, evitare nella massima misura i difetti della struttura in acciaio e dare il massimo sfruttare i vantaggi della struttura in acciaio, promuovendo così il continuo progresso della progettazione architettonica.