Болат конструкциясының тұрақтылығының жобалау принциптері

дерексіз: Архитектуралық дизайндағы негізгі құрылыс нысаны ретінде, болат құрылымы дизайнында кеңінен қолданылады үлкен шеберханалар, көпірлер мен көпқабатты үйлер. Болат конструкциясында қолданылатын құрылыс болатының деформацияға қарсы тұру, коррозияға төзімділігі, жер сілкінісіне төзімділігі және қоршаған ортаны қорғау талаптары сияқты көптеген артықшылықтары бар, сондықтан оны сәулеттік дизайн саласында кеңінен қолдануға болады.

Құрылыс жобаларында болат конструкцияларды пайдаланған кезде олардың құрылымдық тұрақтылығы шешуші көрсеткіш ретінде ғимараттардың сапасы мен қызмет ету мерзімін тікелей анықтайды. Негізделген K-homeАрхитектуралық дизайндағы көп жылдық тәжірибесін ескере отырып, бұл мақала құрылыс инженериясындағы болат құрылымдардың тұрақтылығын талқылайды және сәйкес мәселелерге сілтемелер береді.

Алғы сөз

Құрылыс инженерлік технологиясының ұзақ дамуында болат құрылымы маңызды орын алады. Қазіргі уақытта негізгі сәулеттік құрылым ретінде ол әртүрлі сәулеттік дизайнда кеңінен қолданылады, әсіресе зауыттар, көпірлер, әуежайлар, театрлар, өте көп қабатты үйлер. және басқа да үлкен ғимараттар.

Өткен ғасырда болат балқыту технологиясы дамымағандықтан және құрылыс болатының құрамындағы көміртекті жоғары болғандықтан, оның беріктігі мен коррозияға төзімділігі болат конструкцияларды сәулеттік дизайн саласында бағаланбаған етіп жасады, ал бір кездері маргиналды және дерлік жойылды.

Соңғы жылдары металл балқыту технологиясының үздіксіз дамуымен жоғары беріктігі жоғары, беріктігі жоғары, коррозияға төзімді құрылыс болаты кеңінен шығарылды және болат конструкциялары сәулетшілерге қайтадан ұнады және әртүрлі жобаларда көбірек қолданылады. Құрылыс кезінде ол ғимараттың жалпы құрылымдық салмағын төмендетуде және ғимараттың жалпы қауіпсіздігін арттыруда оң рөл атқарды.

Құрылыс технологиясының үздіксіз дамуымен болат конструкцияларды қолдану барған сайын кеңейе түсті және әртүрлі күрделі пайдалану жағдайлары оның тұрақтылығына қатаң сынақ берді.

Болат құрылымы туралы түсінік

Атауынан көрініп тұрғандай, болат конструкция - бұл құрылымдық құрылыс үшін негізгі шикізат ретінде болатты пайдаланатын құрылыс құрылымының бір түрі. Болат арқалықтар, болат табақтар және болат бағаналар сияқты әртүрлі болат компоненттер арқылы дәнекерлеу, тойтару және басқа қосу әдістері үлкен ғимараттарды салу үшін біріктіру және құрастыру үшін қолданылады. Болат конструкциялар негізгі материал ретінде әртүрлі болат түрлерін пайдаланады.

Қарапайым бетоннан және басқа құрылыс материалдарынан айырмашылығы, болат жеңіл салмақ, күшті беріктік және т.б. сипаттамаларға ие және үлкен күштерге төтеп бере алады. Сондықтан үлкен және орташа ғимараттарды жобалауда болат конструкциясының дизайны жиі қолданылады. Болат құрылымы тұрақты құрылымға ие және оңай деформацияланбайды, бұл ғимарат үшін жақсы қауіпсіздік пен тұрақтылықты қамтамасыз ете алады. Дегенмен, кейбір ерекше жағдайларда болат құрылымының тұрақсыздығы да болуы мүмкін.

Екі жалпы жағдай бар: бірі - шамадан тыс қысым күш тепе-теңдік нүктесіне тікелей әсер етеді, бұл тұтастай алғанда құрылымға біркелкі емес кернеу әкеледі. Екіншісі, болат конструкция элементтерін ұзақ уақыт пайдаланғандықтан, ішкі құрылымда психикалық шаршау сияқты мәселелер туындайды, ал ішкі құрылым тірек қызметін жоғалтады, нәтижесінде жалпы құрылымның тұрақсыздығы пайда болады.

Болат конструкцияны жобаламас бұрын, мақсатты жобалау процесі болуы, құрылымдық әлсіздіктерді болдырмау, болат конструкциялардың артықшылықтарын толық пайдалану және ғимараттардағы болат конструкцияларды жақсырақ ойнату үшін осы құрылымның тұрақтылық сипаттамаларын нақтылау қажет. рөл.

Болат конструкциялардың конструктивтік тұрақтылығын арттыру принциптері

Болат конструкцияның тұрақтылығы болат конструкциясын жобалаудағы ең маңызды фактор болып табылады. Ұзақ мерзімді инженерлік тәжірибеде және теориялық зерттеулерде инженерлер мен техниктер болат құрылымының тұрақтылығын жақсарту үшін үш жобалық принципті қорытындылады.

1. Тұрақтылық принципі

Болат конструкциясының тұрақтылық принципі болат конструкциясының жоспарлы сызбасын сызу сатысында болат конструкцияның жоспар сызбасын әртүрлі ғимараттардың сәйкес талаптарына сәйкес сызуды талап етеді, бұл жерде тірек бөліктерін қамтамасыз етуге назар аудару керек. болат конструкцияның жоспарлық жобалық сызбасы және тіреуді қамтамасыз ету Учаскенің жазықтығында тұрақтылық.

Жазықтықтағы болат конструкцияның тұрақтылығы бүкіл болат құрылымының жалпы тұрақтылығының өзегі және негізі болып табылады. Тек болат конструкцияның құрамдас бөліктері жазықтықта тұрақты болуын қамтамасыз ету арқылы біз кейінгі үш өлшемді құрылыс процесінде жеке позициялардың тұрақсыздығынан аулақ бола аламыз.

2. Бірлік қағидасы

Дәл есептеу болат конструкциясының алғышарты мен негізі болып табылады. Болат құрылымының жақтауларын жобалау кезінде есептеу әдісі мен күтілетін параметр мәндері нақты жақтау мен жақтау арасындағы теңгерімді қатынасқа сәйкес анықталуы керек.

Бұл қадам бүкіл болат конструкциясының күшін есептеудің кілті болып табылады. сілтеме. Дегенмен, іс жүзінде көптеген дизайнерлер жеке тәжірибеге тым көп сенеді және өз тәжірибесіне сәйкес болат құрылымының жақтауының тұрақтылығын есептеуді тікелей орындайды және балансты есептеу қадамдарын елемейді.

Бұл жұмыс әдісінде ғылыми және жан-жақты есептеу деректері жетіспейді және тұрақты қатынасты есептеуде қателіктер оңай туындайды. Нәтижесінде болат конструкцияның дизайны ғимараттың құрылымдық беріктік талаптарына сәйкес келмейді, нәтижесінде ықтимал қауіпсіздік қауіптері туындайды.

Сондықтан тепе-теңдікті есептеу мен тұрақтылықты есептеуді бір уақытта жүргізу қажет, ал екеуі өте қажет және біртұтас болуы керек.

3. Ынтымақтастық принципі

Бүкіл болат құрылымы дәнекерлеу, тойтару, бұрандамен бекіту және басқа да қосылыс құралдары арқылы бірнеше жалғыз болат құрылым компоненттерінен тұрады және соңында үлкен құрылыс құрылымын құрайды. [3] Сондықтан болат құрылымын жобалау процесінде әртүрлі құрылымдық компоненттердің үйлестіруін қарастыру керек, үлкен немесе кіші құрамдас бөліктер бір-бірімен ынтымақтасу керек пе, сайып келгенде, тұтас болат құрылымына тамаша біріктірілуі мүмкін. Болат конструкцияны жобалау кезінде бір ғана болат конструкция құрамдас бөлігінің тұрақтылығын ғана қарастыруға болмайды, ал барлық құрамдас бөліктердің жағдайлары жан-жақты қарастырылып, дәл комбинация есебі жүргізілуі керек. Әрбір құрамдас бір-бірімен тамаша үйлескенде ғана бүкіл құрылым жоғары тұрақты болып, әрбір құрамдас бөліктің рөлін барынша арттырып, құрылымның жалпы беріктігін қамтамасыз ете алады.

Болат конструкциясының тұрақтылығын жобалаудың негізгі нүктелері

1. Күш дизайны

Болат конструкциясының маңызды көрсеткіштерінің бірі оның кернеу деңгейі болып табылады. Жобалау кезінде болат конструкцияның жүк көтергіштігі бірінші кезекте ескеріледі.

Болат құрылымы әдетте құрылымның тұрақтылығы болып саналатын T-тәрізді немесе L-тәрізді дизайнды қабылдайды. Осы екі пішінді пайдалану ғимараттың жалпы салмағын жақсы таратады және теңдестірілген қолдау мақсатына қол жеткізе алады.

Құрылыс техникасының тәжірибесінде болат конструкция ғимараттың шеткі жағындағы жалпы құрылым болып табылады, ол ғимаратты тіреу рөлін атқарады. Ғимараттың жалпы жобасында болат конструкцияларды пайдалану симметрия принципін мүмкіндігінше сақтау керек.

Мұндағы мақсат – әрбір болат конструкцияның бүкіл ғимараттың күшін біркелкі көтеруге мүмкіндік беру және жеке болат конструкциялардың тым көп немесе тым аз қысымды көтеруіне жол бермеу.

Сонымен қатар, болат құрылымының әртүрлі бөліктері үшін кернеу мен тұрақтылық талаптары да әртүрлі. Мысалы, болат конструкциядағы бекітілген тірекке қойылатын талап орын ауыстыруды болдырмау болып табылады, сондықтан бұл бөліктің тіреу қабілеті жоғары болуы керек, бірақ болат арқалық жақтау үшін бойлық тірек рөлін атқарудан басқа, ол сонымен қатар оның көлденең күйде болуын болдырмауды қарастыру қажет.

Болат құрылымының әртүрлі бөліктерінің кернеу сипаттамалары жеткіліксіз ескерілмеу салдарынан тұрақсыздықты болдырмау үшін жобада көрсетілуі керек. Ақырында, болат конструкцияның нақты құрылыс операциясы да өте маңызды. Құрылыс орнында жұмыс істейтін персонал жобалық сызбаларды қатаң сақтауы, құрылыстағы қателіктерді азайтуы, бөлімшелер арасындағы өзара ынтымақтастықты нығайтуы, құрылысты қатаң стандарттарға сәйкес жүргізуі және бөлшектерді басқаруды күшейтуі керек.

2. Коррозияға қарсы дизайн

Ғимараттар әртүрлі ортада пайдаланылған кезде әртүрлі табиғи жағдайларда эрозияға ұшырайды. Ылғалдылық және тұз спрейі сияқты арнайы пайдалану орталарында металдардың тән ерекшеліктеріне байланысты олар оңай коррозияға ұшырайды және олардың тұрақтылығына әсер етеді.

Жалпы, металл материалдар гальваникалық коррозияға да, химиялық коррозияға да бейім. Қазіргі заманғы материалтану құрылыста қолданылатын металдарды пайдалану ортасы үшін әртүрлі қоршаған орта жағдайлары үшін коррозияға қарсы жабындарды әзірледі.

Ылғалды ортада болат конструкцияның бетіне коррозияға қарсы бояуды жағу су мен ауаны оқшаулауы мүмкін, бұл металдың коррозиясын тудыратын екі негізгі фактор және болат конструкцияның тоттануының алдын алады. Тұздылығы жоғары ортада қолданылатын болат конструкциялар үшін теңіз суындағы натрий иондарымен электрохимиялық коррозияға ұшырату оңай.

Электрохимиялық реакция принципі бойынша металл материал өнімдердің біріне айналады. Бұл әдіс темір конструкциялар мәселесін шеше алады. Болат құрылымының беріктігін қамтамасыз ету және құрылымның тұрақтылығына қол жеткізу үшін коррозия мәселесі.

3. Тұрақтылықпен байланысты дизайн

Болат конструкцияны жобалау және салу процесінде тұрақтылық есебін аяқтаумен қатар, барлық болат құрылымын тексеруді күшейту қажет. Қатаң тексеру болат құрылымы материалдарының біліктілігін және дизайн талаптарына сәйкестігін қамтамасыз етудің негізгі буыны болып табылады. Сыни қысымды есептеу әдісі нақты пайдалану кезінде болат конструкциялардың қысым мәнін болжаудың кең таралған әдісі болып табылады және көбінесе болат конструкцияларын сынау үшін қолданылады.

Болат конструкциядағы кернеуді өлшеу нәтижесі критикалық мәннен асып кетсе, бұл оның тұрақтылығының бұзылғанын дәлелдейді және тұрақсыздықты болдырмау үшін болат конструкцияның кернеу дизайнын уақытында реттеу қажет.

Болат құрылымының ішіндегі әрбір бөліктің күшті талдауына назар аударыңыз, бөлшектердің күш бөлшектерін оңтайландырыңыз, біркелкі емес күш мәселесін болдырмаңыз және жалпы құрылымдық қауіпсіздікке әсер етіңіз. Қорытындылай келе, болат конструкцияның тұрақтылығы ғимараттың жалпы қауіпсіздігі мен қызмет ету мерзіміне шешуші әсер етеді.

Болат конструкциясын жобалау процесінде конструктор нақты есептеулер жүргізіп, құрамдас бөліктер арасындағы күштік қатынасты жан-жақты қарастырып, болатты коррозияға қарсы өңдеуді жақсы орындауы, болат құрылымының кемшіліктерін барынша болдырмауы және толық көлемде беруі керек. болат құрылымының артықшылықтарын пайдалана отырып, архитектуралық дизайнның үздіксіз ілгерілеуіне ықпал етеді.