8 Basiskennis over staalconstructies

De laatste jaren gaat het verstedelijkingsproces steeds sneller en sneller geprefabriceerde staalconstructie industrie heeft een ongekende ontwikkeling doorgemaakt. Mensen stellen steeds hogere eisen aan de uitvoerbaarheid en veiligheid van gebouwen. In de moderne bouwtechniek wordt ontwerp van staalconstructies heeft bepaalde voordelen en de toepassing ervan in de bouw wordt steeds uitgebreider. Gecombineerd met jarenlange werkervaring, K-home samengevat 8 professionele basiskennis over staalconstructies, de inhoud is lang, lees het geduldig:

1.De kenmerken van de staalconstructie:

1. De staalconstructie is lichtgewicht
2. Hoge betrouwbaarheid van staalconstructiewerk
3. Het staal heeft een goede trillingsbestendigheid (schok) en slagvastheid
4. De staalconstructie is nauwkeurig en snel te monteren
5. Het is gemakkelijk om een ​​gesloten structuur te maken
6. De staalconstructie is gemakkelijk te corroderen
7. Slechte brandwerendheid van de staalconstructie

2. Kwaliteiten en eigenschappen van veelgebruikte staalconstructies

1. Koolstofconstructiestaal: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, enz.
2. Laaggelegeerd constructiestaal met hoge sterkte
3. Hoogwaardig koolstofconstructiestaal en gelegeerd constructiestaal
4. Speciaal staal

3. Principes van materiaalkeuze voor staalconstructies

Het materiaalkeuzeprincipe van de staalconstructie is om het draagvermogen van de draagconstructie te garanderen en bros falen onder bepaalde omstandigheden te voorkomen. Er wordt uitgebreid gekeken naar het belang van de constructie, de belastingskarakteristieken, de structurele vorm, de spanningstoestand, de verbindingsmethode, de dikte van het staal en de werkomgeving. van.

De vier staalsoorten voorgesteld in “Code voor het ontwerp van staalconstructies” GB50017-2003 zijn de “geschikte” soorten en zijn de eerste keuze wanneer de omstandigheden dit toelaten. Het gebruik van andere soorten is niet verboden, zolang het gebruikte staal voldoet aan de eisen van de specificatie.

Ten vierde, de belangrijkste technische inhoud van de staalconstructie:

(a) Technologie voor hoogbouwstaalconstructies. Afhankelijk van de bouwhoogte en ontwerpvereisten worden respectievelijk het frame, de framesteun, de cilinder en de gigantische frameconstructie gebruikt, en de componenten kunnen van staal, stijf gewapend beton of stalen buisbeton zijn. De stalen onderdelen zijn licht en taai en kunnen worden gelast of gewalst, wat geschikt is voor superhoge gebouwen; stijve elementen van gewapend beton hebben een hoge stijfheid en goede brandwerendheid en zijn geschikt voor middelhoge en hoge gebouwen of bodemconstructies; stalen buisbeton is eenvoudig te construeren, alleen voor kolomconstructies.

(b) Technologie van staalconstructies in de ruimte. De ruimtestaalconstructie heeft de voordelen dat ze licht van gewicht, hoge stijfheid, mooi uiterlijk en hoge constructiesnelheid zijn. Het platte raster met kogelgewricht, het meerlaagse raster met variabele doorsnede en de netvormige schaal met een stalen buis als staaf zijn de structurele typen met de grootste hoeveelheid ruimtestaalconstructie in mijn land. Het heeft de voordelen van grote ruimtestijfheid en een laag staalverbruik en kan volledige CAD bieden in de ontwerp-, constructie- en inspectieprocedures. Naast de rasterstructuur bestaan ​​er ook groot overspanningen ophangkabelconstructies en kabelmembraanconstructies in ruimteconstructies.

(c) Technologie voor lichte staalconstructies. Met lichtgekleurde staalplaten wordt een nieuwe constructievorm bestaande uit wanden en dakschillen gemaakt. Een licht staalconstructiesysteem bestaande uit dunwandige H-vormige stalen wandbalken en dakgordingen met grote doorsnede, gelast of gewalst door stalen platen van meer dan 5 mm, rond staal gemaakt van flexibele ondersteuningssystemen en zeer sterke boutverbindingen. 30 meter of meer, de hoogte kan meer dan tien meter bedragen en er kunnen lichte kranen worden opgesteld. De gebruikte hoeveelheid staal bedraagt ​​20-30kg/m2. Nu zijn er gestandaardiseerde ontwerpprocedures en gespecialiseerde productiebedrijven, met een goede productkwaliteit, snelle installatiesnelheid, lichtgewicht, lage investeringen en de constructie is niet beperkt door seizoenen, geschikt voor allerlei lichte industriële installaties.

(d) Technologie van composietconstructies van staal en beton. De draagconstructie van balken en kolommen, bestaande uit profielstaal of staalmanagement en betoncomponenten, is een staal-betoncomposietconstructie en het toepassingsbereik ervan is de afgelopen jaren uitgebreid. De composietstructuur heeft de voordelen van zowel staal als beton, met een hoge algehele sterkte, goede stijfheid en goede seismische prestaties. Wanneer de buitenste betonconstructie wordt gebruikt, heeft deze een betere brandwerendheid en corrosieweerstand. Gecombineerde constructiedelen kunnen de hoeveelheid staal doorgaans met 15 tot 20% verminderen. De composietvloer en de met beton gevulde stalen buiscomponenten hebben bovendien de voordelen van minder of geen bekisting, gemakkelijke en snelle constructie en een groot promotiepotentieel. Het is geschikt voor framebalken, kolommen en vloeren van gebouwen met meerdere verdiepingen of hoge gebouwen met grote belastingen, industrie gebouw kolommen en vloeren, enz.

(e) Zeer sterke boutverbinding en lastechnologie. Zeer sterke bouten brengen spanning over door wrijving en bestaan ​​uit drie delen: bouten, moeren en ringen. De zeer sterke boutverbinding heeft de voordelen van een eenvoudige constructie, flexibele demontage, hoog draagvermogen, goede weerstand tegen vermoeidheid en zelfborging, en hoge veiligheid. Het heeft in het project het klinken en gedeeltelijk lassen vervangen en is de belangrijkste verbindingsmethode geworden bij de productie en installatie van staalconstructies. Voor stalen componenten en dikke platen die in de werkplaats worden gemaakt, moet automatisch meerdraads ondergedompeld booglassen worden gebruikt, en de dakspaan met kokerkolommen moet gebruik maken van elektroslaklassen met smeltmondstukken en andere technologieën. Bij de veldinstallatie en constructie moet gebruik worden gemaakt van semi-automatische lastechnologie, gasbeschermde lasdraad met gevulde draad en zelfbeschermde lasdraadtechnologie met gevulde draad.

f) Technologie voor de bescherming van staalconstructies. De bescherming van staalconstructies omvat brandpreventie, anticorrosie en roestpreventie. Over het algemeen is het niet nodig om na de brandvertragende coatingbehandeling een antiroestbehandeling uit te voeren, maar in gebouwen met corrosief gas moet dit nog steeds een anticorrosiebehandeling zijn. Er zijn veel soorten brandvertragende coatings voor huishoudelijk gebruik, zoals de TN-serie, MC-10, enz. Onder hen omvatten MC-10 brandvertragende coatings alkyd-emailverf, chloorrubberverf, fluorrubberverf en chloorsulfonaatverf. Bij de constructie moet de juiste coating- en coatingdikte worden geselecteerd op basis van het type staalconstructie, de vereisten voor brandwerendheid en milieuvereisten.

5. Doelstellingen en maatregelen van staalconstructie:

Staalconstructietechniek brengt een breed scala aan technische problemen met zich mee en moet bij de promotie en toepassing ervan nationale en industriële normen volgen. Lokale administratieve afdelingen voor de bouw moeten aandacht besteden aan de constructie van de specialisatiefase van staalconstructietechniek, de training van kwaliteitsinspectieteams organiseren en werkpraktijken en nieuwe technologische toepassingen tijdig samenvatten. Hogescholen en universiteiten, ontwerpafdelingen en bouwbedrijven moeten de opleiding van technische technici in staalconstructies versnellen en de volwassen technologie van CAD in staalconstructies bevorderen. De massale academische groep moet samenwerken met de ontwikkeling van staalconstructietechnologie, uitgebreide academische uitwisselingen en trainingsactiviteiten uitvoeren in binnen- en buitenland, en actief het algemene niveau van het ontwerp, de productie, de constructie en de installatietechnologie van staalconstructies verbeteren, en kan worden beloond in de nabije toekomst.

6. De verbindingsmethode van staalconstructies

Er zijn drie soorten verbindingsmethoden voor staalconstructies: lasverbinding, boutverbinding en klinknagelverbinding.

(a), Lasnaadverbinding

De lasnaadverbinding is bedoeld om de elektrode en het laswerk gedeeltelijk te smelten door de warmte die door de boog wordt gegenereerd, en vervolgens na afkoeling tot een las te condenseren, om het laswerk als geheel te verbinden.

Voordelen: geen verzwakking van de componentsectie, besparing van staal, eenvoudige structuur, gemakkelijke productie, hoge verbindingsstijfheid, goede afdichtingsprestaties, eenvoudig te gebruiken automatische bediening onder bepaalde omstandigheden en hoge productie-efficiëntie.

Nadelen: De door hitte beïnvloede zone van het staal nabij de las, als gevolg van de hoge lastemperatuur, kan op sommige plaatsen broos zijn; Tijdens het lasproces wordt het staal onderworpen aan ongelijkmatig verdeelde hoge temperaturen en afkoeling, wat resulteert in restspanningen bij het lassen en restvervorming van de constructie. Draagvermogen, stijfheid en prestatie hebben een bepaalde impact; door de hoge stijfheid van de gelaste constructie breiden lokale scheuren zich, zodra ze ontstaan, gemakkelijk uit naar het geheel, vooral bij lage temperaturen. Er kunnen defecten optreden die de vermoeiingssterkte verminderen.

(b), Boutverbinding

Boutverbinding is om de connectoren met één lichaam te verbinden via bouten, zoals bevestigingsmiddelen. Er zijn twee soorten boutverbindingen: gewone boutverbindingen en hoogvaste boutverbindingen.

Voordelen: eenvoudig bouwproces en gemakkelijke installatie, vooral geschikt voor installatie en aansluiting op locatie, en gemakkelijk te demonteren, geschikt voor constructies die montage en demontage vereisen en tijdelijke verbindingen.

Nadelen: Het is noodzakelijk om gaten in de plaat te openen en de gaten uit te lijnen tijdens het monteren, wat de productiewerklast verhoogt en een hoge productienauwkeurigheid vereist; de boutgaten verzwakken ook de dwarsdoorsnede van de componenten, en de verbonden delen moeten elkaar vaak overlappen of extra verbindingen toevoegen. Plaat (of hoekstaal), dus de constructie is ingewikkelder en kost meer staal.

(c), Klinknagelverbinding

De klinknagelverbinding is een klinknagel met een halfronde geprefabriceerde kop aan het ene uiteinde, en de spijkerstaaf wordt na rood branden snel in het spijkergat van het verbindingsstuk gestoken en vervolgens wordt het andere uiteinde met een klinknagel in een spijkerkop geklonken pistool om de verbinding strak te maken. stevig.

Voordelen: de geklonken krachtoverbrenging is betrouwbaar, de plasticiteit en taaiheid zijn goed, de kwaliteit is eenvoudig te controleren en te garanderen en kan worden gebruikt voor zware en direct dragende dynamische belastingsconstructies.

Nadelen: Het klinkproces is ingewikkeld, de productiekosten zijn arbeids- en materiaalkosten en de arbeidsintensiteit is hoog, dus het is in principe vervangen door lassen en boutverbindingen met hoge sterkte.

7. Lasaansluiting

(A) Lasmethode

De meest gebruikte lasmethode voor staalconstructies is booglassen, inclusief handmatig booglassen, automatisch of semi-automatisch booglassen en gasbeschermd lassen.

Handmatig booglassen is de meest gebruikte lasmethode in staalconstructies, met eenvoudige apparatuur en flexibele en gemakkelijke bediening. De arbeidsomstandigheden zijn echter slecht, de productie-efficiëntie is lager dan die van automatisch of semi-automatisch lassen en de variabiliteit van de laskwaliteit is groot, wat tot op zekere hoogte afhangt van het technische niveau van de lasser.

De laskwaliteit van automatisch lassen is stabiel, de interne defecten van de las zijn minder, de plasticiteit is goed en de slagvastheid is goed, wat geschikt is voor het lassen van lange directe lassen. Halfautomatisch lassen is door handmatige bediening geschikt voor het lassen van bochten of lassen van welke vorm dan ook. Bij automatisch en semi-automatisch lassen moet gebruik worden gemaakt van lasdraad en flux die geschikt zijn voor het hoofdmetaal, de lasdraad moet voldoen aan de eisen van nationale normen en de flux moet worden bepaald op basis van de lasprocesvereisten.

Gasbeschermd lassen maakt gebruik van inert gas (of CO2-gas) als beschermend medium van de boog om het gesmolten metaal van de lucht te isoleren en het lasproces stabiel te houden. De boogverwarming van gasbeschermd lassen is geconcentreerd, de lassnelheid is hoog en de penetratiediepte is groot, dus de sterkte van de las is hoger dan die van handmatig lassen. En goede plasticiteit en corrosiebestendigheid, geschikt voor het lassen van dikke stalen platen.

(B), De vorm van de las

De lasnaadverbindingsvorm kan worden onderverdeeld in vier vormen: stootvoeg, lapverbinding, T-vormige verbinding en hoekverbinding, afhankelijk van de onderlinge positie van de verbonden componenten. De lassen die voor deze verbindingen worden gebruikt, hebben twee basisvormen: stomplassen en hoeklassen. In de specifieke toepassing moet deze worden geselecteerd op basis van de kracht van de verbinding, gecombineerd met de productie-, installatie- en lasomstandigheden.

(C) Lasstructuur

1. Stomplas

Stomplassen brengen de kracht direct en soepel over en hebben geen significante spanningsconcentratie, waardoor ze goede mechanische prestaties hebben en geschikt zijn voor de verbinding van componenten die statische en dynamische belastingen dragen. Vanwege de hoge kwaliteitseisen van stomplassen is de lasspleet tussen de lasnaden echter streng en wordt deze over het algemeen gebruikt in in de fabriek gemaakte verbindingen.

2. Hoeklas

De vorm van hoeklassen: hoeklassen kunnen worden onderverdeeld in zijhoeklassen evenwijdig aan de krachtwerkingsrichting en voorste hoeklassen loodrecht op de krachtwerkingsrichting en schuin de krachtwerkingsrichting snijdend volgens hun lengterichting en de richting van externe krachtwerking . schuine hoeklassen en omringende lassen.

De dwarsdoorsnedevorm van hoeklas is verdeeld in gewoon type, vlak hellingstype en diep penetratietype. De hf in de figuur wordt de hoekgrootte van de hoeklas genoemd. De verhouding van de beenzijde van het gewone gedeelte is 1:1, wat vergelijkbaar is met een gelijkbenige rechthoekige driehoek, en de krachtoverbrengingslijn is heftiger gebogen, dus de spanningsconcentratie is ernstig. Voor de constructie die direct de dynamische belasting draagt, moet de voorste hoeklas het vlakke hellingstype aannemen met een grootteverhouding van de twee hoekranden van 1:1.5 (de lange zijde moet de richting van de dynamische belasting dragen) om de krachtoverdracht soepel te laten verlopen. interne kracht), en de zijhoeklas moet de verhouding 1: 1 diepe penetratie aannemen.

8. Boutverbinding

(een). De structuur van een gewone boutverbinding

De vorm en specificatie van gewone bouten

De gebruikelijke vorm die door de staalconstructie wordt gebruikt, is het type met grote zeshoekige kop, en de code wordt weergegeven door de letter M en de nominale waarde en diameter (mm). M18, M20, M22, M24 worden vaak gebruikt in de techniek. Volgens internationale normen worden bouten uniform weergegeven door hun prestatieklassen, zoals “grade 4.6”, “grade 8.8” enzovoort. Het getal vóór de komma geeft de minimale treksterkte van het boutmateriaal aan, zoals “4” voor 400N/mm2 en “8” voor 800N/mm2. De cijfers achter de komma (0.6, 0.8) geven de vloeigrens van het boutmateriaal aan, dat wil zeggen de verhouding tussen het vloeipunt en de minimale treksterkte.

Afhankelijk van de bewerkingsnauwkeurigheid van bouten, zijn gewone bouten verdeeld in drie niveaus: A, B en C.

Bouten van A- en B-kwaliteit (verfijnde bouten) zijn gemaakt van staal van kwaliteit 8.8, gedraaid door werktuigmachines, met gladde oppervlakken en nauwkeurige afmetingen, en zijn uitgerust met gaten van klasse I (dat wil zeggen dat de boutgaten op de zijkant worden geboord of uitgezet). geassembleerde componenten, de gatwand is glad en het gat is nauwkeurig). Vanwege de hoge bewerkingsnauwkeurigheid, nauw contact met de gatwand, kleine vervorming van de verbinding en goede mechanische prestaties, kan het worden gebruikt voor verbindingen met grote schuif- en trekkrachten. Het is echter arbeidsintensiever en duurder om te vervaardigen en te installeren, zodat het minder wordt gebruikt in staalconstructies.

Bouten van klasse C (ruwe bouten) zijn gemaakt van staal van klasse 4.6 of 4.8, ruwe verwerking en de maat is niet nauwkeurig genoeg. Er zijn alleen gaten van type II vereist (dat wil zeggen dat de boutgaten in één keer op één onderdeel worden geponst of zonder boor worden geboord. Over het algemeen is de gatdiameter groter dan die van bouten. De staafdiameter is 1 ~ 2 mm groter). Wanneer de schuifkracht wordt overgedragen, is de vervorming van de verbinding groot, maar de prestatie van het overbrengen van de trekkracht is nog steeds goed, de operatie vereist geen speciale apparatuur en de kosten zijn laag. Vaak gebruikt voor boutverbindingen in trek- en secundaire afschuifverbindingen in constructies die statisch of indirect dynamisch worden belast.

Opstelling van gewone boutverbindingen

De opstelling van de bouten moet eenvoudig, uniform en compact zijn om aan de krachtvereisten te voldoen, en de structuur moet redelijk en gemakkelijk te installeren zijn. Er zijn twee soorten arrangementen: naast elkaar en gespreid (zoals weergegeven in de afbeelding). De parallel is eenvoudiger en gespreid is compacter.

(B). De spanningskenmerken van gewone boutverbindingen

• Breekboutverbinding
• Verbinding spanbout
• Trek-breekboutverbinding

(C). De spanningskenmerken van bouten met hoge sterkte

Hoogwaardige boutverbindingen kunnen worden onderverdeeld in wrijvingstype en druktype, afhankelijk van ontwerp- en krachtvereisten. Wanneer de wrijvingsverbinding wordt onderworpen aan afschuiving, kan de maximale wrijvingsweerstand optreden tussen de platen wanneer de externe afschuifkracht de grenstoestand bereikt; wanneer de relatieve slip optreedt tussen de platen, wordt ervan uitgegaan dat de verbinding mislukt en beschadigd is. Wanneer de drukdragende verbinding wordt gescheurd, kan de wrijvingskracht worden overwonnen en treedt de relatieve slip tussen de platen op, en dan kan de externe kracht blijven toenemen, en het uiteindelijke falen van het afschuiven van de schroef of de lagerdruk van de gatwand is de grenstoestand.

Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. is gespecialiseerd in de bouw van werkplaatsen voor staalconstructies, magazijnen, werkplaatsen en andere projecten, en kan offertes, renderings, installatietekeningen en andere diensten leveren volgens het budget. Voor meer vragen kunt u contact opnemen met ons professionele team.

Aanbevolen Reading