Designprinsipper for stabilitet i stålkonstruksjon

Abstrakt: Som hovedkonstruksjonsform innen arkitektonisk design, Stål-struktur er mye brukt i utformingen av store verksteder, broer og høyhus. Konstruksjonsstålet som brukes i stålkonstruksjonen har mange fordeler som antideformasjon, korrosjonsmotstand, jordskjelvmotstand og miljøvernkrav, så det kan brukes mye innen arkitektonisk design.

Når stålkonstruksjoner brukes i byggeprosjekter, bestemmer deres strukturelle stabilitet, som en avgjørende indikator, direkte kvaliteten og levetiden til bygninger. Basert på K-homesin års erfaring med arkitektonisk design, diskuterer denne artikkelen stabiliteten til stålkonstruksjoner i konstruksjonsteknikk og gir referanser for tilsvarende problemstillinger.

Forord

I den lange utviklingen av byggeteknisk teknologi inntar stålkonstruksjon en viktig posisjon. For tiden, som en vanlig arkitektonisk struktur, er den mye brukt i forskjellige arkitektoniske design, spesielt i fabrikker, broer, flyplasser, teatre, superhøyhus. og andre store bygninger.

I forrige århundre, på grunn av den underutviklede stålsmelteteknologien og det høye karboninnholdet i konstruksjonsstål, gjorde dens seighet og korrosjonsbestandighet stålkonstruksjoner som ikke ble verdsatt innen arkitektonisk design, og ble en gang marginalisert og nesten eliminert.

I de siste årene, med den kontinuerlige fremgangen innen metallsmelteteknologi, har høystyrke, høy seighet, korrosjonsbestandig konstruksjonsstål blitt produsert mye, og stålkonstruksjoner har blitt foretrukket av arkitekter igjen, og brukes i økende grad i forskjellige prosjekter. Under byggingen har det spilt en positiv rolle i å redusere den totale strukturelle vekten til bygningen og forbedre den generelle sikkerheten til bygningen.

Med den kontinuerlige utviklingen av konstruksjonsteknologi har bruken av stålkonstruksjoner blitt mer og mer omfattende, og ulike komplekse bruksforhold har satt en alvorlig test for stabiliteten.

Konseptet med stålkonstruksjon

Som navnet antyder, er stålkonstruksjon en type bygningskonstruksjon som bruker stål som hovedråstoff for strukturell konstruksjon. Gjennom ulike stålkomponenter som stålbjelker, stålplater og stålsøyler, brukes sveising, nagling og andre koblingsmetoder for skjøting og montering for å bygge store bygninger. Stålkonstruksjoner bruker ulike typer stål som hovedmateriale.

Til forskjell fra vanlig betong og andre byggematerialer har stål egenskapene til lav vekt, sterk seighet osv., og tåler større krefter. Derfor brukes stålkonstruksjonsdesign ofte i utformingen av store og mellomstore bygninger. Stålkonstruksjonen har en stabil struktur og deformeres ikke lett, noe som kan gi god sikkerhet og stabilitet for bygget. I enkelte spesielle tilfeller kan imidlertid også stålkonstruksjonens ustabilitet forekomme.

Det er to vanlige situasjoner: den ene er at det overdrevne trykket virker direkte på kraftbalansepunktet, noe som resulterer i ujevn belastning på strukturen som helhet. Den andre er at på grunn av langvarig bruk av stålkonstruksjonsdeler, har den indre strukturen problemer som mental tretthet, og den indre strukturen mister sin støttefunksjon, noe som resulterer i ustabilitet i den totale strukturen.

Før du designer en stålkonstruksjon, er det nødvendig å avklare stabilitetsegenskapene til denne strukturen, for å ha en målrettet designprosess, unngå strukturelle svakheter, gi full plass til fordelene med stålkonstruksjoner og få stålkonstruksjoner i bygninger til å spille bedre. rolle.

Prinsipper for å forbedre designstabiliteten til stålkonstruksjoner

Stålkonstruksjonens stabilitet er den viktigste faktoren i utformingen av stålkonstruksjonen. I langsiktig ingeniørpraksis og teoretisk forskning har ingeniørene og teknikerne oppsummert tre designprinsipper for å forbedre stabiliteten til stålkonstruksjonen.

1. Prinsippet om stabilitet

Prinsippet om stabilitet av stålkonstruksjonsdesign krever at i stadiet med tegning av plantegningen av stålkonstruksjonsdesignet, skal plantegningen av stålkonstruksjonen tegnes i henhold til de tilsvarende kravene til forskjellige bygninger, med fokus på å sikre støttedelene i plandesigntegningen av stålkonstruksjonen og sikre støtten Stabilitet i områdets plan.

Stabiliteten til stålkonstruksjonen på planet er kjernen og fundamentet for den samlede stabiliteten til hele stålkonstruksjonen. Bare ved å sikre at komponentene i stålkonstruksjonen forblir stabile på planet, kan vi unngå ustabiliteten til individuelle posisjoner under den påfølgende tredimensjonale byggeprosessen.

2. Prinsippet om enhet

Nøyaktig beregning er premisset og grunnlaget for design av stålkonstruksjon. Ved utforming av stålkonstruksjonsrammer, bør beregningsmetoden og forventede parameterverdier bestemmes i henhold til det balanserte forholdet mellom den spesifikke rammen og rammen.

Dette trinnet er nøkkelen til kraftberegningen av hele stålkonstruksjonsdesignet. link. Men i praksis vil mange designere stole for mye på personlig erfaring, og direkte utføre stabilitetsberegningen av stålkonstruksjonsrammen i henhold til deres egen erfaring og ignorere balanseberegningstrinnene.

Denne operasjonsmetoden mangler vitenskapelige og omfattende beregningsdata, og det er lett å forårsake feil i beregningen av det stabile forholdet. Som et resultat oppfyller ikke utformingen av stålkonstruksjonen bygningens strukturelle styrkekrav, noe som resulterer i potensielle sikkerhetsfarer.

Derfor må likevektsberegningen og stabilitetsberegningen utføres samtidig, og de to er uunnværlige og bør forenes.

3. Prinsippet for samarbeid

Hele stålkonstruksjonen er sammensatt av flere enkeltstålkonstruksjonskomponenter gjennom sveising, nagling, skrufeste og andre koblingsmidler, og danner til slutt en stor bygningsstruktur. [3] Derfor, i prosessen med design av stålkonstruksjoner, må koordineringen av ulike strukturelle komponenter vurderes, enten store eller små komponenter må samarbeide med hverandre, og til slutt kan de perfekt kombineres til en solid stålkonstruksjon som helhet. Ved utforming av stålkonstruksjon kan stabiliteten til en enkelt stålkonstruksjonskomponent ikke kun vurderes, og betingelsene for alle komponenter må vurderes grundig, og en nøyaktig kombinasjonsberegning må utføres. Bare når hver komponent er perfekt tilpasset, kan hele strukturen være svært stabil, maksimere rollen til hver komponent og sikre den generelle styrken til strukturen.

Nøkkelpunktene for stabilitetsdesign av stålkonstruksjon

1. Force Design

En av de viktigste indikatorene på en stålkonstruksjon er dens spenningsnivå. Ved prosjektering er bæreevnen til stålkonstruksjonen det første hensynet.

Stålkonstruksjonen vedtar generelt en T-formet eller L-formet design, som anses som stabiliteten til strukturen. Bruken av disse to formene kan godt spre den totale vekten av bygningen og oppnå formålet med balansert støtte.

I praksis med konstruksjonsteknikk er stålkonstruksjon en vanlig struktur i periferien av en bygning, som spiller en rolle i å støtte bygningen. I den overordnede utformingen av bygget bør bruken av stålkonstruksjoner følge symmetriprinsippet så mye som mulig.

Hensikten er å la hver stålkonstruksjon bære hele bygningens kraft jevnt og forhindre at individuelle stålkonstruksjoner bærer for mye eller for lite trykk.

I tillegg er spennings- og stabilitetskravene for ulike deler av stålkonstruksjonen også forskjellige. For eksempel er kravet til den faste støtten i stålkonstruksjonen å forhindre forskyvning, så støttekapasiteten til denne delen kreves å være høy, men for stålbjelkerammen er den i tillegg til å spille en langsgående bærende rolle også nødvendig å vurdere å forhindre at det skjer i horisontal posisjon.

Spenningsegenskapene til ulike deler av stålkonstruksjonen bør gjenspeiles i designet for å unngå ustabilitet på grunn av utilstrekkelig hensyn. Til slutt er den spesifikke konstruksjonsoperasjonen til stålkonstruksjonen også svært viktig. Byggepersonell på stedet må strengt følge konstruksjonstegningene, minimere konstruksjonsfeil, styrke det gjensidige samarbeidet mellom avdelinger, utføre bygging i henhold til standarder og styrke detaljstyringen.

2. Anti-korrosjonsdesign

Bygninger vil oppleve erosjon under ulike naturforhold ved bruk i ulike miljøer. Under spesielle bruksmiljøer som fuktighet og saltspray, på grunn av de iboende egenskapene til metaller, blir de lett korrodert og påvirker deres stabilitet.

Generelt er metallmaterialer utsatt for både galvanisk korrosjon og kjemisk korrosjon. Moderne materialvitenskap har utviklet anti-korrosjonsbelegg for ulike miljøforhold for bruksmiljøet for metaller som brukes i konstruksjon.

I et fuktig miljø kan utsmøring av anti-korrosjonsmaling på overflaten av stålkonstruksjonen isolere vann og luft, to hovedfaktorer som forårsaker metallkorrosjon, og forhindre at stålkonstruksjonen blir korrodert. For stålkonstruksjoner som brukes i miljøer med høy saltholdighet, er det lett å forårsake elektrokjemisk korrosjon med natriumioner i sjøvann.

I henhold til prinsippet om elektrokjemisk reaksjon blir metallmaterialet et av produktene. Denne metoden kan løse problemet med stålkonstruksjoner. Korrosjonsproblem, for å sikre styrken til selve stålkonstruksjonen og oppnå stabiliteten til strukturen.

3. Stabilitetsrelatert design

I prosessen med design og konstruksjon av stålkonstruksjoner, i tillegg til å fullføre stabilitetsberegningen, er det også nødvendig å styrke inspeksjonen av hele stålkonstruksjonen. Streng inspeksjon er nøkkelleddet for å sikre at stålkonstruksjonsmaterialene er kvalifisert og oppfyller designkravene. Den kritiske trykkberegningsmetoden er en vanlig metode for å forutsi trykkverdien til stålkonstruksjoner under faktisk bruk og brukes ofte til stålkonstruksjonstesting.

Når måleresultatet av spenningen på stålkonstruksjonen overstiger den kritiske verdien, beviser det at stabiliteten er ødelagt, og spenningsdesignet til stålkonstruksjonen må justeres i tide for å unngå ustabilitet.

Vær oppmerksom på kraftanalysen av hver del inne i stålkonstruksjonen, optimaliser kraftdetaljene til delene, unngå problemet med ujevn kraft og påvirke den generelle strukturelle sikkerheten. For å oppsummere har stabiliteten til stålkonstruksjonen en avgjørende innflytelse på bygningens samlede sikkerhet og levetid.

I prosessen med å designe stålkonstruksjonen, bør designeren utføre nøyaktige beregninger, vurdere kraftforholdet mellom komponentene grundig og gjøre god anti-korrosjonsbehandling av stål, unngå manglene i stålkonstruksjonen i størst grad, og gi full spille på fordelene med stålkonstruksjon, og fremmer derved den kontinuerlige fremdriften av den arkitektoniske utformingen.