8 Osnovno znanje o jeklenih konstrukcijah

V zadnjih letih je proces urbanizacije vse hitrejši in hitrejši montažna jeklena zgradba industrija je dosegla razvoj brez primere. Ljudje imamo vedno višje zahteve glede izvedljivosti in varnosti zgradb. V sodobnem gradbeništvu, oblikovanje jeklene konstrukcije ima določene prednosti, njegova uporaba v gradbeništvu pa je čedalje obsežnejša. V kombinaciji z dolgoletnimi delovnimi izkušnjami, K-home povzel 8 strokovnih temeljnih znanj o jekleni konstrukciji, vsebina je dolga, prosimo, da jo potrpežljivo preberete:

1. Značilnosti jeklene konstrukcije:

1. Jeklena konstrukcija je lahka
2. Visoka zanesljivost dela jeklene konstrukcije
3. Jeklo ima dobro odpornost na vibracije (udarce) in udarce
4. Jekleno konstrukcijo je mogoče natančno in hitro sestaviti
5. Enostavno je narediti zaprto strukturo
6. Jekleno konstrukcijo je enostavno korodirati
7. Slaba požarna odpornost jeklene konstrukcije

2. Vrste in lastnosti pogosto uporabljenih jeklenih konstrukcij

1. Ogljikovo konstrukcijsko jeklo: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 itd.
2. Nizkolegirano strukturno jeklo visoke trdnosti
3. Visokokakovostno ogljikovo konstrukcijsko jeklo in legirano konstrukcijsko jeklo
4. Jeklo za posebne namene

3. Načela izbire materiala za jeklene konstrukcije

Načelo izbire materiala jeklene konstrukcije je zagotoviti nosilnost nosilne konstrukcije in preprečiti krhko odpoved pod določenimi pogoji. Celovito se upošteva glede na pomen konstrukcije, značilnosti obremenitve, strukturno obliko, napetostno stanje, način povezave, debelino jekla in delovno okolje. od.

Štiri vrste jekla, predlagane v »Kodeksu za načrtovanje jeklenih konstrukcij« GB50017-2003, so »primerne« vrste in so prva izbira, ko razmere to dopuščajo. Uporaba drugih vrst ni prepovedana, če uporabljeno jeklo izpolnjuje zahteve specifikacije.

Četrtič, glavna tehnična vsebina jeklene konstrukcije:

(a) Tehnologija visokih jeklenih konstrukcij. V skladu z višino stavbe in konstrukcijskimi zahtevami se uporabljajo okvir, nosilec okvirja, valj in velikanska okvirna konstrukcija, komponente pa so lahko jeklo, trd armirani beton ali beton iz jeklenih cevi. Jekleni členi so lahki in duktilni ter jih je mogoče variti ali valjati, kar je primerno za super visoke zgradbe; togi armiranobetonski elementi imajo visoko togost in dobro požarno odpornost ter so primerni za srednje in visoke zgradbe ali spodnje konstrukcije; Beton iz jeklenih cevi je enostaven za izdelavo, samo za konstrukcije stebrov.

(b) Tehnologija vesoljskih jeklenih konstrukcij. Vesoljska jeklena konstrukcija ima prednosti lahke teže, visoke togosti, lepega videza in hitre gradnje. Ploščata mreža krogličnega zgloba, večslojna mreža s spremenljivim prerezom in mrežasta lupina z jekleno cevjo kot palico so konstrukcijski tipi z največjo količino vesoljske jeklene konstrukcije v moji državi. Ima prednosti velike togosti prostora in nizke porabe jekla ter lahko zagotovi popoln CAD v postopkih načrtovanja, gradnje in pregledov. Poleg rešetkaste konstrukcije so v prostorskih konstrukcijah tudi viseče kabelske konstrukcije velikih razponov in kabelsko-membranske konstrukcije.

(c) Tehnologija lahkih jeklenih konstrukcij. Nova konstrukcijska oblika, sestavljena iz sten in strešnih ovojov, je izdelana iz svetlih jeklenih plošč. Sistem lahke jeklene konstrukcije, sestavljen iz tankostenskih jeklenih stenskih nosilcev v obliki črke H velikega preseka in strešnih gred, varjenih ali valjanih z jeklenimi ploščami nad 5 mm, okroglega jekla iz fleksibilnih podpornih sistemov in vijačnih povezav visoke trdnosti. 30 m ali več, višina lahko doseže več kot deset metrov, lahko pa se postavijo lahki žerjavi. Količina uporabljenega jekla je 20-30 kg/m2. Zdaj obstajajo standardizirani postopki načrtovanja in specializirana proizvodna podjetja z dobro kakovostjo izdelkov, hitro namestitvijo, majhno težo, nizkimi naložbami in gradnjo, ki ni omejena z letnimi časi, primerna za vse vrste lahkih industrijskih obratov.

(d) Tehnologija sestavljene konstrukcije jeklo-beton. Nosilna konstrukcija tramov in stebrov, sestavljena iz profilnega jekla ali jeklenih upravljalnih in betonskih komponent, je sestavljena konstrukcija iz jekla in betona, obseg njene uporabe pa se v zadnjih letih širi. Kompozitna struktura ima prednosti tako jekla kot betona, z visoko splošno trdnostjo, dobro togostjo in dobro potresno zmogljivostjo. Ko se uporablja zunanja betonska konstrukcija, ima boljšo požarno odpornost in odpornost proti koroziji. Kombinirani konstrukcijski elementi lahko na splošno zmanjšajo količino jekla za 15 do 20 %. Kompozitne talne in jeklene cevaste komponente, napolnjene z betonom, imajo tudi prednosti manj ali nič opažev, priročno in hitro gradnjo ter velik promocijski potencial. Primeren je za okvirne nosilce, stebre in tla večnadstropnih ali visokih zgradb z velikimi obremenitvami, industrijska zgradba stebri in tla itd.

(e) Visoko trdna vijačna povezava in tehnologija varjenja. Vijaki visoke trdnosti prenašajo napetost s trenjem in so sestavljeni iz treh delov: vijakov, matic in podložk. Visoko trdna vijačna povezava ima prednosti enostavne konstrukcije, fleksibilne demontaže, visoke nosilnosti, dobre odpornosti proti utrujenosti in samozaklepanja ter visoke varnosti. V projektu je nadomestil kovičenje in delno varjenje ter postal glavni način povezovanja pri proizvodnji in montaži jeklenih konstrukcij. Za jeklene komponente in debele plošče, izdelane v delavnici, je treba uporabiti avtomatsko obločno varjenje pod praškom z več žicami, za okvirje škatlastega stebra pa je treba uporabiti varjenje z elektro žlindro s talilno šobo in druge tehnologije. Pri namestitvi in ​​konstrukciji na terenu je treba uporabiti polavtomatsko varilno tehnologijo, varilno žico s polnjenim jedrom v plinski zaščiti in tehnologijo varilne žice s polnjenim jedrom v samozaščitni zaščiti.

(f) Tehnologija zaščite jeklenih konstrukcij. Zaščita jeklenih konstrukcij vključuje protipožarno, protikorozijsko zaščito in zaščito pred rjo. Na splošno ni treba izvajati protikorozijske obdelave po obdelavi z ognjevarnim premazom, vendar je še vedno potrebna protikorozijska obdelava v zgradbah s korozivnim plinom. Obstaja veliko vrst protipožarnih premazov za gospodinjstvo, kot so serija TN, MC-10 itd. Med njimi so ognjevarni premazi MC-10 alkidna emajlirana barva, barva s klorirano gumo, barva s fluorokavčukom in barva s klorosulfonom. Pri konstrukciji je treba izbrati ustrezno prevleko in debelino prevleke glede na vrsto jeklene konstrukcije, zahteve glede stopnje požarne odpornosti in okoljske zahteve.

5. Cilji in ukrepi jeklene konstrukcije:

Inženiring jeklenih konstrukcij vključuje širok razpon tehničnih težav in mora pri promociji in uporabi slediti nacionalnim in industrijskim standardom. Lokalni gradbeni upravni oddelki bi morali biti pozorni na gradnjo stopnje specializacije inženiringa jeklenih konstrukcij, organizirati usposabljanje inšpekcijskih skupin za kakovost ter pravočasno povzeti delovne prakse in nove tehnologije. Visoke šole in univerze, oblikovalski oddelki in gradbena podjetja bi morali pospešiti usposabljanje inženirskih tehnikov za jeklene konstrukcije in spodbujati zrelo tehnologijo CAD za jeklene konstrukcije. Množična akademska skupina bi morala sodelovati pri razvoju tehnologije jeklenih konstrukcij, izvajati obsežne akademske izmenjave in dejavnosti usposabljanja doma in v tujini ter aktivno izboljševati splošno raven tehnologije načrtovanja, proizvodnje, gradnje in vgradnje jeklenih konstrukcij in je lahko nagrajena v bližnja prihodnost.

6. Način povezovanja jeklene konstrukcije

Obstajajo trije načini povezovanja jeklenih konstrukcij: varilni spoj, vijačni spoj in kovičen spoj.

(a), Povezava varilnega šiva

Povezava varilnega šiva je, da delno stopi elektrodo in zvar s toploto, ki jo ustvari oblok, nato pa po ohlajanju kondenzira v zvar, tako da poveže zvar kot celoto.

Prednosti: brez oslabitve sestavnega dela, prihranek jekla, enostavna struktura, priročna izdelava, visoka togost povezave, dobro tesnjenje, enostavno samodejno delovanje pod določenimi pogoji in visoka učinkovitost proizvodnje.

Slabosti: Toplotno prizadeto območje jekla v bližini zvara zaradi visoke temperature varjenja je lahko na nekaterih delih krhko; med postopkom varjenja je jeklo izpostavljeno neenakomerno porazdeljeni visoki temperaturi in ohlajanju, kar ima za posledico varilno zaostalo napetost in preostalo deformacijo konstrukcije. Nosilnost, togost in zmogljivost imajo določen vpliv; zaradi visoke togosti varjene konstrukcije se lokalne razpoke, ko se pojavijo, zlahka razširijo v celoto, zlasti pri nizkih temperaturah. Lahko se pojavijo napake, ki zmanjšajo utrujenost.

(b), vijačna povezava

Vijačna povezava je povezava konektorjev v eno telo s pomočjo vijakov, kot so pritrdilni elementi. Obstajata dve vrsti vijačnih povezav: navadne vijačne povezave in vijačne povezave visoke trdnosti.

Prednosti: preprost postopek gradnje in priročna montaža, posebej primeren za montažo in povezovanje na mestu ter enostaven za demontažo, primeren za strukture, ki zahtevajo montažo in demontažo ter začasne povezave.

Slabosti: Pri montaži je potrebno odpreti luknje na plošči in poravnati luknje, kar poveča obremenitev izdelave in zahteva visoko natančnost izdelave; luknje za vijake tudi oslabijo prerez sestavnih delov, povezani deli pa se morajo pogosto prekrivati ​​ali dodati pomožne povezave. Plošča (ali kotno jeklo), zato je struktura bolj zapletena in stane več jekla.

(c), Zakovična povezava

Spoj zakovice je zakovica s polkrožno montažno glavo na enem koncu, palica za žebelj pa se po rdečem žganju hitro vstavi v luknjo za žebelj povezovalnega dela, nato pa je drugi konec zakovičen v glavo žeblja z zakovico pištolo, da bo povezava tesna. trdna.

Prednosti: kovičen prenos sile je zanesljiv, plastičnost in žilavost sta dobri, kakovost je enostavna za preverjanje in garancijo ter se lahko uporablja za težke in neposredno nosilne konstrukcije z dinamično obremenitvijo.

Slabosti: Postopek kovičenja je zapleten, stroški izdelave so delo in material, delovna intenzivnost pa je visoka, zato so ga v bistvu nadomestili z varjenjem in vijačnimi povezavami visoke trdnosti.

7. Varilna povezava

(A) Metoda varjenja

Običajno uporabljena metoda varjenja jeklenih konstrukcij je obločno varjenje, vključno z ročnim obločnim varjenjem, avtomatskim ali polavtomatskim obločnim varjenjem in varjenjem v zaščitnem plinu.

Ročno obločno varjenje je najpogosteje uporabljena metoda varjenja jeklenih konstrukcij, s preprosto opremo ter prilagodljivim in priročnim delovanjem. Vendar pa so delovni pogoji slabi, proizvodna učinkovitost nižja kot pri avtomatskem ali polavtomatskem varjenju, variabilnost kakovosti zvara je velika, kar je v določeni meri odvisno od tehnične ravni varilca.

Kakovost zvara pri avtomatskem varjenju je stabilna, notranje napake zvara so manjše, plastičnost je dobra, udarna žilavost pa dobra, kar je primerno za varjenje dolgih neposrednih zvarov. Polavtomatsko varjenje je primerno za varjenje krivulj ali zvarov poljubnih oblik zaradi ročnega upravljanja. Avtomatsko in polavtomatsko varjenje mora uporabljati varilno žico in tok, ki je primeren za glavno kovino, varilna žica mora izpolnjevati zahteve nacionalnih standardov, tok pa je treba določiti v skladu z zahtevami varilnega postopka.

Varjenje z zaščito pred plinom uporablja plin inertnega plina (ali CO2) kot zaščitni medij obloka za izolacijo staljene kovine od zraka in tako ohranja stabilnost varjenja. Ogrevanje obloka pri varjenju z zaščito pred plinom je koncentrirano, hitrost varjenja je visoka in globina preboja je velika, zato je trdnost zvara večja kot pri ročnem varjenju. Dobra plastičnost in odpornost proti koroziji, primerna za varjenje debelih jeklenih plošč.

(b), Oblika zvara

Obliko spoja varilnega šiva lahko razdelimo na štiri oblike: sočelni spoj, prekrivni spoj, spoj v obliki črke T in kotni spoj glede na medsebojni položaj povezanih komponent. Zvari, ki se uporabljajo za te povezave, so v dveh osnovnih oblikah, sočelni zvari in kotni zvari. Pri specifični uporabi ga je treba izbrati glede na moč povezave v kombinaciji s pogoji izdelave, namestitve in varjenja.

(C) Struktura zvara

1. Čelni zvar

Soležni zvari prenašajo silo neposredno, gladko in nimajo pomembne koncentracije napetosti, zato imajo dobre mehanske lastnosti in so primerni za spajanje komponent, ki nosijo statične in dinamične obremenitve. Vendar pa je zaradi zahtev po visoki kakovosti sočelnih zvarov varilna reža med zvari stroga in se običajno uporablja v tovarniško izdelanih povezavah.

2. Kotni zvar

Oblika kotnih zvarov: kotne zvare lahko razdelimo na stranske kotne zvare, ki so vzporedni s smerjo delovanja sile, in sprednje kotne zvare, ki so pravokotni na smer delovanja sile in poševno sekajo smer delovanja sile glede na njihovo smer dolžine in smer delovanja zunanje sile. . poševni kotni zvari in okoliški zvari.

Oblika prečnega prereza kotnega zvara je razdeljena na navaden tip, tip ravnega naklona in tip globokega preboja. Hf na sliki se imenuje velikost kotnega zvara. Razmerje strani kraka navadnega odseka je 1:1, kar je podobno enakokrakemu pravokotnemu trikotniku, prenosna linija sile pa je močneje upognjena, zato je koncentracija napetosti resna. Za strukturo, ki neposredno nosi dinamično obremenitev, mora sprednji kotni zvar imeti raven nagib z razmerjem velikosti obeh kotnih robov 1:1.5 (dolga stran mora slediti smeri zvara), da bi bil prenos sile gladek. notranja sila), stranski kotni zvar pa mora imeti razmerje 1. : 1 globoka penetracija.

8. Vijačna povezava

(A). Struktura navadne vijačne povezave

Oblika in specifikacija navadnih vijakov

Običajna oblika, ki jo uporablja jeklena konstrukcija, je velika šesterokotna glava, koda pa je predstavljena s črko M ter nazivnim in premerom (mm). M18, M20, M22, M24 se običajno uporabljajo v inženirstvu. V skladu z mednarodnimi standardi so vijaki enotno predstavljeni s svojimi stopnjami učinkovitosti, kot so "razred 4.6", "razred 8.8" itd. Številka pred decimalno vejico označuje najmanjšo natezno trdnost materiala vijaka, na primer "4" za 400N/mm2 in "8" za 800N/mm2. Številke za decimalno vejico (0.6, 0.8) označujejo razmerje tečenja materiala vijaka, to je razmerje med mejo tečenja in minimalno natezno trdnostjo.

Glede na natančnost obdelave sornikov so navadni sorniki razdeljeni na tri stopnje: A, B in C.

Vijaki razreda A in B (prečiščeni vijaki) so izdelani iz jekla razreda 8.8, struženi s strojnimi orodji, z gladkimi površinami in natančnimi dimenzijami ter so opremljeni z luknjami razreda I (to pomeni, da so luknje za vijake izvrtane ali razširjene na sestavljene komponente, stena luknje je gladka in luknja natančna). Zaradi visoke natančnosti obdelave, tesnega stika s steno luknje, majhne deformacije povezave in dobre mehanske lastnosti se lahko uporablja za povezave z velikimi strižnimi in nateznimi silami. Je pa bolj delovno intenziven in dražji za izdelavo in namestitev, zato se manj uporablja v jeklenih konstrukcijah.

Vijaki razreda C (grobi vijaki) so izdelani iz jekla razreda 4.6 ali 4.8, groba obdelava in velikost ni dovolj natančna. Potrebne so le luknje tipa II (to pomeni, da so luknje za vijake preluknjane na enem delu naenkrat ali izvrtane brez svedra. Na splošno je premer luknje večji od premera vijakov. Premer palice je 1–2 mm večji). Pri prenosu strižne sile je deformacija povezave velika, vendar je zmogljivost prenosa natezne sile še vedno dobra, delovanje ne zahteva posebne opreme in stroški so nizki. Običajno se uporablja za vijačne povezave v napetosti in sekundarne strižne povezave v konstrukcijah, ki so statično ali posredno dinamično obremenjene.

Razporeditev navadnih vijačnih povezav

Razporeditev vijakov mora biti preprosta, enotna in kompaktna, da ustreza zahtevam glede sile, struktura pa mora biti razumna in enostavna za namestitev. Obstajata dve vrsti razporeditve: ena ob drugi in zamaknjena (kot je prikazano na sliki). Vzporedni je enostavnejši, zamaknjen pa bolj kompakten.

(B). Napetostne značilnosti navadnih vijačnih povezav

• Spoj s strižnimi vijaki
• Natezni vijačni priključek
• Vlečno-strižna vijačna povezava

(C). Napetostne značilnosti vijakov visoke trdnosti

Vijačne povezave visoke trdnosti lahko razdelimo na torne in tlačne glede na konstrukcijo in zahteve glede sile. Ko je torna povezava izpostavljena strigu, lahko največji torni upor nastane med ploščama, ko zunanja strižna sila doseže mejno stanje; ko pride do relativnega zdrsa med ploščama, se šteje, da je povezava neuspešna in poškodovana. Ko je povezava, ki nosi pritisk, strižna, je dovoljeno premagati silo trenja in pride do relativnega zdrsa med ploščama, nato pa lahko zunanja sila še naprej narašča in končna odpoved striženja vijaka ali nosilnega tlaka v steni luknje je mejno stanje.

Henan Steel Structure Engineering Technology Co., Ltd. je specializirano za gradnjo delavnic za jeklene konstrukcije, skladišč, delavnic in drugih projektov ter lahko zagotovi ponudbe, upodobitve, risbe za namestitev in druge storitve v skladu s proračunom. Za dodatna vprašanja se obrnite na našo strokovno ekipo.

Priporočeno branje