8 Pamatzināšanas par tērauda konstrukciju

Pēdējos gados urbanizācijas process kļūst arvien straujāks, un saliekamo tērauda konstrukciju ēka nozare ir sasniegusi nebijušu attīstību. Cilvēkiem ir arvien augstākas prasības pret ēku praktiskumu un drošību. Mūsdienu būvinženierijā tērauda konstrukciju projektēšana ir noteiktas priekšrocības, un tā pielietojums būvniecībā kļūst arvien plašāks. Apvienojumā ar gadu ilgu darba pieredzi, K-home apkopotas 8 profesionālās pamatzināšanas par tērauda konstrukciju, saturs ir garš, lūdzu, pacietīgi izlasiet:

1. Tērauda konstrukcijas īpašības:

1. Tērauda konstrukcijai ir viegls svars
2. Augsta tērauda konstrukciju darba uzticamība
3. Tēraudam ir laba vibrācijas (trieciena) un triecienizturība
4. Tērauda konstrukciju var salikt precīzi un ātri
5. Ir viegli izveidot noslēgtu struktūru
6. Tērauda konstrukcija ir viegli korozija
7. Slikta tērauda konstrukcijas ugunsizturība

2. Bieži lietoto tērauda konstrukciju kategorijas un īpašības

1. Oglekļa konstrukcijas tērauds: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 utt.
2. Zema leģēta augstas stiprības konstrukcijas tērauds
3. Augstas kvalitātes oglekļa konstrukcijas tērauds un leģētais konstrukciju tērauds
4. Īpašam nolūkam paredzētais tērauds

3. Tērauda konstrukciju materiālu izvēles principi

Tērauda konstrukcijas materiāla izvēles princips ir nodrošināt nesošās konstrukcijas nestspēju un novērst trauslumu noteiktos apstākļos. Tas tiek vispusīgi aplūkots atbilstoši konstrukcijas nozīmei, slodzes raksturlielumiem, konstrukcijas formai, sprieguma stāvoklim, savienojuma metodei, tērauda biezumam un darba videi. no.

Četri tērauda veidi, kas piedāvāti “Tērauda konstrukciju projektēšanas kodeksā” GB50017-2003, ir “atbilstošie” veidi un ir pirmā izvēle, ja apstākļi to atļauj. Citu veidu izmantošana nav aizliegta, ja vien izmantotais tērauds atbilst specifikācijas prasībām.

Ceturtkārt, tērauda konstrukcijas galvenais tehniskais saturs:

a) Daudzstāvu tērauda konstrukciju tehnoloģija. Atbilstoši ēkas augstumam un konstrukcijas prasībām tiek izmantots attiecīgi rāmis, rāmja balsts, cilindrs un milzu karkasa konstrukcija, un sastāvdaļas var būt tērauds, stingrs dzelzsbetons vai tērauda cauruļu betons. Tērauda elementi ir viegli un elastīgi, un tos var metināt vai velmēt, kas ir piemērots īpaši daudzstāvu ēkām; stingrajiem dzelzsbetona elementiem ir augsta stingrība un laba ugunsizturība, un tie ir piemēroti vidēja un daudzstāvu ēkām vai grunts konstrukcijām; tērauda cauruļu betonu ir viegli uzbūvēt, tikai kolonnu konstrukcijām.

b) Kosmosa tērauda konstrukciju tehnoloģija. Kosmosa tērauda konstrukcijas priekšrocības ir viegla, augsta stingrība, skaists izskats un ātrs būvniecības ātrums. Lodveida savienojuma plakanais režģis, daudzslāņu mainīgas sekciju režģis un tīklveida apvalks ar tērauda cauruli kā stieni ir konstrukciju veidi ar lielāko kosmosa tērauda konstrukciju daudzumu manā valstī. Tam ir lielas telpas stingrības un zemā tērauda patēriņa priekšrocības, un tas var nodrošināt pilnīgu CAD projektēšanas, būvniecības un pārbaudes procedūrās. Papildus režģa konstrukcijai ir arī liela laiduma piekares kabeļu konstrukcijas un kabeļu membrānas konstrukcijas kosmosa konstrukcijās.

c) vieglo tērauda konstrukciju tehnoloģija. Jauna konstrukcijas forma, kas sastāv no sienām un jumta aploksnēm, ir izgatavota no gaišas krāsas tērauda plāksnēm. Vieglā tērauda konstrukciju sistēma, kas sastāv no liela profila plānsienu H-veida tērauda sienu sijām un jumta loksnēm, kas metinātas vai velmētas ar tērauda plāksnēm virs 5 mm, apaļa tērauda, ​​kas izgatavots no elastīgām atbalsta sistēmām un augstas stiprības skrūvju savienojumiem. 30 m vai vairāk, augstums var sasniegt vairāk nekā desmit metrus, un var uzstādīt vieglus celtņus. Izmantotais tērauda daudzums ir 20-30kg/m2. Tagad ir standartizētas projektēšanas procedūras un specializēti ražošanas uzņēmumi ar labu produktu kvalitāti, ātru uzstādīšanas ātrumu, vieglu, zemu ieguldījumu un būvniecību neierobežo gadalaiki, piemēroti visu veidu vieglās rūpniecības uzņēmumiem.

d) tērauda un betona kompozītmateriālu konstrukciju tehnoloģija. Siju un kolonnu nesošā konstrukcija, kas sastāv no profila tērauda vai tērauda vadības un betona sastāvdaļām, ir tērauda-betona kompozītmateriālu konstrukcija, un tās pielietojuma klāsts pēdējos gados ir paplašinājies. Kompozītmateriālu struktūrai ir gan tērauda, ​​gan betona priekšrocības, ar augstu kopējo izturību, labu stingrību un labu seismisko veiktspēju. Izmantojot ārējo betona konstrukciju, tai ir labāka ugunsizturība un izturība pret koroziju. Kombinētie konstrukcijas elementi parasti var samazināt tērauda daudzumu par 15 līdz 20%. Kompozītmateriālu grīdai un ar betonu pildītajām tērauda cauruļu detaļām ir arī priekšrocības: mazāk vai nav veidņu, ērta un ātra konstrukcija un liels veicināšanas potenciāls. Tas ir piemērots daudzstāvu vai daudzstāvu ēku karkasa sijām, kolonnām un grīdām ar lielu slodzi, rūpniecības ēka kolonnas un grīdas utt.

e) augstas stiprības skrūvju savienojums un metināšanas tehnoloģija. Augstas stiprības skrūves pārvada spriegumu caur berzi un sastāv no trim daļām: skrūvēm, uzgriežņiem un paplāksnēm. Augstas stiprības skrūvju savienojuma priekšrocības ir vienkārša konstrukcija, elastīga demontāža, augsta nestspēja, laba noguruma izturība un pašbloķēšanās, kā arī augsta drošība. Tā projektā ir aizstājusi kniedēšanu un daļēju metināšanu un kļuvusi par galveno savienojuma metodi tērauda konstrukciju ražošanā un uzstādīšanā. Tērauda detaļām un biezām plāksnēm, kas izgatavotas darbnīcā, jāizmanto automātiskā vairāku vadu loka metināšana, un kastes-kolonnu apšuvuma dēļi jāizmanto kausēšanas sprauslas elektroizdedžu metināšana un citas tehnoloģijas. Uzstādīšanā un būvniecībā jāizmanto pusautomātiskās metināšanas tehnoloģija, ar gāzi aizsargāta kušmetināšanas stieple un pašekranēta plūsmas metināšanas stieples tehnoloģija.

f) tērauda konstrukciju aizsardzības tehnoloģija. Tērauda konstrukciju aizsardzība ietver ugunsdrošības, pretkorozijas un rūsas novēršanu. Parasti nav nepieciešams veikt pretrūsas apstrādi pēc ugunsdrošā pārklājuma apstrādes, taču tai joprojām ir jāveic pretkorozijas apstrāde ēkās ar korozīvu gāzi. Ir daudz veidu mājsaimniecības ugunsdrošie pārklājumi, piemēram, TN sērija, MC-10 utt. Starp tiem MC-10 antipirēni pārklājumi ietver alkīda emaljas krāsu, hlorgumijas krāsu, fluorkaučuka krāsu un hlorsulfonētu krāsu. Konstrukcijā atbilstošs pārklājums un pārklājuma biezums jāizvēlas atbilstoši tērauda konstrukcijas tipam, ugunsizturības pakāpes prasībām un vides prasībām.

5. Tērauda konstrukcijas mērķi un pasākumi:

Tērauda konstrukciju inženierija ir saistīta ar plašu tehnisko grūtību klāstu, un tās popularizēšanā un piemērošanā ir jāievēro valsts un nozares standarti. Vietējām būvniecības administratīvajām nodaļām būtu jāpievērš uzmanība tērauda konstrukciju inženierijas specializācijas posma būvniecībai, jāorganizē kvalitātes pārbaudes komandu apmācība un savlaicīgi jāapkopo darba prakse un jauno tehnoloģiju pielietojumi. Koledžām un universitātēm, projektēšanas nodaļām un būvniecības uzņēmumiem ir jāpaātrina tērauda konstrukciju inženiertehnisko speciālistu apmācība un jāveicina nobriedusi tērauda konstrukciju CAD tehnoloģija. Masu akadēmiskajai grupai būtu jāsadarbojas tērauda konstrukciju tehnoloģiju izstrādē, jāveic plaša akadēmiskā apmaiņa un apmācības aktivitātes gan mājās, gan ārvalstīs, kā arī aktīvi jāuzlabo kopējais tērauda konstrukciju projektēšanas, ražošanas, būvniecības un uzstādīšanas tehnoloģiju līmenis, un to var apbalvot tuvākajā nākotnē.

6. Tērauda konstrukciju savienošanas metode

Tērauda konstrukcijām ir trīs veidu savienojuma metodes: metināšanas savienojums, skrūvju savienojums un kniežu savienojums.

(a), Metināšanas šuvju savienojums

Metināšanas šuves savienojums ir paredzēts, lai loka radītā siltuma dēļ daļēji izkausētu elektrodu un metinājumu, un pēc tam pēc atdzesēšanas tas kondensējas metinātā šuvē, lai savienotu metinājumu kopumā.

Priekšrocības: nav detaļu sekcijas vājināšanās, tērauda taupīšana, vienkārša konstrukcija, ērta izgatavošana, augsta savienojuma stingrība, laba blīvējuma veiktspēja, viegli lietojama automātiska darbība noteiktos apstākļos un augsta ražošanas efektivitāte.

Trūkumi: Tērauda siltuma ietekmes zona pie metinājuma vietas augstās metināšanas temperatūras dēļ atsevišķās daļās var būt trausla; metināšanas procesā tērauds tiek pakļauts nevienmērīgi sadalītai augstai temperatūrai un dzesēšanai, kā rezultātā rodas metināšanas atlikušais spriegums un konstrukcijas paliekošā deformācija. Nestspējai, stingrībai un veiktspējai ir noteikta ietekme; metinātās konstrukcijas augstās stingrības dēļ vietējās plaisas ir viegli izplešas līdz veselai, kad tās rodas, īpaši zemā temperatūrā. Var rasties defekti, kas samazina noguruma izturību.

(b), Skrūvju savienojums

Skrūvju savienojums ir paredzēts savienotāju savienošanai vienā korpusā, izmantojot skrūves, piemēram, stiprinājumus. Ir divu veidu skrūvju savienojumi: parastie skrūvju savienojumi un augstas stiprības skrūvju savienojumi.

Priekšrocības: vienkāršs būvniecības process un ērta uzstādīšana, īpaši piemērota uzstādīšanai un pieslēgšanai objektā, un viegli izjaucama, piemērota konstrukcijām, kurām nepieciešama montāža un demontāža un pagaidu savienojumi.

Trūkumi: montāžas laikā nepieciešams atvērt urbumus uz plāksnes un izlīdzināt caurumus, kas palielina ražošanas slodzi un prasa augstu ražošanas precizitāti; skrūvju caurumi arī vājina komponentu šķērsgriezumu, un savienotajām daļām bieži ir jāpārklājas vienai ar otru vai jāpievieno papildu savienojumi. Plāksne (vai leņķa tērauds), tāpēc konstrukcija ir sarežģītāka un maksā vairāk tērauda.

(c), kniedes savienojums

Kniedes savienojums ir kniede ar pusapaļu saliekamo galvu vienā galā, un naglas stienis pēc sarkanās sadedzināšanas ātri tiek ievietots savienojošā gabala naglas caurumā un pēc tam otrs gals tiek kniedēts naglas galviņā ar kniedes palīdzību. pistoli, lai savienojums būtu ciešs. ciets.

Priekšrocības: kniedēta spēka pārvade ir uzticama, plastiskums un stingrība ir laba, kvalitāti ir viegli pārbaudīt un garantēt, un to var izmantot smagām un tieši nesošām dinamiskas slodzes konstrukcijām.

Trūkumi: kniedēšanas process ir sarežģīts, ražošanas izmaksas ir darbaspēka un materiālu izmaksas, un darba intensitāte ir augsta, tāpēc pamatā tas ir aizstāts ar metināšanas un augstas stiprības skrūvju savienojumiem.

7. Metināšanas savienojums

() Metināšanas metode

Visbiežāk izmantotā tērauda konstrukciju metināšanas metode ir loka metināšana, tostarp manuālā loka metināšana, automātiskā vai pusautomātiskā loka metināšana un ar gāzi aizsargātā metināšana.

Manuālā loka metināšana ir visbiežāk izmantotā metināšanas metode tērauda konstrukcijās ar vienkāršu aprīkojumu un elastīgu un ērtu darbību. Tomēr darba apstākļi ir slikti, ražošanas efektivitāte ir zemāka nekā automātiskajai vai pusautomātiskajai metināšanai, un metināšanas kvalitātes mainīgums ir liels, kas zināmā mērā ir atkarīgs no metinātāja tehniskā līmeņa.

Automātiskās metināšanas šuves kvalitāte ir stabila, šuves iekšējie defekti ir mazāki, plastika ir laba un triecienizturība ir laba, kas ir piemērota garu tiešo metināšanas šuvju metināšanai. Pusautomātiskā metināšana ir piemērota jebkuras formas līkņu vai metināšanas šuvju metināšanai manuālas darbības dēļ. Automātiskajai un pusautomātiskajai metināšanai jāizmanto metināšanas stieple un plūsma, kas piemērota galvenajam metālam, metināšanas stieplei jāatbilst valsts standartu prasībām, un plūsma jānosaka atbilstoši metināšanas procesa prasībām.

Gāzes aizsargātajā metināšanā kā loka aizsargvide tiek izmantota inertā gāze (vai CO2), lai izolētu izkausēto metālu no gaisa, lai metināšanas process būtu stabils. Ar gāzi aizsargātas metināšanas loka karsēšana ir koncentrēta, metināšanas ātrums ir ātrs un iespiešanās dziļums ir liels, tāpēc metinājuma šuves stiprums ir lielāks nekā manuālajai metināšanai. Un laba plastika un izturība pret koroziju, piemērota biezu tērauda plākšņu metināšanai.

b) Metināšanas šuves forma

Metināšanas šuves savienojuma formu var iedalīt četrās formās: sadursavienojums, klēpja savienojums, T-veida savienojums un filejas savienojums atbilstoši savienoto komponentu savstarpējai pozīcijai. Šiem savienojumiem izmantotās metinātās šuves ir divos pamatveidos: sadurmetināšanas šuves un šuves. Konkrētajā pielietojumā tas jāizvēlas atbilstoši savienojuma spēkam, apvienojumā ar ražošanas, uzstādīšanas un metināšanas apstākļiem.

(C) Metināšanas struktūra

1. Buttweld

Sadurmetināšanas šuves nodod spēku tieši, vienmērīgi un tām nav būtiskas sprieguma koncentrācijas, tāpēc tām ir laba mehāniskā veiktspēja un tās ir piemērotas statisku un dinamisku slodzi nesošu komponentu savienošanai. Tomēr, ņemot vērā sadurmetināšanas šuvju augstas kvalitātes prasības, metināšanas atstarpe starp šuvēm ir stingra, un to parasti izmanto rūpnīcā izgatavotos savienojumos.

2. Filejas šuve

Filtrmetināto šuvju forma: filejas šuves var iedalīt sānu šuvēs, kas ir paralēlas spēka darbības virzienam, un priekšējās šuvēs, kas ir perpendikulāras spēka darbības virzienam un slīpi krustojas spēka darbības virzienu atbilstoši to garuma virzienam un ārējā spēka iedarbības virzienam . slīpās šuves un apkārtējās šuves.

Šķērsgriezuma šuves forma ir sadalīta parastajā, plakanā slīpuma un dziļās iespiešanās veidā. Attēlā redzamo hf sauc par filejas metinājuma šuves izmēru. Parastā sekcijas kājas malas attiecība ir 1:1, kas ir līdzīga vienādsānu taisnstūrim, un spēka pārvades līnija ir saliekta spēcīgāk, tāpēc sprieguma koncentrācija ir nopietna. Struktūrai, kas tieši nes dinamisko slodzi, lai spēka pārnešana būtu vienmērīga, priekšējā šuves šuvei ir jāpieņem plakans slīpuma tips ar abu šķautņu izmēru attiecību 1:1.5 (garajai pusei ir jāatbilst griešanas virzienam). iekšējais spēks), un sānu šuvei jāpieņem attiecība 1, : 1 dziļa iespiešanās.

8. Skrūvju savienojums

(A). Parasta skrūvju savienojuma struktūra

Parasto skrūvju forma un specifikācijas

Visbiežāk izmantotā tērauda konstrukcijas forma ir lielas sešstūra galvas tips, un tās kods ir apzīmēts ar burtu M un nominālvērtību un diametru (mm). M18, M20, M22, M24 parasti izmanto inženierzinātnēs. Saskaņā ar starptautiskajiem standartiem bultskrūves ir vienādi attēlotas pēc to veiktspējas pakāpēm, piemēram, “4.6. klase”, “8.8. klase” un tā tālāk. Skaitlis pirms komata norāda skrūves materiāla minimālo stiepes izturību, piemēram, “4” 400N/mm2 un “8” 800N/mm2. Skaitļi aiz komata (0.6, 0.8) norāda skrūvju materiāla tecēšanas koeficientu, tas ir, tecēšanas punkta attiecību pret minimālo stiepes izturību.

Atbilstoši skrūvju apstrādes precizitātei parastās skrūves iedala trīs līmeņos: A, B un C.

A un B klases bultskrūves (attīrītas skrūves) ir izgatavotas no 8.8 pakāpes tērauda, ​​virpotas ar darbgaldiem, ar gludām virsmām un precīziem izmēriem, un tās ir aprīkotas ar I klases caurumiem (tas ir, skrūvju caurumi ir urbti vai paplašināti uz samontētas sastāvdaļas, cauruma siena ir gluda un caurums ir precīzs). Pateicoties augstajai apstrādes precizitātei, ciešam kontaktam ar cauruma sienu, nelielai savienojuma deformācijai un labam mehāniskajam sniegumam, to var izmantot savienojumiem ar lieliem bīdes un stiepes spēkiem. Tomēr tā ražošana un uzstādīšana ir darbietilpīgāka un dārgāka, tāpēc to mazāk izmanto tērauda konstrukcijās.

C klases bultskrūves (neapstrādātas skrūves) ir izgatavotas no 4.6 vai 4.8 klases tērauda, ​​rupji apstrādātas, un izmērs nav pietiekami precīzs. Nepieciešami tikai II tipa caurumi (tas ir, skrūvju caurumi tiek caurumoti vienā detaļā vienlaikus vai urbti bez urbšanas. Parasti cauruma diametrs ir lielāks nekā skrūvēm. Stieņa diametrs ir par 1–2 mm lielāks). Kad tiek pārraidīts bīdes spēks, savienojuma deformācija ir liela, taču stiepes spēka pārvadīšanas veiktspēja joprojām ir laba, darbībai nav nepieciešams īpašs aprīkojums, un izmaksas ir zemas. Parasti izmanto bultskrūvju savienojumiem spriegojumā un sekundārajiem bīdes savienojumiem konstrukcijās, kas ir statiski vai netieši dinamiski noslogotas.

Parasto skrūvju savienojumu izkārtojums

Skrūvju izvietojumam jābūt vienkāršam, vienveidīgam un kompaktam, lai atbilstu spēka prasībām, un konstrukcijai jābūt saprātīgai un viegli uzstādāmai. Ir divu veidu izkārtojums: blakus un pa daļām (kā parādīts attēlā). Paralēle ir vienkāršāka, un pakāpeniska ir kompaktāka.

(B). Parasto skrūvju savienojumu stresa raksturojums

• Bīdes skrūvju savienojums
• Spriegošanas skrūvju savienojums
• Vilkšanas-bīdes skrūvju savienojums

(C). Augstas stiprības skrūvju spriedzes raksturojums

Augstas stiprības pieskrūvētos savienojumus var iedalīt berzes un spiediena tipos atbilstoši konstrukcijas un spēka prasībām. Kad berzes savienojums tiek pakļauts bīdei, maksimālā berzes pretestība var rasties starp plāksnēm, kad ārējais bīdes spēks sasniedz robežstāvokli; kad starp plāksnēm notiek relatīvā slīdēšana, tiek uzskatīts, ka savienojums ir neizdevies un ir bojāts. Kad spiedienu nesošais savienojums ir nobīdīts, berzes spēku ļauj pārvarēt un notiek relatīvā slīdēšana starp plāksnēm, un tad ārējais spēks var turpināt palielināties, un skrūves bīdes vai cauruma sienas gultņa spiediena galīgā kļūme. ir robežstāvoklis.

Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. specializējas tērauda konstrukciju darbnīcu, noliktavu, darbnīcu un citu projektu celtniecībā un var nodrošināt kotācijas, apmetumus, uzstādīšanas rasējumus un citus pakalpojumus atbilstoši budžetam. Ja jums ir vairāk jautājumu, lūdzu, sazinieties ar mūsu profesionālo komandu.

Ieteicamais Reading