Zasady projektowania stabilności konstrukcji stalowej

Abstrakcja: Jako główna forma konstrukcyjna w projektowaniu architektonicznym, Stalowa konstrukcja jest szeroko stosowany w projektowaniu duże warsztaty, mosty i wieżowce. Stal konstrukcyjna zastosowana w konstrukcji stalowej ma wiele zalet, takich jak odporność na odkształcenia, odporność na korozję, odporność na trzęsienia ziemi i wymagania ochrony środowiska, dzięki czemu może być szeroko stosowana w projektowaniu architektonicznym.

Kiedy w projektach budowlanych wykorzystywane są konstrukcje stalowe, ich stabilność konstrukcyjna, jako kluczowy wskaźnik, bezpośrednio determinuje jakość i żywotność budynków. Oparte na K-homeW artykule, na podstawie wieloletniego doświadczenia projektanta architektonicznego, omówiono stabilność konstrukcji stalowych w budownictwie i podano odniesienia do odpowiednich zagadnień.

Przedmowa

W długim rozwoju technologii budownictwa konstrukcje stalowe zajmują ważne miejsce. Obecnie, jako główny nurt architektury, jest szeroko stosowany w różnych projektach architektonicznych, zwłaszcza w fabryki, mosty, lotniska, teatry, superwieżowce. i inne duże budynki.

W ubiegłym stuleciu, ze względu na słabo rozwiniętą technologię wytapiania stali oraz wysoką zawartość węgla w stali konstrukcyjnej, jej wytrzymałość i odporność na korozję sprawiły, że konstrukcje stalowe nie były cenione w projektowaniu architektonicznym, a niegdyś były marginalizowane i prawie eliminowane.

W ostatnich latach, wraz z ciągłym postępem technologii wytapiania metali, szeroko produkowano stal konstrukcyjną o wysokiej wytrzymałości, wysokiej wytrzymałości i odporności na korozję, a konstrukcje stalowe znów stały się preferowane przez architektów i są coraz częściej wykorzystywane w różnych projektach. Podczas budowy odegrał pozytywną rolę w zmniejszeniu całkowitego ciężaru konstrukcyjnego budynku i poprawie ogólnego bezpieczeństwa budynku.

Wraz z ciągłym rozwojem technologii budowlanej, zastosowanie konstrukcji stalowych staje się coraz szersze, a różne skomplikowane warunki użytkowania wystawiają na ciężką próbę ich stabilność.

Koncepcja Konstrukcji Stalowej

Jak sama nazwa wskazuje, konstrukcja stalowa to rodzaj konstrukcji budynku, w którym stal jest głównym surowcem do konstrukcji konstrukcyjnych. Dzięki różnym elementom stalowym, takim jak belki stalowe, płyty stalowe i kolumny stalowe, do łączenia i montażu w dużych budynkach stosuje się spawanie, nitowanie i inne metody łączenia. Głównym materiałem w konstrukcjach stalowych są różne rodzaje stali.

W odróżnieniu od zwykłego betonu i innych materiałów budowlanych, stal charakteryzuje się lekkością, dużą wytrzymałością itp. i może wytrzymać większe siły. Dlatego też projektowanie konstrukcji stalowych jest często wykorzystywane przy projektowaniu budynków dużych i średnich. Konstrukcja stalowa ma stabilną konstrukcję i nie ulega łatwo odkształceniom, co może zapewnić dobre bezpieczeństwo i stabilność budynku. Jednak w niektórych szczególnych przypadkach może wystąpić również niestabilność konstrukcji stalowej.

Istnieją dwie typowe sytuacje: pierwsza polega na tym, że nadmierne ciśnienie działa bezpośrednio na punkt równowagi sił, powodując nierównomierne naprężenia w konstrukcji jako całości. Drugim jest to, że w wyniku długotrwałego użytkowania stalowych elementów konstrukcyjnych, w konstrukcji wewnętrznej pojawiają się problemy, takie jak zmęczenie psychiczne, a konstrukcja wewnętrzna traci funkcję nośną, co skutkuje niestabilnością całej konstrukcji.

Przed zaprojektowaniem konstrukcji stalowej konieczne jest wyjaśnienie charakterystyki stabilności tej konstrukcji, aby mieć ukierunkowany proces projektowania, uniknąć słabych punktów konstrukcyjnych, w pełni wykorzystać zalety konstrukcji stalowych i sprawić, aby konstrukcje stalowe w budynkach odgrywały lepszą rolę rola.

Zasady poprawy stabilności projektu konstrukcji stalowych

Stabilność konstrukcji stalowej jest najważniejszym czynnikiem przy projektowaniu konstrukcji stalowej. W długoterminowej praktyce inżynierskiej i badaniach teoretycznych inżynierowie i technicy podsumowali trzy zasady projektowania mające na celu poprawę stabilności konstrukcji stalowej.

1. Zasada stabilności

Zasada stabilności projektu konstrukcji stalowej wymaga, aby na etapie rysowania planu konstrukcji stalowej rysunek planu konstrukcji stalowej był sporządzony zgodnie z odpowiednimi wymaganiami różnych budynków, koncentrując się na zapewnieniu części nośnych w projekt planu konstrukcji stalowej i zapewnienie stabilności podparcia w płaszczyźnie terenu.

Stabilność konstrukcji stalowej w płaszczyźnie jest rdzeniem i podstawą ogólnej stabilności całej konstrukcji stalowej. Tylko dbając o to, aby elementy konstrukcji stalowej pozostały stabilne na płaszczyźnie, możemy uniknąć niestabilności poszczególnych położeń podczas późniejszego trójwymiarowego procesu budowy.

2. Zasada jedności

Precyzyjne obliczenia są przesłanką i podstawą projektowania konstrukcji stalowych. Projektując ramy konstrukcji stalowej, należy określić sposób obliczeń i oczekiwane wartości parametrów, uwzględniając zbilansowaną relację pomiędzy konkretną ramą a ramą.

Ten krok jest kluczem do obliczenia siły całego projektu konstrukcji stalowej. połączyć. Jednak w praktyce wielu projektantów będzie w zbyt dużym stopniu polegać na osobistym doświadczeniu i bezpośrednio przeprowadzać obliczenia stateczności ramy konstrukcji stalowej na podstawie własnego doświadczenia, ignorując etapy obliczania bilansu.

W tej metodzie działania brakuje naukowych i kompleksowych danych obliczeniowych i łatwo jest spowodować błędy w obliczeniach stabilnej zależności. W rezultacie projekt konstrukcji stalowej nie spełnia wymagań wytrzymałościowych budynku, co stwarza potencjalne zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Dlatego obliczenia równowagi i obliczenia stabilności należy przeprowadzić jednocześnie, a oba są niezbędne i należy je ujednolicić.

3. Zasada współpracy

Cała konstrukcja stalowa składa się z wielu pojedynczych elementów konstrukcji stalowej poprzez spawanie, nitowanie, mocowanie śrubowe i inne środki łączące, i ostatecznie tworzy dużą konstrukcję budynku. [3] Dlatego w procesie projektowania konstrukcji stalowej należy wziąć pod uwagę koordynację różnych elementów konstrukcyjnych, czy duże, czy małe elementy muszą ze sobą współpracować i ostatecznie można je idealnie połączyć w solidną konstrukcję stalową jako całość. Przy projektowaniu konstrukcji stalowej nie można uwzględniać wyłącznie stateczności pojedynczego elementu konstrukcji stalowej, należy kompleksowo uwzględnić warunki wszystkich elementów i przeprowadzić dokładne obliczenia kombinacji. Tylko wtedy, gdy każdy element jest idealnie dopasowany, cała konstrukcja może być bardzo stabilna, maksymalizować rolę każdego elementu i zapewnić ogólną wytrzymałość konstrukcji.

Kluczowe punkty projektu stabilności konstrukcji stalowej

1. Projekt siły

Jednym z najważniejszych wskaźników konstrukcji stalowej jest poziom jej naprężeń. Podczas projektowania w pierwszej kolejności należy wziąć pod uwagę nośność konstrukcji stalowej.

Konstrukcja stalowa zazwyczaj przyjmuje konstrukcję w kształcie litery T lub L, co uważa się za stabilność konstrukcji. Zastosowanie tych dwóch kształtów może dobrze rozproszyć całkowitą masę budynku i osiągnąć cel zrównoważonego wsparcia.

W praktyce budownictwa konstrukcja stalowa jest powszechną konstrukcją na obrzeżach budynku, która pełni rolę podparcia budynku. W ogólnym projekcie budynku zastosowanie konstrukcji stalowych powinno w jak największym stopniu uwzględniać zasadę symetrii.

Celem jest umożliwienie równomiernego przenoszenia przez każdą konstrukcję stalową sił całego budynku i zapobieganie przenoszeniu przez poszczególne konstrukcje stalowe zbyt dużego lub zbyt małego nacisku.

Ponadto wymagania dotyczące naprężeń i stabilności dla różnych części konstrukcji stalowej są również różne. Na przykład wymaganiem dotyczącym stałego podparcia w konstrukcji stalowej jest zapobieganie przemieszczeniom, dlatego wymagana jest duża nośność tej części, ale w przypadku ramy z belki stalowej oprócz pełnienia podłużnej roli nośnej jest ona również konieczne jest rozważenie zapobiegania temu zjawisku w pozycji poziomej.

W projekcie należy uwzględnić charakterystykę naprężeń różnych części konstrukcji stalowej, aby uniknąć niestabilności wynikającej z niedostatecznego uwzględnienia. Wreszcie bardzo ważne jest również specyficzne działanie konstrukcyjne konstrukcji stalowej. Personel budowlany na miejscu musi ściśle przestrzegać rysunków projektowych, minimalizować błędy konstrukcyjne, wzmacniać wzajemną współpracę między działami, prowadzić budowę ściśle według norm i wzmacniać zarządzanie szczegółami.

2. Konstrukcja antykorozyjna

Budynki będą ulegać erozji w różnych warunkach naturalnych, jeśli będą używane w różnych środowiskach. W środowiskach specjalnych zastosowań, takich jak wilgoć i mgła solna, ze względu na nieodłączne właściwości metali, łatwo ulegają korozji i wpływają na ich stabilność.

Ogólnie rzecz biorąc, materiały metalowe są podatne zarówno na korozję galwaniczną, jak i chemiczną. Współczesna materiałoznawstwo opracowała powłoki antykorozyjne dla różnych warunków środowiskowych dla środowiska użytkowania metali stosowanych w budownictwie.

W wilgotnym środowisku rozmazanie farby antykorozyjnej na powierzchni konstrukcji stalowej może odizolować wodę i powietrze, dwa główne czynniki powodujące korozję metalu, a także zapobiec korozji konstrukcji stalowej. W przypadku konstrukcji stalowych stosowanych w środowiskach o dużym zasoleniu jony sodu zawarte w wodzie morskiej łatwo powodują korozję elektrochemiczną.

Zgodnie z zasadą reakcji elektrochemicznej, metal staje się jednym z produktów. Ta metoda może rozwiązać problem konstrukcji stalowych. Problem korozji, aby zapewnić wytrzymałość samej konstrukcji stalowej i osiągnąć stabilność konstrukcji.

3. Projekt uwzględniający stabilność

W procesie projektowania i budowy konstrukcji stalowej, oprócz wykonania obliczeń stateczności, konieczne jest również wzmocnienie kontroli całej konstrukcji stalowej. Ścisła kontrola jest kluczowym ogniwem zapewniającym, że materiały konstrukcji stalowej są kwalifikowane i spełniają wymagania projektowe. Metoda obliczania ciśnienia krytycznego jest powszechną metodą przewidywania wartości ciśnienia konstrukcji stalowych podczas rzeczywistego użytkowania i jest często stosowana do badania konstrukcji stalowych.

Kiedy wynik pomiaru naprężeń w konstrukcji stalowej przekracza wartość krytyczną, świadczy to o tym, że jej stabilność została zniszczona i należy w porę skorygować obliczenia naprężeń konstrukcji stalowej, aby uniknąć niestabilności.

Zwróć uwagę na analizę siły każdej części wewnątrz konstrukcji stalowej, zoptymalizuj szczegóły siły części, unikaj problemu nierównomiernej siły i wpływaj na ogólne bezpieczeństwo konstrukcji. Podsumowując, stabilność konstrukcji stalowej ma decydujący wpływ na ogólne bezpieczeństwo i żywotność budynku.

W procesie projektowania konstrukcji stalowej projektant powinien przeprowadzić dokładne obliczenia, kompleksowo rozważyć zależności sił pomiędzy elementami, zapewnić dobrą ochronę antykorozyjną stali, w jak największym stopniu unikać wad konstrukcji stalowej i w pełni oddać wykorzystaj zalety konstrukcji stalowej, promując w ten sposób ciągły postęp projektu architektonicznego.