8 Základné znalosti o oceľových konštrukciách

V posledných rokoch je proces urbanizácie stále rýchlejší a rýchlejší prefabrikovaná budova s ​​oceľovou konštrukciou priemysel dosiahol nebývalý rozvoj. Ľudia majú stále vyššie požiadavky na praktickosť a bezpečnosť stavieb. V modernom stavebnom inžinierstve, dizajn oceľovej konštrukcie má určité výhody a jeho uplatnenie v stavebníctve je čoraz rozsiahlejšie. V kombinácii s dlhoročnými pracovnými skúsenosťami, K-home zhrnutých 8 odborných základných poznatkov o oceľovej konštrukcii, obsah je dlhý, trpezlivo si ho prečítajte:

1. Charakteristiky oceľovej konštrukcie:

1. Oceľová konštrukcia je ľahká
2. Vysoká spoľahlivosť oceľových konštrukcií
3. Oceľ má dobrú odolnosť voči vibráciám (nárazom) a nárazu
4. Oceľovú konštrukciu je možné zmontovať presne a rýchlo
5. Je ľahké vytvoriť zapečatenú štruktúru
6. Oceľová konštrukcia ľahko koroduje
7. Zlá požiarna odolnosť oceľovej konštrukcie

2. Triedy a vlastnosti bežne používaných oceľových konštrukcií

1. Uhlíková konštrukčná oceľ: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 atď.
2. Nízkolegovaná konštrukčná oceľ vysokej pevnosti
3. Vysokokvalitná uhlíková konštrukčná oceľ a legovaná konštrukčná oceľ
4. Oceľ na špeciálne účely

3. Zásady výberu materiálu pre oceľové konštrukcie

Princípom výberu materiálu oceľovej konštrukcie je zabezpečiť únosnosť nosnej konštrukcie a zabrániť krehkému porušeniu za určitých podmienok. Posudzuje sa komplexne podľa dôležitosti konštrukcie, nosných charakteristík, konštrukčného tvaru, napätosti, spôsobu spojenia, hrúbky ocele a pracovného prostredia. z

Štyri typy ocele navrhnuté v „Kódexe pre navrhovanie oceľových konštrukcií“ GB50017-2003 sú „vhodné“ typy a sú prvou voľbou, keď to podmienky dovoľujú. Použitie iných typov nie je zakázané, pokiaľ použitá oceľ spĺňa požiadavky špecifikácie.

Po štvrté, hlavný technický obsah oceľovej konštrukcie:

a) Technológia výškových oceľových konštrukcií. Podľa výšky budovy a konštrukčných požiadaviek sa používa rám, rámová podpera, valec a obrovská rámová konštrukcia a komponenty môžu byť oceľové, železobetónové alebo oceľové rúrkové betóny. Oceľové prvky sú ľahké a tvárne a môžu byť zvárané alebo valcované, čo je vhodné pre super výškové budovy; tuhé železobetónové prvky majú vysokú tuhosť a dobrú požiarnu odolnosť a sú vhodné pre stredné a vysoké budovy alebo spodné konštrukcie; betónová oceľová rúra sa ľahko vyrába, len pre stĺpové konštrukcie.

b) Technológia kozmickej oceľovej konštrukcie. Priestorová oceľová konštrukcia má výhody v tom, že je ľahká, má vysokú tuhosť, krásny vzhľad a vysokú rýchlosť výstavby. Plochá mriežka s guľovým kĺbom, viacvrstvová mriežka s premenlivým prierezom a sieťovaný plášť s oceľovou rúrkou ako tyčou sú konštrukčné typy s najväčšou priestorovou oceľovou konštrukciou v mojej krajine. Má výhody veľkej priestorovej tuhosti a nízkej spotreby ocele a môže poskytnúť kompletný CAD pri navrhovaní, konštrukcii a kontrolných postupoch. Okrem mriežkovej konštrukcie existujú v priestorových konštrukciách aj veľkorozponové závesné káblové konštrukcie a káblovo-membránové konštrukcie.

c) Technológia ľahkej oceľovej konštrukcie. Nová konštrukčná forma pozostávajúca zo stien a strešných plášťov je vyrobená z oceľových plátov svetlej farby. Systém ľahkých oceľových konštrukcií zložený z veľkodielnych tenkostenných oceľových stenových nosníkov v tvare písmena H a strešných väzníc zvarených alebo valcovaných oceľovými platňami nad 5 mm, kruhovej ocele vyrobenej z pružných nosných systémov a vysokopevnostných skrutkových spojov. 30 m alebo viac, výška môže dosiahnuť viac ako desať metrov a je možné nastaviť ľahké žeriavy. Množstvo použitej ocele je 20-30kg/m2. Teraz existujú štandardizované konštrukčné postupy a špecializované výrobné podniky s dobrou kvalitou výrobkov, rýchlou rýchlosťou inštalácie, nízkou hmotnosťou, nízkymi investíciami a konštrukcia nie je obmedzená sezónami, vhodná pre všetky druhy ľahkých priemyselných zariadení.

d) Technológia oceľovo-betónovej kompozitnej konštrukcie. Nosná konštrukcia nosníka a stĺpa z profilovej ocele alebo oceľového vedenia a betónových prvkov je oceľovo-betónová spriahnutá konštrukcia a jej rozsah použitia sa v posledných rokoch rozširuje. Kompozitná konštrukcia má výhody ocele aj betónu s vysokou celkovou pevnosťou, dobrou tuhosťou a dobrým seizmickým výkonom. Keď sa použije vonkajšia betónová konštrukcia, má lepšiu požiarnu odolnosť a odolnosť proti korózii. Kombinované konštrukčné prvky môžu vo všeobecnosti znížiť množstvo ocele o 15 až 20 %. Kompozitná podlaha a betónom vyplnené oceľové rúrkové komponenty majú tiež výhody menšieho alebo žiadneho debnenia, pohodlnej a rýchlej výstavby a veľkého propagačného potenciálu. Je vhodný pre rámové nosníky, stĺpy a podlahy viacposchodových alebo výškových budov s veľkým zaťažením, priemyselná budova stĺpy a podlahy atď.

(e) Vysokopevnostné skrutkové spoje a technológia zvárania. Vysokopevnostné skrutky prenášajú napätie prostredníctvom trenia a skladajú sa z troch častí: skrutky, matice a podložky. Vysokopevnostné skrutkové spojenie má výhody jednoduchej konštrukcie, flexibilnej demontáže, vysokej únosnosti, dobrej odolnosti proti únave a samosvornosti a vysokej bezpečnosti. V projekte nahradila nitovanie a čiastočné zváranie a stala sa hlavnou spojovacou metódou pri výrobe a montáži oceľových konštrukcií. Pre oceľové komponenty a hrubé plechy vyrobené v dielni by sa malo použiť automatické viacvodičové zváranie pod tavivom a krabica-stĺpová šindľa by mala používať elektrotroskové zváranie s tavnými dýzami a ďalšie technológie. Pri inštalácii a konštrukcii v teréne by sa mala používať technológia poloautomatického zvárania, zvárací drôt s tavivom chráneným plynom a zvárací drôt s vlastným tienením.

f) Technológia ochrany oceľovej konštrukcie. Ochrana oceľových konštrukcií zahŕňa protipožiarnu, protikoróznu a protikoróznu ochranu. Vo všeobecnosti nie je potrebné vykonať antikoróznu úpravu po ošetrení protipožiarnym náterom, ale stále je potrebné vykonať antikoróznu úpravu v budovách s korozívnym plynom. Existuje mnoho typov domácich náterov spomaľujúcich horenie, ako je séria TN, MC-10 atď. Spomedzi nich nátery spomaľujúce horenie MC-10 zahŕňajú alkydovú emailovú farbu, chlórkaučukovú farbu, fluorokaučukovú farbu a chlórsulfónovanú farbu. V konštrukcii by sa mal zvoliť vhodný náter a hrúbka náteru podľa typu oceľovej konštrukcie, požiadaviek na stupeň požiarnej odolnosti a environmentálnych požiadaviek.

5. Ciele a opatrenia oceľovej konštrukcie:

Inžinierstvo oceľových konštrukcií zahŕňa širokú škálu technických ťažkostí a pri jeho propagácii a aplikácii sa musí riadiť národnými a priemyselnými normami. Miestne odbory stavebnej administratívy by mali venovať pozornosť výstavbe špecializačného stupňa inžinierstva oceľových konštrukcií, organizovať školenia tímov kontroly kvality a včas sumarizovať pracovné postupy a aplikácie nových technológií. Vysoké školy a univerzity, projekčné oddelenia a stavebné podniky by mali urýchliť školenie technikov oceľových konštrukcií a podporovať vyspelú technológiu CAD oceľových konštrukcií. Masová akademická skupina by mala spolupracovať pri vývoji technológie oceľových konštrukcií, realizovať rozsiahle akademické výmenné a školiace aktivity doma i v zahraničí a aktívne zlepšovať celkovú úroveň projektovania, výroby, konštrukcie a montážnej technológie oceľových konštrukcií a môže byť odmeňovaná v r. blízkej budúcnosti.

6. Spôsob spojenia oceľovej konštrukcie

Existujú tri typy spájania oceľových konštrukcií: zvarové spojenie, skrutkové spojenie a nitové spojenie.

(a), Pripojenie zvarového švu

Spojenie zvarového švu má čiastočne roztaviť elektródu a zvarenec teplom generovaným oblúkom a potom po ochladení kondenzovať do zvaru, aby sa zvarenec spojil ako celok.

Výhody: žiadne oslabenie časti komponentu, úspora ocele, jednoduchá konštrukcia, pohodlná výroba, vysoká tuhosť spojenia, dobrý tesniaci výkon, ľahko použiteľná automatická prevádzka za určitých podmienok a vysoká efektívnosť výroby.

Nevýhody: Tepelne ovplyvnená oblasť ocele v blízkosti zvaru v dôsledku vysokej teploty zvárania môže byť v niektorých častiach krehká; počas procesu zvárania je oceľ vystavená nerovnomerne rozloženej vysokej teplote a ochladzovaniu, čo má za následok zvyškové napätie pri zváraní a zvyškovú deformáciu konštrukcie. Nosnosť, tuhosť a výkon majú určitý vplyv; v dôsledku vysokej tuhosti zváranej konštrukcie sa lokálne trhliny, najmä pri nízkych teplotách, ľahko rozšíria do celku. Môžu sa vyskytnúť chyby, ktoré znižujú únavovú pevnosť.

(b), skrutkové spojenie

Skrutkové spojenie slúži na pripojenie konektorov do jedného tela pomocou skrutiek, ako sú upevňovacie prvky. Existujú dva typy skrutkových spojov: bežné skrutkové spoje a skrutkové spoje s vysokou pevnosťou.

Výhody: jednoduchý stavebný proces a pohodlná inštalácia, zvlášť vhodná na inštaláciu a pripojenie na mieste a ľahko rozoberateľná, vhodná pre konštrukcie, ktoré vyžadujú montáž a demontáž a dočasné spojenia.

Nevýhody: Pri montáži je potrebné otvárať otvory na doske a vyrovnávať otvory, čo zvyšuje výrobné zaťaženie a vyžaduje vysokú presnosť výroby; otvory pre skrutky tiež oslabujú prierez komponentov a spájané časti sa často musia navzájom prekrývať alebo pridať pomocné spojenia. Doska (alebo uhlová oceľ), takže konštrukcia je zložitejšia a stojí viac ocele.

(c), Nitové spojenie

Nitový spoj je nit s polkruhovou prefabrikovanou hlavičkou na jednom konci a klincová tyč sa po vypálení načerveno rýchlo zasunie do klincového otvoru spojky a potom sa druhý koniec prinituje nitom do hlavičky klinca. pištoľ, aby bolo spojenie tesné. pevný.

Výhody: nitovaný prenos sily je spoľahlivý, plasticita a húževnatosť dobrá, kvalita sa dá ľahko skontrolovať a zaručiť a dá sa použiť pre ťažké a priamo nosné dynamické nosné konštrukcie.

Nevýhody: Proces nitovania je komplikovaný, výrobné náklady sú náklady na prácu a materiál a náročnosť na prácu je vysoká, takže bol v podstate nahradený zváraním a vysoko pevnými skrutkovými spojmi.

7. Zváracie spojenie

() Metóda zvárania

Bežne používaná metóda zvárania oceľových konštrukcií je oblúkové zváranie vrátane ručného oblúkového zvárania, automatického alebo poloautomatického oblúkového zvárania a zvárania v ochrannej atmosfére plynu.

Ručné oblúkové zváranie je najčastejšie používaná metóda zvárania oceľových konštrukcií s jednoduchým vybavením a flexibilnou a pohodlnou obsluhou. Pracovné podmienky sú však zlé, efektivita výroby nižšia ako pri automatickom alebo poloautomatickom zváraní a veľká variabilita kvality zvaru, ktorá do určitej miery závisí od technickej úrovne zvárača.

Kvalita zvaru automatického zvárania je stabilná, vnútorné chyby zvaru sú menšie, plasticita je dobrá a rázová húževnatosť je dobrá, čo je vhodné na zváranie dlhých priamych zvarov. Poloautomatické zváranie je vhodné pre zváranie kriviek alebo zvarov akéhokoľvek tvaru vďaka ručnému ovládaniu. Automatické a poloautomatické zváranie by malo používať zvárací drôt a tavivo vhodné pre hlavný kov, zvárací drôt by mal spĺňať požiadavky národných noriem a tavivo by sa malo určiť podľa požiadaviek na proces zvárania.

Plynové zváranie používa inertný plyn (alebo CO2) ako ochranné médium oblúka na izoláciu roztaveného kovu od vzduchu, aby bol proces zvárania stabilný. Oblúkový ohrev pri zváraní v ochrannej atmosfére plynu je koncentrovaný, rýchlosť zvárania je rýchla a hĺbka prieniku je veľká, takže pevnosť zvaru je vyššia ako pri ručnom zváraní. A dobrá plasticita a odolnosť proti korózii, vhodná na zváranie hrubých oceľových plechov.

b), Forma zvaru

Forma spoja zvarového švu možno rozdeliť do štyroch foriem: tupý spoj, preplátovaný spoj, spoj v tvare T a kútový spoj podľa vzájomnej polohy spájaných komponentov. Zvary používané na tieto spoje sú v dvoch základných formách, tupé zvary a kútové zvary. V špecifickej aplikácii by sa mala zvoliť podľa sily spojenia v kombinácii s výrobnými, inštalačnými a zváracími podmienkami.

(C) Štruktúra zvaru

1. Zvar na zadok

Tupé zvary prenášajú silu priamo, hladko a nemajú žiadnu významnú koncentráciu napätia, preto majú dobré mechanické vlastnosti a sú vhodné na spájanie komponentov zaťažených statickým a dynamickým zaťažením. Kvôli vysokým požiadavkám na kvalitu tupých zvarov je však zvarová medzera medzi zvarmi prísna a vo všeobecnosti sa používa v továrenských spojoch.

2. Kútový zvar

Forma kútových zvarov: kútové zvary možno rozdeliť na bočné kútové zvary rovnobežné so smerom pôsobenia sily a predné kútové zvary kolmé na smer pôsobenia sily a šikmo pretínajúce smer pôsobenia sily podľa smeru ich dĺžky a smeru pôsobenia vonkajšej sily. . šikmé kútové zvary a okolité zvary.

Prierezový tvar kútového zvaru je rozdelený na bežný typ, typ s plochým sklonom a typ s hlbokým prienikom. Hf na obrázku sa nazýva veľkosť kútového zvaru. Pomer strany nohy obyčajnej sekcie je 1:1, čo je podobné ako rovnoramenný pravouhlý trojuholník, a sila prenosu sily je ohnutá prudšie, takže koncentrácia napätia je vážna. Pre konštrukciu priamo nesúcu dynamické zaťaženie, aby bol prenos sily hladký, predný kútový zvar by mal prijať typ plochého sklonu s pomerom veľkosti dvoch kútových hrán 1:1.5 (dlhá strana by mala sledovať smer vnútorná sila) a bočný kútový zvar by mal mať pomer hlbokého prieniku 1: 1.

8. Skrutkové spojenie

(A). Štruktúra bežného skrutkového spojenia

Forma a špecifikácia obyčajných skrutiek

Bežná forma používaná oceľovou konštrukciou je typ veľkej šesťhrannej hlavy a jej kód je reprezentovaný písmenom M a menovitým a priemerom (mm). M18, M20, M22, M24 sa bežne používajú v strojárstve. Podľa medzinárodných noriem sú skrutky jednotne reprezentované ich výkonnostnými stupňami, ako napríklad „stupeň 4.6“, „stupeň 8.8“ atď. Číslo pred desatinnou čiarkou označuje minimálnu pevnosť v ťahu materiálu skrutky, napríklad „4“ pre 400 N/mm2 a „8“ pre 800 N/mm2. Čísla za desatinnou čiarkou (0.6, 0.8) označujú medzu klzu materiálu skrutky, to znamená pomer medze klzu k minimálnej pevnosti v ťahu.

Podľa presnosti obrábania skrutiek sú bežné skrutky rozdelené do troch úrovní: A, B a C.

Skrutky triedy A a B (rafinované skrutky) sú vyrobené z ocele triedy 8.8, sústružené obrábacími strojmi, s hladkým povrchom a presnými rozmermi a sú vybavené otvormi triedy I (to znamená, že otvory pre skrutky sú vyvŕtané alebo rozšírené na zmontované komponenty, stena otvoru je hladká a otvor je presný). Vďaka vysokej presnosti obrábania, tesnému kontaktu so stenou otvoru, malej deformácii spoja a dobrému mechanickému výkonu sa dá použiť na spoje s veľkými šmykovými a ťahovými silami. Je však pracnejší a nákladnejší na výrobu a inštaláciu, preto sa menej používa v oceľových konštrukciách.

Skrutky triedy C (hrubé skrutky) sú vyrobené z ocele triedy 4.6 alebo 4.8, hrubé spracovanie a veľkosť nie je dostatočne presná. Vyžadujú sa iba otvory typu II (to znamená, že otvory pre skrutky sú vyrazené do jednej časti naraz alebo vyvŕtané bez vŕtania. Vo všeobecnosti je priemer otvoru väčší ako priemer skrutiek. Priemer tyče je o 1 ~ 2 mm väčší). Keď sa prenáša šmyková sila, deformácia spojenia je veľká, ale výkon prenosu ťahovej sily je stále dobrý, prevádzka nevyžaduje špeciálne vybavenie a náklady sú nízke. Bežne sa používa pre skrutkové spoje v ťahových a sekundárnych šmykových spojoch v konštrukciách, ktoré sú staticky alebo nepriamo dynamicky zaťažené.

Usporiadanie obyčajných skrutkových spojov

Usporiadanie skrutiek by malo byť jednoduché, rovnomerné a kompaktné, aby spĺňalo požiadavky na silu, a konštrukcia by mala byť primeraná a ľahko inštalovateľná. Existujú dva typy usporiadania: vedľa seba a striedavo (ako je znázornené na obrázku). Paralelka je jednoduchšia a striedavá je kompaktnejšia.

(B). Napäťové charakteristiky bežných skrutkových spojov

• Spojenie strižnou skrutkou
• Spojenie napínacími skrutkami
• Skrutkové spojenie ťahom a strihom

(C). Stresové charakteristiky vysokopevnostných skrutiek

Vysokopevnostné skrutkové spoje možno rozdeliť na typ trenia a typ tlaku podľa konštrukčných a silových požiadaviek. Keď je trecie spojenie vystavené strihu, môže medzi doskami nastať maximálny trecí odpor, keď vonkajšia šmyková sila dosiahne medzný stav; keď dôjde k relatívnemu sklzu medzi doskami, má sa za to, že spojenie zlyhalo a je poškodené. Keď sa prítlačné spojenie odreže, umožní sa prekonať trecia sila a dôjde k relatívnemu sklzu medzi doskami, a potom sa vonkajšia sila môže ďalej zvyšovať a konečné zlyhanie strihu skrutky alebo tlaku v stene otvoru je medzný stav.

Spoločnosť Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. sa špecializuje na výstavbu dielní oceľových konštrukcií, skladov, dielní a iných projektov a môže poskytnúť cenové ponuky, vizualizácie, inštalačné výkresy a ďalšie služby podľa rozpočtu. V prípade ďalších otázok sa obráťte na náš profesionálny tím.

Odporúčaná literatúra