8 Grunnleggende kunnskap om stålkonstruksjon

De siste årene har urbaniseringsprosessen blitt raskere og raskere, og den prefabrikkerte stålkonstruksjoner industrien har oppnådd enestående utvikling. Folk stiller stadig høyere krav til bygningers gjennomførbarhet og sikkerhet. I moderne konstruksjonsteknikk, design av stålkonstruksjon har visse fordeler, og dens anvendelse i konstruksjon blir mer og mer omfattende. Kombinert med mange års arbeidserfaring, K-home oppsummerte 8 profesjonelle grunnleggende kunnskaper om stålkonstruksjon, innholdet er langt, vennligst les det tålmodig:

1. Egenskapene til stålkonstruksjonen:

1. Stålkonstruksjonen har lett vekt
2. Høy pålitelighet av stålkonstruksjonsarbeid
3. Stålet har god vibrasjonsmotstand (støt) og slagfasthet
4. Stålkonstruksjonen kan monteres nøyaktig og raskt
5. Det er enkelt å lage en forseglet struktur
6. Stålstruktur er lett å korrodere
7. Dårlig brannmotstand av stålkonstruksjon

2. Karakterer og egenskaper til vanlig brukte stålkonstruksjoner

1. Karbonkonstruksjonsstål: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, etc.
2. Lavlegert høyfast konstruksjonsstål
3. Høykvalitets karbonkonstruksjonsstål og legert konstruksjonsstål
4. Spesialstål

3. Prinsipper for materialvalg for stålkonstruksjoner

Materialvalgprinsippet for stålkonstruksjon er å sikre bæreevnen til den bærende strukturen og forhindre sprø svikt under visse forhold. Det vurderes omfattende i henhold til konstruksjonens betydning, belastningsegenskapene, konstruksjonsformen, spenningstilstanden, koblingsmetoden, stålets tykkelse og arbeidsmiljøet. av.

De fire ståltypene som er foreslått i "Code for Design of Steel Structures" GB50017-2003 er de "passende" typene og er førstevalget når forholdene tillater det. Bruk av andre typer er ikke forbudt, så lenge stålet som brukes oppfyller kravene i spesifikasjonen.

For det fjerde, det viktigste tekniske innholdet i stålkonstruksjon:

(a) Høyhus-stålkonstruksjonsteknologi. I henhold til byggehøyde og designkrav brukes henholdsvis ramme, rammestøtte, sylinder og gigantisk rammekonstruksjon, og komponentene kan være stål, stiv armert betong eller stålrørsbetong. Stålelementene er lette og formbare, og kan sveises eller rulles, noe som er egnet for superhøyhus; stive armerte betongelementer har høy stivhet og god brannmotstand, og er egnet for mellomstore og høye bygninger eller bunnkonstruksjoner; stålrørbetong er lett å konstruere, kun for søylekonstruksjoner.

(b) Teknologi for romstålkonstruksjon. Romstålstrukturen har fordelene ved å være lett, høy stivhet, vakkert utseende og rask konstruksjonshastighet. Kuleleddet flatt gitter, flerlags gitter med variabel seksjon og nettformet skall med et stålrør som stang er de strukturelle typene med størst mengde plass stålkonstruksjon i mitt land. Den har fordelene med stor plassstivhet og lavt stålforbruk og kan gi fullstendig CAD i design, konstruksjon og inspeksjonsprosedyrer. I tillegg til gitterstrukturen er det også storspennede hengekabelstrukturer og kabelmembranstrukturer i romkonstruksjoner.

(c) Teknologi for lett stålkonstruksjon. En ny konstruksjonsform bestående av vegger og takhylser er laget med lyse stålplater. Et lett stålkonstruksjonssystem som består av storseksjonerte tynnveggede H-formede stålveggbjelker og takrør sveiset eller valset av stålplater over 5 mm, rundt stål laget av fleksible støttesystemer og høyfaste boltforbindelser. 30m eller mer kan høyden nå mer enn ti meter, og lette kraner kan settes opp. Mengden stål som brukes er 20-30kg/m2. Nå er det standardiserte designprosedyrer og spesialiserte produksjonsbedrifter, med god produktkvalitet, rask installasjonshastighet, lett, lav investering, og konstruksjon er ikke begrenset av årstider, egnet for alle typer lette industrianlegg.

(d) Stål-betong komposittstrukturteknologi. Bjelke- og søylebærende konstruksjon som består av seksjonsstål eller stålstyrings- og betongkomponenter er en komposittkonstruksjon av stål-betong, og bruksområdet har blitt utvidet de siste årene. Komposittstrukturen har fordelene til både stål og betong, med høy total styrke, god stivhet og god seismisk ytelse. Når den ytre betongkonstruksjonen brukes, har den bedre brannmotstand og korrosjonsbestandighet. Kombinerte konstruksjonselementer kan generelt redusere mengden stål med 15 til 20 %. Komposittgulvet og betongfylte stålrørkomponenter har også fordelene med mindre eller ingen forskaling, praktisk og rask konstruksjon og stort markedsføringspotensial. Den er egnet for rammebjelker, søyler og gulv i flere etasjer eller høyhus med stor belastning, industribygg søyler og gulv osv.

(e) Høyfast boltforbindelse og sveiseteknologi. Høystyrkebolter overfører stress gjennom friksjon og er sammensatt av tre deler: bolter, muttere og skiver. Den høyfaste boltforbindelsen har fordelene med enkel konstruksjon, fleksibel demontering, høy bæreevne, god utmattingsmotstand og selvlåsing, og høy sikkerhet. Den har erstattet nagling og delvis sveising i prosjektet og har blitt hovedkoblingsmetoden i produksjon og installasjon av stålkonstruksjoner. For stålkomponenter og tykke plater laget i verkstedet, bør automatisk flertråds buesveising brukes, og bokssøyleklaffen skal bruke elektroslaggsveising med smeltende dyse og andre teknologier. I feltinstallasjon og konstruksjon bør det brukes halvautomatisk sveiseteknologi, gassskjermet fluks-kjernet sveisetråd og selvskjermet flusskjernet sveisetrådteknologi.

(f) Beskyttelsesteknologi for stålkonstruksjoner. Beskyttelsen av stålkonstruksjoner inkluderer brannforebygging, korrosjonsbeskyttelse og rustforebygging. Generelt er det ikke nødvendig å utføre anti-rustbehandling etter den brannhemmende beleggbehandlingen, men det må fortsatt være anti-korrosjonsbehandling i bygninger med korrosiv gass. Det finnes mange typer brannhemmende belegg til hjemmet, slik som TN-serien, MC-10 osv. Blant dem inkluderer MC-10 brannhemmende belegg alkydemaljemaling, klorgummimaling, fluorgummimaling og klorsulfonert maling. I konstruksjonen bør passende belegg og beleggtykkelse velges i henhold til stålkonstruksjonstypen, krav til brannmotstandsgrad og miljøkrav.

5. Mål og mål for stålkonstruksjon:

Stålkonstruksjonsteknikk involverer et bredt spekter av tekniske vanskeligheter og må følge nasjonale og bransjestandarder for markedsføring og anvendelse. Lokale konstruksjonsadministrative avdelinger bør ta hensyn til konstruksjonen av spesialiseringsstadiet for stålkonstruksjonsteknikk, organisere opplæringen av kvalitetsinspeksjonsteam og oppsummere arbeidspraksis og nye teknologiapplikasjoner på en riktig måte. Høyskoler og universiteter, designavdelinger og byggebedrifter bør fremskynde opplæringen av stålkonstruksjonsingeniører og fremme den modne teknologien til stålkonstruksjons-CAD. Den masseakademiske gruppen bør samarbeide med utviklingen av stålkonstruksjonsteknologi, gjennomføre omfattende akademiske utvekslinger og opplæringsaktiviteter i inn- og utland, og aktivt forbedre det overordnede nivået av stålkonstruksjonsdesign, produksjon, konstruksjon og installasjonsteknologi, og kan bli belønnet i den nære framtid.

6. Tilkoblingsmetoden til stålkonstruksjonen

Det finnes tre typer koblingsmetoder for stålkonstruksjoner: sveiseforbindelse, boltforbindelse og nagleforbindelse.

(a), Sveisesømforbindelse

Sveisesømforbindelsen er å delvis smelte elektroden og sveisingen av varmen som genereres av buen, og deretter kondensere til en sveis etter avkjøling, for å koble sammen sveisen som helhet.

Fordeler: ingen svekkelse av komponentseksjonen, sparing av stål, enkel struktur, praktisk produksjon, høy tilkoblingsstivhet, god tetningsytelse, enkel å bruke automatisk drift under visse forhold og høy produksjonseffektivitet.

Ulemper: Den varmepåvirkede sonen til stålet nær sveisen på grunn av den høye sveisetemperaturen kan være sprø i noen deler; under sveiseprosessen utsettes stålet for ujevnt fordelt høy temperatur og avkjøling, noe som resulterer i gjenværende sveisespenning og gjenværende deformasjon av strukturen. Bæreevne, stivhet og ytelse har en viss innvirkning; på grunn av den høye stivheten til den sveisede strukturen, er lokale sprekker lett å utvide til helheten når de først oppstår, spesielt ved lave temperaturer. Defekter kan oppstå som reduserer utmattelsesstyrken.

(b), Boltforbindelse

Boltforbindelse er å koble koblingene til en kropp gjennom bolter, for eksempel festemidler. Det finnes to typer bolteforbindelser: vanlige bolteforbindelser og høyfaste bolteforbindelser.

Fordeler: enkel byggeprosess og praktisk installasjon, spesielt egnet for installasjon og tilkobling på stedet, og lett å demontere, egnet for strukturer som krever montering og demontering og midlertidige tilkoblinger.

Ulemper: Det er nødvendig å åpne hull på platen og justere hullene ved montering, noe som øker produksjonsbelastningen og krever høy produksjonsnøyaktighet; boltehullene svekker også tverrsnittet til komponentene, og de tilkoblede delene må ofte overlappe hverandre eller legge til hjelpeforbindelser. Plate (eller vinkelstål), så strukturen er mer komplisert og det koster mer stål.

(c), Nagleforbindelse

Nagleforbindelsen er en nagle med et halvsirkulært prefabrikkert hode i den ene enden, og spikerstangen settes raskt inn i spikerhullet på forbindelsesstykket etter å ha brent rødt, og deretter nagles den andre enden inn i et spikerhode med en nagle pistol for å gjøre forbindelsen tett. fast.

Fordeler: naglet kraftoverføring er pålitelig, plastisitet og seighet er god, kvalitet er lett å kontrollere og garantere, og den kan brukes til tunge og direkte bærende dynamiske lastkonstruksjoner.

Ulemper: Nagleprosessen er komplisert, produksjonskostnaden er arbeid og materiale, og arbeidsintensiteten er høy, så den har i utgangspunktet blitt erstattet av sveising og høyfaste boltforbindelser.

7. Sveisetilkobling

(A) Sveisemetode

Den ofte brukte sveisemetoden for stålkonstruksjoner er buesveising, inkludert manuell buesveising, automatisk eller halvautomatisk buesveising og gassskjermet sveising.

Manuell buesveising er den mest brukte sveisemetoden i stålkonstruksjoner, med enkelt utstyr og fleksibel og praktisk betjening. Imidlertid er arbeidsforholdene dårlige, produksjonseffektiviteten er lavere enn for automatisk eller halvautomatisk sveising, og variasjonen i sveisekvaliteten er stor, noe som til en viss grad avhenger av sveiserens tekniske nivå.

Sveisekvaliteten til automatisk sveising er stabil, de indre defektene til sveisen er mindre, plastisiteten er god, og slagfastheten er god, noe som er egnet for sveising av lange direkte sveiser. Halvautomatisk sveising er egnet for sveisekurver eller sveiser av enhver form på grunn av manuell betjening. Automatisk og halvautomatisk sveising bør bruke sveisetråd og fluss som er egnet for hovedmetallet, sveisetråden skal oppfylle kravene i nasjonale standarder, og fluksen skal bestemmes i henhold til sveiseprosesskravene.

Gassskjermet sveising bruker inertgass (eller CO2) gass som beskyttelsesmedium for lysbuen for å isolere det smeltede metallet fra luften for å holde sveiseprosessen stabil. Bueoppvarmingen av gassskjermet sveising er konsentrert, sveisehastigheten er rask, og penetrasjonsdybden er stor, så styrken til sveisen er høyere enn for manuell sveising. Og god plastisitet og korrosjonsbestandighet, egnet for sveising av tykke stålplater.

(b), Formen til sveisen

Sveisesømforbindelsesformen kan deles inn i fire former: stussskjøt, overlappskjøt, T-formet skjøt og filetskjøt i henhold til den innbyrdes plassering av de tilkoblede komponentene. Sveisene som brukes til disse forbindelsene er i to grunnleggende former, stumpsveis og kilsveis. I den spesifikke applikasjonen bør den velges i henhold til kraften til forbindelsen, kombinert med produksjons-, installasjons- og sveiseforholdene.

(C) Sveisestruktur

1. Buttweld

Stumsveiser overfører kraft direkte, jevnt og har ingen betydelig spenningskonsentrasjon, så de har god mekanisk ytelse og er egnet for tilkobling av komponenter som bærer statiske og dynamiske belastninger. På grunn av høykvalitetskravene til stumpsveisinger er imidlertid sveisegapet mellom sveisingene strengt, og det brukes vanligvis i fabrikklagde forbindelser.

2. Kilsveis

Formen for kilsveiser: kilsveiser kan deles inn i sidekselsveiser parallelt med kraftvirkende retning og frontkselsveiser vinkelrett på kraftvirkende retning og skrått kryssende kraftvirkende retning i henhold til deres lengderetning og retningen for ytre kraftvirkning . skrå kilsveiser og omkringliggende sveiser.

Tverrsnittsformen for kilsveis er delt inn i vanlig type, flat skråningstype og dyp penetrasjonstype. Hf-en på figuren kalles filetstørrelsen til kilsveisen. Forholdet mellom bensiden av den ordinære seksjonen er 1:1, som ligner på en likebenet rettvinklet trekant, og kraftoverføringslinjen er bøyd mer voldsomt, så spenningskonsentrasjonen er alvorlig. For konstruksjonen som direkte bærer den dynamiske belastningen, for å gjøre kraftoverføringen jevn, bør den fremre kilsveisen ta i bruk den flate skråningstypen med størrelsesforholdet mellom de to filetkantene 1:1.5 (langsiden skal følge retningen til indre kraft), og sidefiletsveisingen bør ha forholdet 1. : 1 dyp penetrasjon.

8. Boltforbindelse

(en). Strukturen til vanlig boltforbindelse

Formen og spesifikasjonen til vanlige bolter

Den vanlige formen som brukes av stålkonstruksjonen er den store sekskantede hodetypen, og dens kode er representert med bokstaven M og nominell og diameter (mm). M18, M20, M22, M24 brukes ofte i ingeniørfag. I henhold til internasjonale standarder er bolter jevnt representert av deres ytelseskarakterer, for eksempel "grade 4.6", "grade 8.8" og så videre. Tallet før desimaltegnet indikerer minimumsstrekkfastheten til boltmaterialet, for eksempel "4" for 400N/mm2 og "8" for 800N/mm2. Tallene etter desimaltegnet (0.6, 0.8) indikerer flyteforholdet til boltmaterialet, det vil si forholdet mellom flytepunktet og minimumsstrekkfastheten.

I henhold til maskineringsnøyaktigheten til bolter er vanlige bolter delt inn i tre nivåer: A, B og C.

A- og B-bolter (raffinerte bolter) er laget av 8.8-kvalitets stål, dreid med maskinverktøy, med glatte overflater og nøyaktige dimensjoner, og er utstyrt med klasse I-hull (det vil si at boltehullene bores eller utvides på monterte komponenter, hullveggen er glatt og hullet er nøyaktig). På grunn av sin høye maskineringsnøyaktighet, nære kontakt med hullveggen, små koblingsdeformasjoner og gode mekaniske ytelser, kan den brukes til forbindelser med store skjær- og strekkkrefter. Det er imidlertid mer arbeidskrevende og kostbart å produsere og installere, så det brukes mindre i stålkonstruksjoner.

Grade C bolter (grove bolter) er laget av grad 4.6 eller 4.8 stål, grov bearbeiding, og størrelsen er ikke nøyaktig nok. Bare type II-hull er påkrevd (det vil si at boltehullene stanses på en enkelt del om gangen eller bores uten bor. Vanligvis er hulldiameteren større enn boltene. Stangediameteren er 1~2mm større). Når skjærkraften overføres, er tilkoblingsdeformasjonen stor, men ytelsen til å overføre strekkkraften er fortsatt god, operasjonen krever ikke spesialutstyr, og kostnadene er lave. Vanligvis brukt for boltede forbindelser i strekk- og sekundære skjærforbindelser i strukturer som er statisk eller indirekte dynamisk belastet.

Arrangement av vanlige boltede forbindelser

Arrangementet av bolter skal være enkelt, jevnt og kompakt for å møte kraftkravene, og strukturen skal være rimelig og enkel å installere. Det er to typer arrangement: side ved side og forskjøvet (som vist på figuren). Parallellen er enklere, og forskjøvet er mer kompakt.

(B). Spenningsegenskapene til vanlige boltede forbindelser

• Skjærboltforbindelse
• Spenningsboltforbindelse
• Trekk-skjærboltforbindelse

(C). Spenningsegenskapene til høyfaste bolter

Høyfaste bolteforbindelser kan deles inn i friksjonstype og trykktype i henhold til design og kraftkrav. Når friksjonsforbindelsen utsettes for skjæring, kan maksimal friksjonsmotstand oppstå mellom platene når den ytre skjærkraften når grensetilstanden; når den relative glidningen oppstår mellom platene, anses det at forbindelsen har sviktet og er skadet. Når den trykkbærende forbindelsen skjæres, tillates friksjonskraften å overvinnes og den relative glidningen mellom platene oppstår, og deretter kan den ytre kraften fortsette å øke, og den endelige svikten av skrueskjæringen eller hullveggens lagertrykk er grensetilstanden.

Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. spesialiserer seg på bygging av stålkonstruksjonsverksteder, varehus, verksteder og andre prosjekter, og kan gi tilbud, gjengivelser, installasjonstegninger og andre tjenester i henhold til budsjettet. For flere spørsmål, vennligst kontakt vårt profesjonelle team.

Anbefalt lesing