Konštrukčné princípy stability oceľovej konštrukcie

abstraktné: Ako hlavná konštrukčná forma v architektonickom dizajne, oceľová konštrukcia je široko používaný v dizajne veľké dielne, mosty a výškové budovy. Konštrukčná oceľ použitá v oceľovej konštrukcii má mnoho výhod, ako je antideformácia, odolnosť proti korózii, odolnosť proti zemetraseniu a požiadavky na ochranu životného prostredia, takže môže byť široko používaná v oblasti architektonického dizajnu.

Pri použití oceľových konštrukcií v stavebných projektoch ich konštrukčná stabilita ako rozhodujúci ukazovateľ priamo určuje kvalitu a životnosť budov. Založené na K-homeRokmi skúseností s architektonickým dizajnom sa tento článok zaoberá stabilitou oceľových konštrukcií v stavebníctve a poskytuje odkazy na príslušné problémy.

predhovor

Oceľová konštrukcia v dlhom vývoji stavebnej techniky zaujíma významné postavenie. V súčasnosti sa ako mainstreamová architektonická štruktúra široko používa v rôznych architektonických návrhoch, najmä v továrne, mosty, letiská, divadlá, super výškové budovy. a ďalšie veľké budovy.

V minulom storočí kvôli nedostatočne vyvinutej technológii tavenia ocele a vysokému obsahu uhlíka v stavebnej oceli, jej húževnatosť a odolnosť proti korózii spôsobili, že oceľové konštrukcie neboli v oblasti architektonického dizajnu cenené a boli kedysi marginalizované a takmer eliminované.

V posledných rokoch sa s neustálym pokrokom technológie tavenia kovov vo veľkej miere vyrába stavebná oceľ s vysokou pevnosťou, vysokou húževnatosťou a odolnosťou voči korózii a oceľové konštrukcie sú opäť uprednostňované architektmi a čoraz častejšie sa používajú v rôznych projektoch. Počas výstavby zohrala pozitívnu úlohu pri znižovaní celkovej konštrukčnej hmotnosti budovy a zlepšovaní celkovej bezpečnosti budovy.

S neustálym vývojom stavebnej technológie sa používanie oceľových konštrukcií stáva čoraz rozšírenejším a rôzne zložité podmienky používania predstavujú tvrdú skúšku ich stability.

Koncepcia oceľovej konštrukcie

Ako už názov napovedá, oceľová konštrukcia je typ stavebnej konštrukcie, ktorá využíva oceľ ako hlavnú surovinu pre konštrukčné konštrukcie. Prostredníctvom rôznych oceľových komponentov, ako sú oceľové nosníky, oceľové dosky a oceľové stĺpy, sa zváranie, nitovanie a iné spôsoby spájania používajú na spájanie a montáž pri stavbe veľkých budov. Oceľové konštrukcie využívajú ako hlavný materiál rôzne druhy ocele.

Na rozdiel od bežného betónu a iných stavebných materiálov má oceľ vlastnosti nízkej hmotnosti, silnej húževnatosti atď. a môže odolať väčším silám. Preto sa dizajn oceľovej konštrukcie často používa pri projektovaní veľkých a stredne veľkých budov. Oceľová konštrukcia má stabilnú štruktúru a nie je ľahko deformovateľná, čo môže poskytnúť dobrú bezpečnosť a stabilitu budovy. V niektorých špeciálnych prípadoch však môže dôjsť aj k nestabilite oceľovej konštrukcie.

Existujú dve bežné situácie: jedna je, že nadmerný tlak priamo pôsobí na bod rovnováhy síl, čo vedie k nerovnomernému namáhaniu konštrukcie ako celku. Druhým je, že v dôsledku dlhodobého používania oceľových konštrukčných prvkov má vnútorná konštrukcia problémy ako psychická únava a vnútorná konštrukcia stráca svoju nosnú funkciu, čo má za následok nestabilitu celkovej konštrukcie.

Pred navrhovaním oceľovej konštrukcie je potrebné objasniť charakteristiky stability tejto konštrukcie, aby sa dosiahol cielený proces navrhovania, vyhli sa štrukturálnym nedostatkom, naplno využili výhody oceľových konštrukcií a aby sa oceľové konštrukcie v budovách lepšie hrali. úlohu.

Princípy zlepšovania konštrukčnej stability oceľových konštrukcií

Stabilita oceľovej konštrukcie je najdôležitejším faktorom pri návrhu oceľovej konštrukcie. V dlhodobej inžinierskej praxi a teoretickom výskume inžinieri a technici zhrnuli tri konštrukčné princípy na zlepšenie stability oceľovej konštrukcie.

1. Princíp stability

Princíp stability návrhu oceľovej konštrukcie vyžaduje, aby vo fáze kreslenia pôdorysného výkresu návrhu oceľovej konštrukcie bol plánový výkres oceľovej konštrukcie nakreslený podľa zodpovedajúcich požiadaviek rôznych budov so zameraním na zabezpečenie nosných častí v plán návrhu oceľovej konštrukcie a zabezpečenie podpery Stabilita v rovine staveniska.

Stabilita oceľovej konštrukcie na rovine je jadrom a základom celkovej stability celej oceľovej konštrukcie. Len zabezpečením toho, že komponenty oceľovej konštrukcie zostanú stabilné na rovine, môžeme predísť nestabilite jednotlivých polôh pri následnom trojrozmernom procese výstavby.

2. Princíp jednoty

Presný výpočet je predpokladom a základom návrhu oceľovej konštrukcie. Pri navrhovaní rámov oceľovej konštrukcie by sa mala metóda výpočtu a očakávané hodnoty parametrov určiť podľa vyváženého vzťahu medzi konkrétnym rámom a rámom.

Tento krok je kľúčom k silovému výpočtu celého návrhu oceľovej konštrukcie. odkaz. V praxi sa však mnohí konštruktéri budú príliš spoliehať na osobné skúsenosti a priamo vykonajú výpočet stability rámu oceľovej konštrukcie podľa vlastných skúseností a ignorujú kroky výpočtu vyváženia.

Tento spôsob prevádzky nemá vedecké a komplexné výpočtové údaje a je ľahké spôsobiť chyby vo výpočte stabilného vzťahu. Výsledkom je, že návrh oceľovej konštrukcie nespĺňa požiadavky na pevnosť konštrukcie budovy, čo má za následok potenciálne bezpečnostné riziká.

Preto je potrebné vykonať výpočet rovnováhy a výpočet stability súčasne, pričom tieto dva sú nevyhnutné a mali by sa zjednotiť.

3. Princíp spolupráce

Celá oceľová konštrukcia sa skladá z viacerých jednotlivých komponentov oceľovej konštrukcie prostredníctvom zvárania, nitovania, skrutkového upevnenia a iných spojovacích prostriedkov a nakoniec tvorí veľkú stavebnú konštrukciu. [3] V procese navrhovania oceľových konštrukcií je preto potrebné zvážiť koordináciu rôznych konštrukčných komponentov, či už veľké alebo malé komponenty musia navzájom spolupracovať a nakoniec sa dajú dokonale spojiť do pevnej oceľovej konštrukcie ako celku. Pri návrhu oceľovej konštrukcie nemožno uvažovať len o stabilite jedného komponentu oceľovej konštrukcie a komplexne zvážiť stav všetkých komponentov a vykonať presný kombinačný výpočet. Len vtedy, keď je každý komponent dokonale zladený, môže byť celá konštrukcia vysoko stabilná, maximalizovať úlohu každého komponentu a zabezpečiť celkovú pevnosť konštrukcie.

Kľúčové body návrhu stability oceľovej konštrukcie

1. Návrh sily

Jedným z najdôležitejších ukazovateľov oceľovej konštrukcie je úroveň jej napätia. Pri návrhu je na prvom mieste nosnosť oceľovej konštrukcie.

Oceľová konštrukcia má vo všeobecnosti dizajn v tvare T alebo L, ktorý sa považuje za stabilitu konštrukcie. Použitie týchto dvoch tvarov môže dobre rozložiť celkovú hmotnosť budovy a dosiahnuť účel vyváženej podpory.

V praxi stavebného inžinierstva je oceľová konštrukcia bežnou konštrukciou na okraji budovy, ktorá hrá úlohu pri podpore budovy. Pri celkovom návrhu stavby by sa malo použitie oceľových konštrukcií čo najviac riadiť princípom symetrie.

Účelom je umožniť každej oceľovej konštrukcii rovnomerne znášať silu celej budovy a zabrániť tomu, aby jednotlivé oceľové konštrukcie znášali príliš veľký alebo príliš malý tlak.

Okrem toho sú rôzne požiadavky na namáhanie a stabilitu pre rôzne časti oceľovej konštrukcie. Napríklad požiadavka na pevnú podperu v oceľovej konštrukcii je zabrániť posunutiu, takže nosnosť tejto časti musí byť vysoká, ale pre oceľový nosníkový rám okrem toho, že hrá pozdĺžnu nosnú úlohu, je potrebné zvážiť, aby sa to nestalo v horizontálnej polohe.

Charakteristiky napätia rôznych častí oceľovej konštrukcie by sa mali odraziť v návrhu, aby sa predišlo nestabilite v dôsledku nedostatočného zohľadnenia. Napokon je veľmi dôležitá aj špecifická stavebná operácia oceľovej konštrukcie. Personál na stavbe sa musí dôsledne riadiť projektovými výkresmi, minimalizovať konštrukčné chyby, posilniť vzájomnú spoluprácu medzi oddeleniami, realizovať výstavbu v prísnom súlade s normami a posilniť správu detailov.

2. Antikorózny dizajn

Budovy budú vystavené erózii v rôznych prírodných podmienkach, keď sa používajú v rôznych prostrediach. V špeciálnych prostrediach, ako je vlhkosť a soľná hmla, kvôli vlastným vlastnostiam kovov ľahko korodujú a ovplyvňujú ich stabilitu.

Vo všeobecnosti sú kovové materiály náchylné na galvanickú aj chemickú koróziu. Moderná materiálová veda vyvinula antikorózne nátery pre rôzne podmienky prostredia pre prostredie použitia kovov používaných v stavebníctve.

Vo vlhkom prostredí môže rozmazanie antikoróznej farby na povrchu oceľovej konštrukcie izolovať vodu a vzduch, dva hlavné faktory, ktoré spôsobujú koróziu kovov, a zabrániť korózii oceľovej konštrukcie. Pri oceľových konštrukciách používaných v prostrediach s vysokou salinitou je ľahké spôsobiť elektrochemickú koróziu sodíkovými iónmi v morskej vode.

Podľa princípu elektrochemickej reakcie sa kovový materiál stáva jedným z produktov. Táto metóda môže vyriešiť problém oceľových konštrukcií. Problém korózie, aby sa zabezpečila pevnosť samotnej oceľovej konštrukcie a dosiahla sa stabilita konštrukcie.

3. Dizajn súvisiaci so stabilitou

V procese návrhu a výstavby oceľovej konštrukcie je okrem dokončenia výpočtu stability potrebné posilniť aj kontrolu celej oceľovej konštrukcie. Prísna kontrola je kľúčovým článkom na zabezpečenie toho, aby materiály oceľovej konštrukcie boli kvalifikované a spĺňali konštrukčné požiadavky. Metóda výpočtu kritického tlaku je bežnou metódou na predpovedanie hodnoty tlaku oceľových konštrukcií počas skutočného používania a často sa používa na skúšanie oceľových konštrukcií.

Keď výsledok merania napätia na oceľovej konštrukcii prekročí kritickú hodnotu, preukáže sa, že jej stabilita bola zničená a návrh namáhania oceľovej konštrukcie je potrebné včas upraviť, aby sa predišlo nestabilite.

Venujte pozornosť silovej analýze každého dielu vo vnútri oceľovej konštrukcie, optimalizujte silové detaily dielov, vyhnite sa problémom s nerovnomernou silou a ovplyvnite celkovú bezpečnosť konštrukcie. Suma sumárum, stabilita oceľovej konštrukcie má rozhodujúci vplyv na celkovú bezpečnosť a životnosť stavby.

V procese navrhovania oceľovej konštrukcie by mal dizajnér vykonať presné výpočty, komplexne zvážiť silový vzťah medzi komponentmi a urobiť dobrú antikoróznu úpravu ocele, vyhnúť sa nedostatkom oceľovej konštrukcie v čo najväčšej miere a poskytnúť plnú hrať na výhody oceľovej konštrukcie, čím podporuje neustály pokrok v architektonickom návrhu.