ფოლადის სტრუქტურის სტაბილურობის დიზაინის პრინციპები

აბსტრაქტული: როგორც ძირითადი სამშენებლო ფორმა არქიტექტურულ დიზაინში, ფოლადის სტრუქტურა ფართოდ გამოიყენება დიზაინში დიდი სახელოსნოები, ხიდები და მაღალსართულიანი შენობები. ფოლადის კონსტრუქციაში გამოყენებულ კონსტრუქციულ ფოლადს აქვს მრავალი უპირატესობა, როგორიცაა დეფორმაციის საწინააღმდეგო, კოროზიის წინააღმდეგობა, მიწისძვრის წინააღმდეგობა და გარემოს დაცვის მოთხოვნები, ამიტომ ის შეიძლება ფართოდ იქნას გამოყენებული არქიტექტურული დიზაინის სფეროში.

როდესაც ფოლადის კონსტრუქციები გამოიყენება სამშენებლო პროექტებში, მათი კონსტრუქციული სტაბილურობა, როგორც გადამწყვეტი მაჩვენებელი, პირდაპირ განსაზღვრავს შენობების ხარისხსა და მომსახურების ხანგრძლივობას. Დაფუძნებული K-homeარქიტექტურული დიზაინის მრავალწლიანი გამოცდილებით, ეს ნაშრომი განიხილავს ფოლადის კონსტრუქციების სტაბილურობას სამშენებლო ინჟინერიაში და აწვდის ცნობებს შესაბამის საკითხებზე.

წინასიტყვაობა

სამშენებლო საინჟინრო ტექნოლოგიის ხანგრძლივ განვითარებაში ფოლადის კონსტრუქცია მნიშვნელოვან ადგილს იკავებს. ამჟამად, როგორც ძირითადი არქიტექტურული სტრუქტურა, იგი ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა არქიტექტურულ დიზაინში, განსაკუთრებით ქარხნები, ხიდები, აეროპორტები, თეატრები, სუპერ მაღლივი შენობები. და სხვა დიდი შენობები.

გასულ საუკუნეში, ფოლადის დნობის განუვითარებელი ტექნოლოგიისა და სამშენებლო ფოლადის ნახშირბადის მაღალი შემცველობის გამო, მისმა სიმტკიცემ და კოროზიის წინააღმდეგობამ ფოლადის კონსტრუქციები დაუფასებელი გახადა არქიტექტურული დიზაინის სფეროში და ოდესღაც იყო მარგინალიზებული და თითქმის აღმოფხვრილი.

ბოლო წლების განმავლობაში, ლითონის დნობის ტექნოლოგიის უწყვეტი პროგრესით, ფართოდ იწარმოებოდა მაღალი სიმტკიცის, მაღალი სიმკვრივის, კოროზიისადმი მდგრადი სამშენებლო ფოლადი, ხოლო ფოლადის კონსტრუქციები კვლავ მოწონებულია არქიტექტორების მიერ და სულ უფრო ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა პროექტებში. მშენებლობის დროს მან დადებითი როლი ითამაშა შენობის საერთო სტრუქტურული წონის შემცირებაში და შენობის საერთო უსაფრთხოების გაუმჯობესებაში.

სამშენებლო ტექნოლოგიის უწყვეტი განვითარებით, ფოლადის კონსტრუქციების გამოყენება სულ უფრო ფართოვდება და გამოყენების კომპლექსურმა პირობებმა მის სტაბილურობას მძიმე გამოცდა მოახდინა.

ფოლადის სტრუქტურის კონცეფცია

როგორც სახელწოდება გვთავაზობს, ფოლადის კონსტრუქცია არის შენობის კონსტრუქციის ტიპი, რომელიც იყენებს ფოლადს, როგორც ძირითად ნედლეულს სტრუქტურული მშენებლობისთვის. სხვადასხვა ფოლადის კომპონენტების მეშვეობით, როგორიცაა ფოლადის სხივები, ფოლადის ფირფიტები და ფოლადის სვეტები, შედუღების, მოქლონების და სხვა შეერთების მეთოდები გამოიყენება დიდი შენობების ასაშენებლად შედუღებისა და აწყობისთვის. ფოლადის კონსტრუქციები ძირითად მასალად იყენებენ სხვადასხვა ტიპის ფოლადს.

ჩვეულებრივი ბეტონისა და სხვა სამშენებლო მასალებისგან განსხვავებით, ფოლადს აქვს მსუბუქი წონის, ძლიერი გამძლეობის მახასიათებლები და ა.შ. და შეუძლია გაუძლოს უფრო დიდ ძალებს. ამიტომ, ფოლადის კონსტრუქციის დიზაინი ხშირად გამოიყენება დიდი და საშუალო ზომის შენობების დიზაინში. ფოლადის კონსტრუქციას აქვს სტაბილური სტრუქტურა და არ არის ადვილად დეფორმირებული, რაც უზრუნველყოფს შენობის კარგ უსაფრთხოებას და სტაბილურობას. თუმცა, ზოგიერთ განსაკუთრებულ შემთხვევაში, შეიძლება მოხდეს ფოლადის სტრუქტურის არასტაბილურობაც.

არსებობს ორი საერთო სიტუაცია: ერთი ის არის, რომ გადაჭარბებული წნევა პირდაპირ მოქმედებს ძალების ბალანსის წერტილზე, რაც იწვევს არათანაბარი სტრესს მთლიან სტრუქტურაზე. მეორე ის არის, რომ ფოლადის კონსტრუქციული ელემენტების ხანგრძლივი გამოყენების გამო, შიდა სტრუქტურას აქვს პრობლემები, როგორიცაა გონებრივი დაღლილობა და შიდა სტრუქტურა კარგავს თავის დამხმარე ფუნქციას, რაც იწვევს მთლიანი სტრუქტურის არასტაბილურობას.

ფოლადის კონსტრუქციის დაპროექტებამდე აუცილებელია ამ სტრუქტურის მდგრადობის მახასიათებლების გარკვევა, რათა მოხდეს მიზანმიმართული დიზაინის პროცესი, თავიდან იქნას აცილებული სტრუქტურული სისუსტეები, სრულად მივცეთ ფოლადის კონსტრუქციების უპირატესობა და შენობებში ფოლადის კონსტრუქციები უკეთესად ითამაშონ. როლი.

ფოლადის კონსტრუქციების დიზაინის სტაბილურობის გაუმჯობესების პრინციპები

ფოლადის კონსტრუქციის სტაბილურობა ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორია ფოლადის კონსტრუქციის დიზაინში. გრძელვადიან საინჟინრო პრაქტიკაში და თეორიულ კვლევაში, ინჟინრებმა და ტექნიკოსებმა შეაჯამეს დიზაინის სამი პრინციპი ფოლადის სტრუქტურის სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად.

1. სტაბილურობის პრინციპი

ფოლადის კონსტრუქციის დიზაინის სტაბილურობის პრინციპი მოითხოვს, რომ ფოლადის კონსტრუქციის გეგმის ნახაზის შედგენის ეტაპზე, ფოლადის კონსტრუქციის გეგმის ნახაზი შედგენილი იყოს სხვადასხვა შენობების შესაბამისი მოთხოვნების შესაბამისად, ფოკუსირებული იყოს საყრდენი ნაწილების უზრუნველყოფაზე. ფოლადის კონსტრუქციის გეგმის საპროექტო ნახაზი და საყრდენი სტაბილურობის უზრუნველყოფა უბნის სიბრტყეში.

თვითმფრინავზე ფოლადის სტრუქტურის სტაბილურობა არის მთელი ფოლადის სტრუქტურის საერთო სტაბილურობის ბირთვი და საფუძველი. მხოლოდ იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ფოლადის კონსტრუქციის კომპონენტები სიბრტყეზე სტაბილურად დარჩეს, შეგვიძლია ავიცილოთ ცალკეული პოზიციების არასტაბილურობა შემდგომი სამგანზომილებიანი მშენებლობის პროცესში.

2. ერთიანობის პრინციპი

ზუსტი გაანგარიშება არის ფოლადის კონსტრუქციის დიზაინის საფუძველი და საფუძველი. ფოლადის კონსტრუქციის ჩარჩოების დაპროექტებისას, გაანგარიშების მეთოდი და მოსალოდნელი პარამეტრის მნიშვნელობები უნდა განისაზღვროს კონკრეტული ჩარჩოსა და ჩარჩოს შორის დაბალანსებული ურთიერთობის მიხედვით.

ეს ნაბიჯი არის მთელი ფოლადის სტრუქტურის დიზაინის ძალის გაანგარიშების გასაღები. ბმული. თუმცა, პრაქტიკაში, ბევრი დიზაინერი ძალიან ბევრს დაეყრდნობა პირად გამოცდილებას და უშუალოდ შეასრულებს ფოლადის კონსტრუქციის ჩარჩოს სტაბილურობის გამოთვლას საკუთარი გამოცდილების შესაბამისად და უგულებელყოფს ბალანსის გამოთვლის ნაბიჯებს.

მოქმედების ამ მეთოდს აკლია მეცნიერული და ყოვლისმომცველი გაანგარიშების მონაცემები და ადვილია შეცდომების გამოწვევა სტაბილური ურთიერთობის გამოთვლაში. შედეგად, ფოლადის კონსტრუქციის დიზაინი ვერ აკმაყოფილებს შენობის სტრუქტურული სიძლიერის მოთხოვნებს, რაც იწვევს უსაფრთხოების პოტენციურ საფრთხეებს.

ამიტომ, წონასწორობის გაანგარიშება და სტაბილურობის გამოთვლა ერთდროულად უნდა განხორციელდეს და ეს ორი შეუცვლელია და უნდა იყოს ერთიანი.

3. თანამშრომლობის პრინციპი

მთელი ფოლადის კონსტრუქცია შედგება მრავალი ერთი ფოლადის სტრუქტურის კომპონენტისგან შედუღების, მოქლონების, ხრახნიანი ფიქსაციის და სხვა დამაკავშირებელი საშუალებების მეშვეობით და საბოლოოდ ქმნის დიდ შენობის სტრუქტურას. [3] ამიტომ, ფოლადის კონსტრუქციის დიზაინის პროცესში, გასათვალისწინებელია სხვადასხვა სტრუქტურული კომპონენტების კოორდინაცია, საჭიროა თუ არა დიდ თუ პატარა კომპონენტებს ერთმანეთთან თანამშრომლობა და საბოლოოდ შეიძლება სრულყოფილად გაერთიანდეს მთლიანობაში მყარ ფოლადის სტრუქტურაში. ფოლადის კონსტრუქციის დიზაინში, მხოლოდ ერთი ფოლადის სტრუქტურის კომპონენტის სტაბილურობა არ შეიძლება იყოს გათვალისწინებული და ყოვლისმომცველი უნდა იყოს გათვალისწინებული ყველა კომპონენტის პირობები და უნდა განხორციელდეს კომბინაციის ზუსტი გაანგარიშება. მხოლოდ მაშინ, როდესაც თითოეული კომპონენტი სრულყოფილად შეესაბამება, შეიძლება მთელი სტრუქტურა იყოს უაღრესად სტაბილური, მაქსიმალურად გაზარდოს თითოეული კომპონენტის როლი და უზრუნველყოს სტრუქტურის საერთო სიმტკიცე.

ფოლადის სტრუქტურის სტაბილურობის დიზაინის ძირითადი პუნქტები

1. ძალის დიზაინი

ფოლადის სტრუქტურის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია მისი სტრესის დონე. დაპროექტებისას, ფოლადის კონსტრუქციის ტვირთამწეობა პირველია.

ფოლადის სტრუქტურა ზოგადად იღებს T- ფორმის ან L- ფორმის დიზაინს, რაც ითვლება სტრუქტურის სტაბილურობად. ამ ორი ფორმის გამოყენებამ შეიძლება კარგად გაანაწილოს შენობის საერთო წონა და მიაღწიოს დაბალანსებულ მხარდაჭერას.

სამშენებლო ინჟინერიის პრაქტიკაში, ფოლადის კონსტრუქცია არის საერთო სტრუქტურა შენობის პერიფერიაზე, რომელიც ასრულებს როლს შენობის საყრდენში. შენობის საერთო დიზაინში ფოლადის კონსტრუქციების გამოყენება მაქსიმალურად უნდა დაიცვას სიმეტრიის პრინციპი.

მიზანია, რომ თითოეულმა ფოლადის კონსტრუქციამ თანაბრად გაუძლოს მთელი შენობის ძალას და თავიდან აიცილოს ცალკეული ფოლადის კონსტრუქციები ძალიან დიდი ან ძალიან მცირე ზეწოლისგან.

გარდა ამისა, სტრესისა და სტაბილურობის მოთხოვნები ფოლადის სტრუქტურის სხვადასხვა ნაწილებისთვის ასევე განსხვავებულია. მაგალითად, ფოლადის კონსტრუქციაში ფიქსირებული საყრდენის მოთხოვნაა გადაადგილების თავიდან აცილება, ამიტომ ამ ნაწილის საყრდენი ტევადობა უნდა იყოს მაღალი, მაგრამ ფოლადის სხივის ჩარჩოსთვის, გარდა გრძივი დამხმარე როლის შესრულებისა, ასევე აუცილებელია განიხილოს მისი თავიდან აცილება ჰორიზონტალურ მდგომარეობაში.

ფოლადის სტრუქტურის სხვადასხვა ნაწილების დაძაბულობის მახასიათებლები უნდა აისახოს დიზაინში, რათა თავიდან იქნას აცილებული არასტაბილურობა არასაკმარისი გათვალისწინების გამო. და ბოლოს, ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია ფოლადის კონსტრუქციის სპეციფიკური სამშენებლო ოპერაცია. ადგილზე სამშენებლო პერსონალმა მკაცრად უნდა დაიცვას დიზაინის ნახაზები, მინიმუმამდე დაიყვანოს სამშენებლო შეცდომები, გააძლიეროს ურთიერთთანამშრომლობა განყოფილებებს შორის, განახორციელოს მშენებლობა სტანდარტების მკაცრი დაცვით და გააძლიეროს დეტალების მართვა.

2. ანტიკოროზიული დიზაინი

სხვადასხვა გარემოში გამოყენებისას შენობები განიცდიან ეროზიას სხვადასხვა ბუნებრივ პირობებში. სპეციალური გამოყენების პირობებში, როგორიცაა ტენიანობა და მარილის სპრეი, ლითონების თანდაყოლილი მახასიათებლების გამო, ისინი ადვილად კოროზირდება და გავლენას ახდენს მათ სტაბილურობაზე.

ზოგადად, ლითონის მასალები მგრძნობიარეა როგორც გალვანური კოროზიის, ასევე ქიმიური კოროზიის მიმართ. თანამედროვე მატერიალურ მეცნიერებამ შეიმუშავა ანტიკოროზიული საფარები სხვადასხვა გარემო პირობებისთვის, მშენებლობაში გამოყენებული ლითონების გამოყენების გარემოსთვის.

ტენიან გარემოში, ფოლადის კონსტრუქციის ზედაპირზე ანტიკოროზიული საღებავის შეზელვას შეუძლია წყლისა და ჰაერის იზოლირება, ორი ძირითადი ფაქტორი, რომლებიც იწვევს ლითონის კოროზიას და ხელს უშლის ფოლადის სტრუქტურის კოროზიას. ფოლადის კონსტრუქციებისთვის, რომლებიც გამოიყენება მაღალი მარილიან გარემოში, ადვილია ელექტროქიმიური კოროზიის გამოწვევა ნატრიუმის იონებით ზღვის წყალში.

ელექტროქიმიური რეაქციის პრინციპის მიხედვით, ლითონის მასალა ხდება ერთ-ერთი პროდუქტი. ამ მეთოდს შეუძლია გადაჭრას ფოლადის კონსტრუქციების პრობლემა. კოროზიის პრობლემა, რათა უზრუნველყოს თავად ფოლადის სტრუქტურის სიმტკიცე და მიაღწიოს სტრუქტურის სტაბილურობას.

3. სტაბილურობასთან დაკავშირებული დიზაინი

ფოლადის კონსტრუქციის დაპროექტებისა და აგების პროცესში, სტაბილურობის გაანგარიშების დასრულების გარდა, აუცილებელია მთელი ფოლადის კონსტრუქციის ინსპექტირების გაძლიერება. მკაცრი შემოწმება არის მთავარი რგოლი იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ფოლადის კონსტრუქციის მასალები კვალიფიცირებულია და აკმაყოფილებს დიზაინის მოთხოვნებს. კრიტიკული წნევის გაანგარიშების მეთოდი ჩვეულებრივი მეთოდია ფოლადის კონსტრუქციების წნევის მნიშვნელობის პროგნოზირებისთვის ფაქტობრივი გამოყენების დროს და ხშირად გამოიყენება ფოლადის სტრუქტურის ტესტირებისთვის.

როდესაც ფოლადის კონსტრუქციაზე სტრესის გაზომვის შედეგი აღემატება კრიტიკულ მნიშვნელობას, ეს ადასტურებს, რომ მისი სტაბილურობა განადგურდა და ფოლადის კონსტრუქციის სტრესის დიზაინი დროულად უნდა დარეგულირდეს არასტაბილურობის თავიდან ასაცილებლად.

ყურადღება მიაქციეთ ფოლადის სტრუქტურის შიგნით თითოეული ნაწილის ძალის ანალიზს, ოპტიმიზაცია გაუკეთეთ ნაწილების ძალის დეტალებს, თავიდან აიცილეთ არათანაბარი ძალის პრობლემა და იმოქმედეთ მთლიან სტრუქტურულ უსაფრთხოებაზე. შეჯამებისთვის, ფოლადის კონსტრუქციის სტაბილურობა გადამწყვეტ გავლენას ახდენს შენობის მთლიან უსაფრთხოებაზე და მომსახურების ხანგრძლივობაზე.

ფოლადის კონსტრუქციის დაპროექტების პროცესში დიზაინერმა უნდა განახორციელოს ზუსტი გამოთვლები, ყოვლისმომცველი განიხილოს კომპონენტებს შორის ძალის კავშირი და გააკეთოს ფოლადის კარგი ანტიკოროზიული დამუშავება, მაქსიმალურად აარიდოს ფოლადის კონსტრუქციის ხარვეზები და მისცეს სრული ითამაშე ფოლადის სტრუქტურის უპირატესობებზე, რითაც ხელს უწყობს არქიტექტურული დიზაინის უწყვეტ პროგრესს.