Plieninės konstrukcijos stabilumo projektavimo principai

Abstraktus: kaip pagrindinė architektūrinio dizaino statybos forma, plieno konstrukcija yra plačiai naudojamas projektuojant didelės dirbtuvės, tiltai ir aukštybiniai pastatai. Plieninėje konstrukcijoje naudojamas statybinis plienas turi daug privalumų, tokių kaip antideformacija, atsparumas korozijai, atsparumas žemės drebėjimui ir aplinkos apsaugos reikalavimai, todėl jis gali būti plačiai naudojamas architektūrinio projektavimo srityje.

Kai plieninės konstrukcijos naudojamos statybos projektuose, jų konstrukcinis stabilumas, kaip esminis rodiklis, tiesiogiai lemia pastatų kokybę ir tarnavimo laiką. Remiantis K-homeIlgametė architektūrinio projektavimo patirtis, šiame straipsnyje aptariamas plieninių konstrukcijų stabilumas statybos inžinerijoje ir pateikiamos nuorodos atitinkamais klausimais.

Pratarmė

Ilgai plėtojant statybos inžinerines technologijas, plieninės konstrukcijos užima svarbią vietą. Šiuo metu, kaip pagrindinė architektūrinė struktūra, ji plačiai naudojama įvairiuose architektūriniuose projektuose, ypač gamyklos, tiltai, oro uostai, teatrai, itin aukšti pastatai. ir kiti dideli pastatai.

Praėjusį šimtmetį dėl neišplėtotos plieno lydymo technologijos ir didelio anglies kiekio statybiniame pliene dėl jo kietumo ir atsparumo korozijai plieninės konstrukcijos nebuvo vertinamos architektūrinio projektavimo srityje, o kadaise buvo marginalizuotos ir beveik panaikintos.

Pastaraisiais metais, nuolat tobulėjant metalų lydymo technologijoms, plačiai gaminamas didelio stiprumo, didelio kietumo, korozijai atsparus statybinis plienas, o plieninės konstrukcijos vėl buvo pamėgtos architektų ir vis dažniau naudojamos įvairiuose projektuose. Statybos metu jis suvaidino teigiamą vaidmenį mažinant bendrą pastato konstrukcinį svorį ir pagerinant bendrą pastato saugumą.

Nuolat tobulėjant statybos technologijoms, plieninių konstrukcijų naudojimas tapo vis platesnis, o įvairios sudėtingos naudojimo sąlygos iškėlė rimtą jų stabilumo išbandymą.

Plieninės konstrukcijos samprata

Kaip rodo pavadinimas, plieninė konstrukcija yra pastato konstrukcijos tipas, kuriame plienas naudojamas kaip pagrindinė statybinių medžiagų žaliava. Naudojant įvairius plieninius komponentus, pvz., plienines sijas, plienines plokštes ir plienines kolonas, suvirinimas, kniedijimas ir kiti sujungimo būdai naudojami sujungimui ir surinkimui statant didelius pastatus. Plieninėse konstrukcijose kaip pagrindinė medžiaga naudojamas įvairių rūšių plienas.

Skirtingai nuo įprasto betono ir kitų statybinių medžiagų, plienas pasižymi lengvu svoriu, stipriu kietumu ir pan., gali atlaikyti didesnes jėgas. Todėl plieninių konstrukcijų projektavimas dažnai naudojamas projektuojant didelius ir vidutinio dydžio pastatus. Plieninė konstrukcija yra stabilios konstrukcijos ir nėra lengvai deformuojama, o tai gali užtikrinti gerą pastato saugumą ir stabilumą. Tačiau kai kuriais ypatingais atvejais gali atsirasti ir plieno konstrukcijos nestabilumas.

Yra dvi dažnos situacijos: viena iš jų yra ta, kad per didelis slėgis tiesiogiai veikia jėgos balanso tašką, todėl visos konstrukcijos įtempimas yra netolygus. Kitas dalykas yra tai, kad dėl ilgalaikio plieninių konstrukcinių elementų naudojimo vidinė struktūra turi problemų, tokių kaip protinis nuovargis, o vidinė struktūra praranda savo atraminę funkciją, todėl bendra konstrukcija tampa nestabili.

Prieš projektuojant plieninę konstrukciją, būtina išsiaiškinti šios konstrukcijos stabilumo charakteristikas, kad būtų tikslingas projektavimo procesas, išvengta konstrukcijų trūkumų, visapusiškai išnaudoti plieninių konstrukcijų pranašumai ir kad plieninės konstrukcijos pastatuose veiktų geriau. vaidmenį.

Plieninių konstrukcijų projektinio stabilumo gerinimo principai

Plieninės konstrukcijos stabilumas yra svarbiausias veiksnys projektuojant plieninę konstrukciją. Ilgalaikėje inžinerinėje praktikoje ir teoriniuose tyrimuose inžinieriai ir technikai apibendrino tris projektavimo principus, kad pagerintų plieninės konstrukcijos stabilumą.

1. Stabilumo principas

Plieninių konstrukcijų projektavimo stabilumo principas reikalauja, kad plieninės konstrukcijos plano brėžinio braižymo etape plieninės konstrukcijos planinis brėžinys būtų nubraižytas pagal atitinkamus skirtingų pastatų reikalavimus, daugiausia dėmesio skiriant atraminių dalių užtikrinimui. plieninės konstrukcijos plano projektinis brėžinys ir atramos užtikrinimas Stabilumas aikštelės plokštumoje.

Plieninės konstrukcijos stabilumas plokštumoje yra visos plieninės konstrukcijos bendro stabilumo pagrindas ir pagrindas. Tik užtikrindami, kad plieninės konstrukcijos komponentai išliktų stabilūs plokštumoje, galime išvengti atskirų pozicijų nestabilumo tolesnio trimačio statybos proceso metu.

2. Vienybės principas

Tikslus skaičiavimas yra plieninių konstrukcijų projektavimo prielaida ir pagrindas. Projektuojant plieninių konstrukcijų karkasus, skaičiavimo metodas ir numatomos parametrų vertės turėtų būti nustatomos pagal subalansuotą ryšį tarp konkretaus rėmo ir rėmo.

Šis žingsnis yra raktas į visos plieninės konstrukcijos konstrukcijos jėgos skaičiavimą. nuoroda. Tačiau praktikoje daugelis projektuotojų per daug pasikliaus asmenine patirtimi ir tiesiogiai atlieka plieninės konstrukcijos rėmo stabilumo skaičiavimą pagal savo patirtį ir nepaiso balanso skaičiavimo žingsnių.

Šiam veikimo būdui trūksta mokslinių ir visapusiškų skaičiavimo duomenų, nesunku padaryti klaidų skaičiuojant stabilų ryšį. Dėl to plieninės konstrukcijos konstrukcija neatitinka pastato konstrukcijos stiprumo reikalavimų, todėl gali kilti pavojus saugai.

Todėl pusiausvyros ir stabilumo skaičiavimai turi būti atliekami vienu metu, o abu yra būtini ir turėtų būti suvienodinti.

3. Bendradarbiavimo principas

Visą plieninę konstrukciją sudaro keli atskiri plieno konstrukcijos komponentai, naudojant suvirinimą, kniedijimą, tvirtinimą varžtais ir kitas sujungimo priemones, ir galiausiai sudaro didelę pastato konstrukciją. [3] Todėl plieninės konstrukcijos projektavimo procese reikia atsižvelgti į įvairių konstrukcinių komponentų derinimą, nesvarbu, ar dideli, ar maži komponentai turi bendradarbiauti tarpusavyje, ir galiausiai jie gali būti puikiai sujungti į vientisą plieninę konstrukciją kaip visumą. Projektuojant plieninę konstrukciją, negalima atsižvelgti tik į vienos plieninės konstrukcijos komponento stabilumą, o turi būti kompleksiškai įvertintos visų komponentų sąlygos ir atliktas tikslus derinio skaičiavimas. Tik tada, kai kiekvienas komponentas yra idealiai suderintas, visa konstrukcija gali būti labai stabili, maksimaliai padidinti kiekvieno komponento vaidmenį ir užtikrinti bendrą konstrukcijos tvirtumą.

Pagrindiniai plieninės konstrukcijos stabilumo projektavimo taškai

1. Jėgos projektavimas

Vienas iš svarbiausių plieninės konstrukcijos rodiklių yra jos įtempių lygis. Projektuojant pirmiausia atsižvelgiama į plieninės konstrukcijos laikomąją galią.

Plieninė konstrukcija paprastai yra T formos arba L formos, kuri laikoma konstrukcijos stabilumu. Šių dviejų formų naudojimas gali gerai išsklaidyti bendrą pastato svorį ir pasiekti subalansuotos paramos tikslą.

Statybos inžinerijos praktikoje plieninė konstrukcija yra įprasta pastato periferijoje esanti konstrukcija, kuri atlieka pastato atramos vaidmenį. Bendrame pastato projekte naudojant plienines konstrukcijas reikėtų kuo labiau vadovautis simetrijos principu.

Tikslas – leisti kiekvienai plieninei konstrukcijai tolygiai atlaikyti viso pastato jėgą ir neleisti, kad atskiros plieninės konstrukcijos patirtų per didelį arba per mažą slėgį.

Be to, skiriasi ir skirtingų plieno konstrukcijos dalių įtempių ir stabilumo reikalavimai. Pavyzdžiui, reikalavimas fiksuotai atramai plieninėje konstrukcijoje yra apsaugoti nuo poslinkio, todėl šios dalies atraminė galia turi būti didelė, tačiau plieninės sijos rėmas, be išilginio atraminio vaidmens, taip pat turi būti būtina atsižvelgti į tai, kad tai neatsitiktų horizontalioje padėtyje.

Įvairių plieno konstrukcijos dalių įtempių charakteristikos turi atsispindėti konstrukcijoje, kad būtų išvengta nestabilumo dėl nepakankamo dėmesio. Galiausiai labai svarbi ir specifinė plieninės konstrukcijos konstravimo operacija. Statybos vietoje dirbantis personalas privalo griežtai laikytis projektinių brėžinių, kuo labiau sumažinti statybos klaidas, stiprinti tarpusavio bendradarbiavimą tarp padalinių, vykdyti statybas griežtai laikantis standartų, stiprinti detalių valdymą.

2. Antikorozinis dizainas

Pastatai patirs eroziją skirtingomis gamtinėmis sąlygomis, kai bus naudojami skirtingose ​​aplinkose. Esant specialioms naudojimo sąlygoms, tokioms kaip drėgmė ir druskos purškimas, dėl metalams būdingų savybių jie lengvai rūdija ir turi įtakos jų stabilumui.

Apskritai metalinės medžiagos yra jautrios galvaninei ir cheminei korozijai. Šiuolaikinė medžiagų mokslas sukūrė antikorozines dangas įvairioms aplinkos sąlygoms, skirtoms statyboje naudojamų metalų naudojimo aplinkai.

Drėgnoje aplinkoje plieninės konstrukcijos paviršių ištepus antikoroziniais dažais, gali būti izoliuotas vanduo ir oras – du pagrindiniai veiksniai, sukeliantys metalo koroziją, ir užkirsti kelią plieno konstrukcijos korozijai. Plieninėms konstrukcijoms, naudojamoms didelio druskingumo aplinkoje, nesunku sukelti elektrocheminę koroziją natrio jonais jūros vandenyje.

Pagal elektrocheminės reakcijos principą metalinė medžiaga tampa vienu iš gaminių. Šis metodas gali išspręsti plieninių konstrukcijų problemą. Korozijos problema, siekiant užtikrinti pačios plieninės konstrukcijos tvirtumą ir pasiekti konstrukcijos stabilumą.

3. Su stabilumu susijęs dizainas

Plieninių konstrukcijų projektavimo ir statybos procese, be stabilumo skaičiavimo, taip pat būtina sustiprinti visos plieninės konstrukcijos patikrinimą. Griežtas patikrinimas yra pagrindinė grandis siekiant užtikrinti, kad plieno konstrukcijų medžiagos būtų kvalifikuotos ir atitiktų projektavimo reikalavimus. Kritinio slėgio skaičiavimo metodas yra paplitęs metodas plieninių konstrukcijų slėgio vertei numatyti faktinio naudojimo metu ir dažnai naudojamas plieninių konstrukcijų bandymams.

Kai plieninės konstrukcijos įtempių matavimo rezultatas viršija kritinę vertę, tai įrodo, kad jos stabilumas buvo sunaikintas, todėl reikia laiku pakoreguoti plieno konstrukcijos įtempių konstrukciją, kad būtų išvengta nestabilumo.

Atkreipkite dėmesį į kiekvienos plieno konstrukcijos viduje esančios dalies jėgos analizę, optimizuokite dalių jėgos detales, išvengkite netolygios jėgos problemos ir paveikkite bendrą konstrukcijos saugą. Apibendrinant galima pasakyti, kad plieninės konstrukcijos stabilumas turi lemiamos įtakos bendrai pastato saugai ir eksploatavimo trukmei.

Projektuodamas plieninę konstrukciją, dizaineris turėtų atlikti tikslius skaičiavimus, visapusiškai apsvarstyti jėgos santykį tarp komponentų ir atlikti gerą plieno antikorozinį apdorojimą, maksimaliai išvengti plieninės konstrukcijos trūkumų ir pateikti visą pasinaudoti plieninės konstrukcijos pranašumais ir taip skatinti nuolatinę architektūrinio dizaino pažangą.