स्टील संरचना स्थिरता डिझाइन तत्त्वे

सार: आर्किटेक्चरल डिझाइनमधील मुख्य बांधकाम फॉर्म म्हणून, स्टील संरचना च्या डिझाइनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते मोठ्या कार्यशाळा, पूल आणि उंच इमारती. स्टील स्ट्रक्चरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या कन्स्ट्रक्शन स्टीलचे अनेक फायदे आहेत जसे की विकृतीविरोधी, गंज प्रतिकार, भूकंप प्रतिरोध आणि पर्यावरण संरक्षण आवश्यकता, त्यामुळे ते वास्तुशास्त्रीय डिझाइनच्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ शकते.

जेव्हा स्टील स्ट्रक्चर्स बांधकाम प्रकल्पांमध्ये वापरल्या जातात, तेव्हा त्यांची संरचनात्मक स्थिरता, एक महत्त्वपूर्ण सूचक म्हणून, इमारतींची गुणवत्ता आणि सेवा जीवन थेट निर्धारित करते. आधारीत K-homeच्या आर्किटेक्चरल डिझाइनचा वर्षांचा अनुभव, हा पेपर बांधकाम अभियांत्रिकीमधील स्टील संरचनांच्या स्थिरतेबद्दल चर्चा करतो आणि संबंधित समस्यांसाठी संदर्भ प्रदान करतो.

प्रस्तावना

बांधकाम अभियांत्रिकी तंत्रज्ञानाच्या दीर्घ विकासामध्ये, स्टीलची रचना महत्त्वपूर्ण स्थान व्यापते. सध्या, मुख्य प्रवाहातील वास्तुशिल्प रचना म्हणून, विविध वास्तुशिल्प रचनांमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, विशेषत: कारखाने, पूल, विमानतळ, चित्रपटगृहे, अतिउंच इमारती. आणि इतर मोठ्या इमारती.

गेल्या शतकात, अविकसित स्टील स्मेल्टिंग तंत्रज्ञानामुळे आणि बांधकाम स्टीलच्या उच्च कार्बन सामग्रीमुळे, त्याच्या कणखरपणा आणि गंज प्रतिरोधकतेमुळे स्टीलच्या संरचनांना वास्तुशास्त्रीय रचनेच्या क्षेत्रात मोलाचे स्थान मिळाले नाही आणि ते एकेकाळी दुर्लक्षित झाले आणि जवळजवळ संपुष्टात आले.

अलिकडच्या वर्षांत, मेटल स्मेल्टिंग तंत्रज्ञानाच्या निरंतर प्रगतीसह, उच्च-शक्ती, उच्च-कठोरता, गंज-प्रतिरोधक बांधकाम स्टीलचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन केले गेले आहे, आणि स्टील संरचना पुन्हा वास्तुविशारदांनी पसंत केल्या आहेत आणि विविध प्रकल्पांमध्ये वाढत्या प्रमाणात वापरल्या जात आहेत. बांधकामादरम्यान, इमारतीचे एकूण संरचनात्मक वजन कमी करण्यात आणि इमारतीची एकूण सुरक्षा सुधारण्यात सकारात्मक भूमिका बजावली आहे.

बांधकाम तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासासह, स्टील स्ट्रक्चर्सचा वापर अधिकाधिक व्यापक झाला आहे आणि विविध जटिल वापर परिस्थितींनी त्याच्या स्थिरतेसाठी एक गंभीर चाचणी पुढे आणली आहे.

स्टील स्ट्रक्चरची संकल्पना

नावाप्रमाणेच, स्टील स्ट्रक्चर ही एक प्रकारची इमारत संरचना आहे जी स्ट्रक्चरल बांधकामासाठी मुख्य कच्चा माल म्हणून स्टीलचा वापर करते. स्टील बीम, स्टील प्लेट्स आणि स्टील कॉलम्स सारख्या वेगवेगळ्या स्टील घटकांद्वारे, वेल्डिंग, रिव्हटिंग आणि इतर कनेक्शन पद्धती मोठ्या इमारती बांधण्यासाठी स्प्लिसिंग आणि असेंबलीसाठी वापरल्या जातात. स्टील स्ट्रक्चर्स मुख्य सामग्री म्हणून विविध प्रकारचे स्टील वापरतात.

सामान्य काँक्रीट आणि इतर बांधकाम साहित्यापेक्षा वेगळे, स्टीलमध्ये हलके वजन, मजबूत कणखरपणा इत्यादी वैशिष्ट्ये आहेत आणि ते मोठ्या शक्तींना तोंड देऊ शकतात. म्हणून, मोठ्या आणि मध्यम आकाराच्या इमारतींच्या डिझाइनमध्ये स्टील संरचना डिझाइनचा वापर केला जातो. स्टीलच्या संरचनेत एक स्थिर रचना आहे आणि ती सहजपणे विकृत होत नाही, जी इमारतीसाठी चांगली सुरक्षा आणि स्थिरता प्रदान करू शकते. तथापि, काही विशेष प्रकरणांमध्ये, स्टीलच्या संरचनेची अस्थिरता देखील उद्भवू शकते.

दोन सामान्य परिस्थिती आहेत: एक म्हणजे जास्त दबाव थेट बल संतुलन बिंदूवर कार्य करतो, परिणामी संपूर्ण संरचनेवर असमान ताण येतो. दुसरे म्हणजे स्टील स्ट्रक्चरल सदस्यांच्या दीर्घकालीन वापरामुळे, अंतर्गत संरचनेत मानसिक थकवा यांसारख्या समस्या उद्भवतात आणि अंतर्गत रचना त्याचे समर्थन कार्य गमावते, परिणामी एकूण संरचना अस्थिरतेत होते.

स्टीलच्या संरचनेची रचना करण्यापूर्वी, या संरचनेची स्थिरता वैशिष्ट्ये स्पष्ट करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून लक्ष्यित डिझाइन प्रक्रिया असेल, संरचनात्मक कमकुवतपणा टाळता येईल, स्टील संरचनांच्या फायद्यांना पूर्ण खेळता येईल आणि इमारतींमधील स्टील संरचना अधिक चांगल्या प्रकारे खेळता येतील. भूमिका

स्टील स्ट्रक्चर्सची डिझाइन स्थिरता सुधारण्याची तत्त्वे

स्टीलच्या संरचनेच्या डिझाइनमध्ये स्टीलच्या संरचनेची स्थिरता हा सर्वात महत्वाचा घटक आहे. दीर्घकालीन अभियांत्रिकी सराव आणि सैद्धांतिक संशोधनामध्ये, अभियंते आणि तंत्रज्ञांनी स्टीलच्या संरचनेची स्थिरता सुधारण्यासाठी तीन डिझाइन तत्त्वांचा सारांश दिला आहे.

1. स्थिरतेचा सिद्धांत

स्टील स्ट्रक्चर डिझाइनच्या स्थिरतेच्या तत्त्वासाठी आवश्यक आहे की स्टील स्ट्रक्चर डिझाइनचे प्लॅन ड्रॉइंग काढण्याच्या टप्प्यात, स्टील स्ट्रक्चरचे प्लॅन ड्रॉइंग वेगवेगळ्या इमारतींच्या संबंधित आवश्यकतांनुसार काढले जावे, ज्यामध्ये आधार भागांची खात्री करण्यावर लक्ष केंद्रित केले पाहिजे. स्टील स्ट्रक्चरचे प्लॅन डिझाइन रेखाचित्र आणि साइटच्या प्लेनमध्ये समर्थन स्थिरता सुनिश्चित करणे.

विमानावरील स्टीलच्या संरचनेची स्थिरता हा संपूर्ण स्टील संरचनेच्या एकूण स्थिरतेचा गाभा आणि पाया आहे. स्टीलच्या संरचनेचे घटक विमानात स्थिर राहतील याची खात्री करूनच आपण त्यानंतरच्या त्रि-आयामी बांधकाम प्रक्रियेदरम्यान वैयक्तिक स्थानांची अस्थिरता टाळू शकतो.

2. एकतेचे तत्व

तंतोतंत गणना हा स्टील संरचना डिझाइनचा आधार आणि पाया आहे. स्टील स्ट्रक्चर फ्रेम्स डिझाइन करताना, गणना पद्धत आणि अपेक्षित पॅरामीटर मूल्ये विशिष्ट फ्रेम आणि फ्रेममधील संतुलित संबंधानुसार निर्धारित केली जावीत.

ही पायरी संपूर्ण स्टील स्ट्रक्चर डिझाइनच्या फोर्स गणनाची गुरुकिल्ली आहे. दुवा तथापि, व्यवहारात, बरेच डिझाइनर वैयक्तिक अनुभवावर खूप अवलंबून राहतील आणि त्यांच्या स्वत: च्या अनुभवानुसार स्टील स्ट्रक्चर फ्रेमची स्थिरता गणना थेट करतात आणि शिल्लक गणना चरणांकडे दुर्लक्ष करतात.

ऑपरेशनच्या या पद्धतीमध्ये वैज्ञानिक आणि सर्वसमावेशक गणना डेटाचा अभाव आहे आणि स्थिर संबंधांच्या गणनेमध्ये त्रुटी निर्माण करणे सोपे आहे. परिणामी, स्टीलच्या संरचनेची रचना इमारतीच्या स्ट्रक्चरल मजबुतीची आवश्यकता पूर्ण करण्यात अयशस्वी ठरते, परिणामी संभाव्य सुरक्षा धोके निर्माण होतात.

म्हणून, समतोल गणना आणि स्थिरता गणना एकाच वेळी करणे आवश्यक आहे, आणि ते दोन्ही अपरिहार्य आहेत आणि ते एकत्र केले पाहिजेत.

3. सहकाराचे तत्व

संपूर्ण स्टील स्ट्रक्चर वेल्डिंग, रिव्हटिंग, स्क्रू फिक्सिंग आणि इतर कनेक्शन माध्यमांद्वारे अनेक सिंगल स्टील स्ट्रक्चर घटकांनी बनलेले आहे आणि शेवटी एक मोठी इमारत संरचना तयार करते. [३] म्हणून, स्टील स्ट्रक्चर डिझाइनच्या प्रक्रियेत, विविध संरचनात्मक घटकांच्या समन्वयाचा विचार करणे आवश्यक आहे, मोठ्या किंवा लहान घटकांना एकमेकांना सहकार्य करणे आवश्यक आहे की नाही, आणि शेवटी संपूर्णपणे घन स्टीलच्या संरचनेत पूर्णपणे एकत्र केले जाऊ शकते. स्टीलच्या संरचनेच्या डिझाइनमध्ये, स्टीलच्या एका घटकाच्या स्थिरतेचा विचार केला जाऊ शकत नाही आणि सर्व घटकांच्या परिस्थितींचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला पाहिजे आणि अचूक संयोजन गणना करणे आवश्यक आहे. जेव्हा प्रत्येक घटक पूर्णपणे जुळतो तेव्हाच संपूर्ण रचना अत्यंत स्थिर असू शकते, प्रत्येक घटकाची भूमिका जास्तीत जास्त वाढवू शकते आणि संरचनेची एकूण मजबुती सुनिश्चित करू शकते.

स्टील स्ट्रक्चर स्थिरता डिझाइनचे मुख्य मुद्दे

1. फोर्स डिझाइन

स्टीलच्या संरचनेच्या सर्वात महत्वाच्या निर्देशकांपैकी एक म्हणजे त्याची तणाव पातळी. डिझाइन करताना, स्टीलच्या संरचनेची लोड-असर क्षमता प्रथम विचारात घेतली जाते.

स्टीलची रचना सामान्यतः टी-आकाराची किंवा एल-आकाराची रचना स्वीकारते, जी संरचनेची स्थिरता मानली जाते. या दोन आकारांच्या वापरामुळे इमारतीचे एकूण वजन चांगल्या प्रकारे विखुरले जाऊ शकते आणि संतुलित समर्थनाचा हेतू साध्य केला जाऊ शकतो.

बांधकाम अभियांत्रिकीच्या सरावामध्ये, स्टीलची रचना ही इमारतीच्या परिघावरील एक सामान्य रचना आहे, जी इमारतीला आधार देण्यासाठी भूमिका बजावते. इमारतीच्या एकूण डिझाइनमध्ये, स्टील स्ट्रक्चर्सचा वापर शक्य तितक्या सममितीच्या तत्त्वाचे पालन केले पाहिजे.

प्रत्येक स्टीलच्या संरचनेला संपूर्ण इमारतीची ताकद समान रीतीने सहन करण्याची परवानगी देणे आणि वैयक्तिक स्टील संरचनांना जास्त किंवा खूप कमी दाब सहन करण्यास प्रतिबंध करणे हा आहे.

याव्यतिरिक्त, स्टीलच्या संरचनेच्या वेगवेगळ्या भागांसाठी ताण आणि स्थिरता आवश्यकता देखील भिन्न आहेत. उदाहरणार्थ, स्टीलच्या संरचनेत स्थिर समर्थनाची आवश्यकता विस्थापन टाळण्यासाठी आहे, म्हणून या भागाची समर्थन क्षमता जास्त असणे आवश्यक आहे, परंतु स्टील बीम फ्रेमसाठी, रेखांशाचा आधार भूमिका बजावण्याव्यतिरिक्त, ते देखील आहे. क्षैतिज स्थितीत होण्यापासून प्रतिबंधित करण्याचा विचार करणे आवश्यक आहे.

अपर्याप्त विचारामुळे अस्थिरता टाळण्यासाठी स्टीलच्या संरचनेच्या वेगवेगळ्या भागांची तणाव वैशिष्ट्ये डिझाइनमध्ये प्रतिबिंबित केली पाहिजेत. शेवटी, स्टीलच्या संरचनेचे विशिष्ट बांधकाम ऑपरेशन देखील खूप महत्वाचे आहे. साइटवरील बांधकाम कर्मचाऱ्यांनी डिझाइन रेखांकनांचे काटेकोरपणे पालन केले पाहिजे, बांधकामातील त्रुटी कमी कराव्यात, विभागांमधील परस्पर सहकार्य मजबूत केले पाहिजे, मानकांनुसार काटेकोरपणे बांधकाम केले पाहिजे आणि तपशील व्यवस्थापन मजबूत केले पाहिजे.

2. अँटी-गंज डिझाइन

वेगवेगळ्या वातावरणात वापरताना इमारतींना वेगवेगळ्या नैसर्गिक परिस्थितीत धूप अनुभवायला मिळेल. विशेष वापराच्या वातावरणात जसे की आर्द्रता आणि मीठ फवारणी, धातूंच्या अंगभूत वैशिष्ट्यांमुळे ते सहजपणे गंजतात आणि त्यांच्या स्थिरतेवर परिणाम करतात.

सर्वसाधारणपणे, धातूचे साहित्य गॅल्व्हॅनिक गंज आणि रासायनिक गंज दोन्हीसाठी संवेदनाक्षम असतात. आधुनिक भौतिक विज्ञानाने बांधकामात वापरल्या जाणाऱ्या धातूंच्या वापराच्या वातावरणासाठी विविध पर्यावरणीय परिस्थितींसाठी गंजरोधक कोटिंग विकसित केले आहेत.

दमट वातावरणात, स्टीलच्या संरचनेच्या पृष्ठभागावर गंजरोधक पेंट लावल्याने पाणी आणि हवा वेगळे होऊ शकते, धातूचे गंज निर्माण करणारे दोन प्रमुख घटक आणि स्टीलच्या संरचनेला गंजण्यापासून प्रतिबंधित करते. उच्च क्षारता वातावरणात वापरल्या जाणाऱ्या स्टील स्ट्रक्चर्ससाठी, समुद्राच्या पाण्यात सोडियम आयनसह इलेक्ट्रोकेमिकल गंज निर्माण करणे सोपे आहे.

इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियाच्या तत्त्वानुसार, धातूची सामग्री उत्पादनांपैकी एक बनते. ही पद्धत स्टील स्ट्रक्चर्सची समस्या सोडवू शकते. गंज समस्या, ज्यामुळे स्टीलच्या संरचनेची स्वतःची ताकद सुनिश्चित करणे आणि संरचनेची स्थिरता प्राप्त करणे.

3. स्थिरता-संबंधित डिझाइन

स्टील संरचना डिझाइन आणि बांधकाम प्रक्रियेत, स्थिरता गणना पूर्ण करण्याव्यतिरिक्त, संपूर्ण स्टीलच्या संरचनेची तपासणी मजबूत करणे देखील आवश्यक आहे. स्टील स्ट्रक्चर मटेरियल पात्र आहेत आणि डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करतात याची खात्री करण्यासाठी कठोर तपासणी हा महत्त्वाचा दुवा आहे. वास्तविक वापरादरम्यान स्टील संरचनांच्या दाब मूल्याचा अंदाज लावण्यासाठी गंभीर दाब गणना पद्धत ही एक सामान्य पद्धत आहे आणि बहुतेकदा स्टील संरचना चाचणीसाठी वापरली जाते.

जेव्हा स्टीलच्या संरचनेवरील ताणाचे मोजमाप परिणाम गंभीर मूल्यापेक्षा जास्त होते, तेव्हा हे सिद्ध होते की त्याची स्थिरता नष्ट झाली आहे आणि अस्थिरता टाळण्यासाठी स्टीलच्या संरचनेची ताण रचना वेळेत समायोजित करणे आवश्यक आहे.

स्टीलच्या संरचनेच्या आतील प्रत्येक भागाच्या बल विश्लेषणाकडे लक्ष द्या, भागांचे बल तपशील अनुकूल करा, असमान शक्तीची समस्या टाळा आणि एकूण संरचनात्मक सुरक्षिततेवर परिणाम करा. सारांश, स्टीलच्या संरचनेच्या स्थिरतेचा इमारतीच्या एकूण सुरक्षा आणि सेवा जीवनावर निर्णायक प्रभाव पडतो.

पोलाद रचना तयार करण्याच्या प्रक्रियेत, डिझायनरने अचूक गणना केली पाहिजे, घटकांमधील बल संबंधांचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला पाहिजे आणि स्टीलची चांगली गंजरोधक प्रक्रिया केली पाहिजे, स्टीलच्या संरचनेतील कमतरता मोठ्या प्रमाणात टाळल्या पाहिजेत आणि संपूर्ण स्टील स्ट्रक्चरच्या फायद्यांसाठी खेळा, ज्यामुळे आर्किटेक्चरल डिझाइनच्या सतत प्रगतीला चालना मिळेल.