Princípios de projeto de estabilidade de estruturas de aço

Sumário: Como principal forma de construção no projeto arquitetônico, estrutura de ferro é amplamente utilizado no design de grandes oficinas, pontes e edifícios altos. O aço de construção utilizado na estrutura de aço tem muitas vantagens, como antideformação, resistência à corrosão, resistência a terremotos e requisitos de proteção ambiental, por isso pode ser amplamente utilizado na área de projeto arquitetônico.

Quando estruturas metálicas são utilizadas em projetos de construção, a sua estabilidade estrutural, como indicador crucial, determina diretamente a qualidade e a vida útil dos edifícios. Baseado em K-homeApós anos de experiência em projetos arquitetônicos, este artigo discute a estabilidade de estruturas de aço na engenharia de construção e fornece referências para questões correspondentes.

Prefácio

No longo desenvolvimento da tecnologia de engenharia de construção, a estrutura de aço ocupa uma posição importante. Actualmente, como estrutura arquitectónica convencional, é amplamente utilizada em vários projectos arquitectónicos, especialmente em fábricas, pontes, aeroportos, teatros, edifícios super altos. e outros grandes edifícios.

No século passado, devido à tecnologia de fundição de aço subdesenvolvida e ao alto teor de carbono do aço para construção, sua tenacidade e resistência à corrosão fizeram com que as estruturas de aço não fossem valorizadas no campo do projeto arquitetônico, sendo outrora marginalizadas e quase eliminadas.

Nos últimos anos, com o progresso contínuo da tecnologia de fundição de metal, aço de construção de alta resistência, alta tenacidade e resistente à corrosão tem sido amplamente produzido, e as estruturas de aço têm sido novamente favorecidas pelos arquitetos e são cada vez mais utilizadas em vários projetos. Durante a construção, desempenhou um papel positivo na redução do peso estrutural geral do edifício e na melhoria da segurança geral do edifício.

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de construção, o uso de estruturas de aço tornou-se cada vez mais extenso, e várias condições de uso complexas apresentaram um teste severo à sua estabilidade.

O conceito de estrutura de aço

Como o nome sugere, estrutura metálica é um tipo de estrutura predial que utiliza o aço como principal matéria-prima para a construção estrutural. Através de diferentes componentes de aço, como vigas de aço, placas de aço e colunas de aço, soldagem, rebitagem e outros métodos de conexão são usados ​​para emendas e montagem na construção de grandes edifícios. As estruturas de aço utilizam vários tipos de aço como material principal.

Diferente do concreto comum e de outros materiais de construção, o aço tem características de peso leve, forte tenacidade, etc., e pode suportar forças maiores. Portanto, o projeto de estruturas de aço é frequentemente utilizado no projeto de edifícios de grande e médio porte. A estrutura de aço possui uma estrutura estável e não se deforma facilmente, o que pode proporcionar boa segurança e estabilidade à construção. Porém, em alguns casos especiais, também pode ocorrer a instabilidade da estrutura metálica.

Existem duas situações comuns: uma é que a pressão excessiva atua diretamente no ponto de equilíbrio de forças, resultando em tensões desiguais na estrutura como um todo. A outra é que devido ao uso prolongado de membros estruturais de aço, a estrutura interna apresenta problemas como fadiga mental, e a estrutura interna perde sua função de suporte, resultando na instabilidade da estrutura geral.

Antes de projetar uma estrutura de aço, é necessário esclarecer as características de estabilidade desta estrutura, de modo a ter um processo de projeto direcionado, evitar fraquezas estruturais, aproveitar plenamente as vantagens das estruturas de aço e fazer com que as estruturas de aço nos edifícios tenham um melhor desempenho. papel.

Princípios para melhorar a estabilidade de projeto de estruturas de aço

A estabilidade da estrutura de aço é o fator mais importante no projeto da estrutura de aço. Na prática de engenharia de longo prazo e na pesquisa teórica, os engenheiros e técnicos resumiram três princípios de projeto para melhorar a estabilidade da estrutura de aço.

1. O Princípio da Estabilidade

O princípio da estabilidade do projeto da estrutura de aço exige que na fase de elaboração do desenho da planta do projeto da estrutura de aço, o desenho da planta da estrutura de aço seja elaborado de acordo com os requisitos correspondentes dos diferentes edifícios, com foco em garantir as peças de suporte em o desenho da planta da estrutura de aço e garantindo a estabilidade do suporte no plano do local.

A estabilidade da estrutura de aço no plano é o núcleo e a base da estabilidade geral de toda a estrutura de aço. Somente garantindo que os componentes da estrutura de aço permaneçam estáveis ​​no plano poderemos evitar a instabilidade de posições individuais durante o processo de construção tridimensional subsequente.

2. O Princípio da Unidade

O cálculo preciso é a premissa e a base do projeto de estruturas de aço. Ao projetar pórticos de estrutura de aço, o método de cálculo e os valores esperados dos parâmetros devem ser determinados de acordo com a relação equilibrada entre o pórtico específico e o pórtico.

Esta etapa é a chave para o cálculo da força de todo o projeto da estrutura de aço. link. No entanto, na prática, muitos projetistas confiarão demais na experiência pessoal e realizarão diretamente o cálculo de estabilidade da estrutura de aço de acordo com sua própria experiência e ignorarão as etapas de cálculo de equilíbrio.

Este método de operação carece de dados de cálculo científicos e abrangentes e é fácil causar erros no cálculo da relação estável. Como resultado, o projeto da estrutura de aço não atende aos requisitos de resistência estrutural do edifício, resultando em riscos potenciais à segurança.

Portanto, o cálculo do equilíbrio e o cálculo da estabilidade devem ser realizados ao mesmo tempo, e os dois são indispensáveis ​​e devem ser unificados.

3. O Princípio da Cooperação

Toda a estrutura de aço é composta por vários componentes únicos da estrutura de aço por meio de soldagem, rebitagem, fixação de parafusos e outros meios de conexão e, finalmente, forma uma grande estrutura de edifício. [3] Portanto, no processo de projeto de estrutura de aço, a coordenação de vários componentes estruturais deve ser considerada, sejam componentes grandes ou pequenos que precisam cooperar entre si e, finalmente, podem ser perfeitamente combinados em uma estrutura de aço sólida como um todo. No projeto da estrutura de aço, a estabilidade de um único componente da estrutura de aço não pode ser considerada apenas, e as condições de todos os componentes devem ser consideradas de forma abrangente, e um cálculo de combinação preciso deve ser realizado. Somente quando cada componente é perfeitamente combinado é que toda a estrutura pode ser altamente estável, maximizar o papel de cada componente e garantir a resistência geral da estrutura.

Os pontos-chave do projeto de estabilidade de estruturas de aço

1. Projeto de Força

Um dos indicadores mais importantes de uma estrutura de aço é o seu nível de tensão. Ao projetar, a capacidade de carga da estrutura de aço é a primeira consideração.

A estrutura de aço geralmente adota um design em forma de T ou L, que é considerado a estabilidade da estrutura. A utilização destas duas formas pode dispersar bem o peso total do edifício e atingir o objectivo de suporte equilibrado.

Na prática da engenharia de construção, a estrutura metálica é uma estrutura comum na periferia de uma edificação, que desempenha um papel de sustentação da edificação. Na concepção global do edifício, a utilização de estruturas metálicas deve seguir, tanto quanto possível, o princípio da simetria.

O objetivo é permitir que cada estrutura de aço suporte uniformemente a força de todo o edifício e evitar que estruturas de aço individuais suportem muita ou pouca pressão.

Além disso, os requisitos de tensão e estabilidade para diferentes partes da estrutura de aço também são diferentes. Por exemplo, o requisito para o suporte fixo na estrutura de aço é evitar deslocamentos, portanto a capacidade de suporte desta peça deve ser alta, mas para a estrutura da viga de aço, além de desempenhar um papel de suporte longitudinal, também é necessário considerar evitar que isso aconteça na posição horizontal.

As características de tensão das diferentes partes da estrutura de aço devem ser refletidas no projeto para evitar instabilidade devido à consideração insuficiente. Finalmente, a operação específica de construção da estrutura metálica também é muito importante. O pessoal de construção no local deve seguir rigorosamente os desenhos do projeto, minimizar erros de construção, fortalecer a cooperação mútua entre departamentos, realizar a construção em estrita conformidade com os padrões e fortalecer o gerenciamento detalhado.

2. Projeto anticorrosivo

Os edifícios sofrerão erosão sob diferentes condições naturais quando utilizados em diferentes ambientes. Em ambientes de uso especial, como umidade e névoa salina, devido às características inerentes aos metais, eles são facilmente corroídos e afetam sua estabilidade.

Em geral, os materiais metálicos são suscetíveis tanto à corrosão galvânica quanto à corrosão química. A moderna ciência dos materiais desenvolveu revestimentos anticorrosivos para diferentes condições ambientais para o ambiente de uso de metais utilizados na construção.

Em um ambiente úmido, espalhar tinta anticorrosiva na superfície da estrutura de aço pode isolar a água e o ar, dois fatores principais que causam corrosão do metal, e evitar que a estrutura de aço seja corroída. Para estruturas de aço utilizadas em ambientes de alta salinidade, é fácil causar corrosão eletroquímica com íons de sódio na água do mar.

De acordo com o princípio da reação eletroquímica, o material metálico passa a ser um dos produtos. Este método pode resolver o problema das estruturas metálicas. Problema de corrosão, de forma a garantir a resistência da própria estrutura de aço e alcançar a estabilidade da estrutura.

3. Projeto Relacionado à Estabilidade

No processo de projeto e construção de estruturas metálicas, além de completar o cálculo de estabilidade, também é necessário fortalecer a fiscalização de toda a estrutura metálica. A inspeção rigorosa é o elo chave para garantir que os materiais da estrutura de aço sejam qualificados e atendam aos requisitos do projeto. O método de cálculo de pressão crítica é um método comum para prever o valor da pressão de estruturas de aço durante o uso real e é frequentemente usado para testes de estruturas de aço.

Quando o resultado da medição da tensão na estrutura de aço excede o valor crítico, isso prova que sua estabilidade foi destruída e o projeto de tensão da estrutura de aço precisa ser ajustado a tempo para evitar instabilidade.

Preste atenção à análise de força de cada peça dentro da estrutura de aço, otimize os detalhes de força das peças, evite o problema de força desigual e afete a segurança estrutural geral. Resumindo, a estabilidade da estrutura de aço tem uma influência decisiva na segurança global e na vida útil do edifício.

No processo de projeto da estrutura de aço, o projetista deve realizar cálculos precisos, considerar de forma abrangente a relação de força entre os componentes e fazer um bom tratamento anticorrosivo do aço, evitar ao máximo as deficiências da estrutura de aço e dar total aproveitar as vantagens da estrutura de aço, promovendo assim o progresso contínuo do projeto arquitetônico.