Načela načrtovanja stabilnosti jeklenih konstrukcij

Minimalizem: Kot glavna konstrukcijska oblika v arhitekturnem oblikovanju, Jeklena konstrukcija se pogosto uporablja pri oblikovanju velike delavnice, mostovi in ​​stolpnice. Konstrukcijsko jeklo, uporabljeno v jekleni konstrukciji, ima številne prednosti, kot so odpornost proti deformacijam, odpornost proti koroziji, odpornost proti potresu in zahteve glede varstva okolja, zato se lahko široko uporablja na področju arhitekturnega oblikovanja.

Ko se jeklene konstrukcije uporabljajo v gradbenih projektih, njihova strukturna stabilnost kot ključen kazalec neposredno določa kakovost in življenjsko dobo stavb. Temelji na K-homeNa podlagi dolgoletnih izkušenj z arhitekturnim projektiranjem ta članek obravnava stabilnost jeklenih konstrukcij v gradbeništvu in nudi reference za ustrezna vprašanja.

Predgovor

V dolgoletnem razvoju gradbene tehnologije zavzema jeklena konstrukcija pomembno mesto. Trenutno se kot glavna arhitekturna struktura pogosto uporablja v različnih arhitekturnih načrtih, zlasti v tovarn, mostovi, letališča, gledališča, super visoke stavbe. in druge velike zgradbe.

V prejšnjem stoletju zaradi nerazvite tehnologije taljenja jekla in visoke vsebnosti ogljika v konstrukcijskem jeklu zaradi njegove žilavosti in korozijske odpornosti jeklene konstrukcije niso bile cenjene na področju arhitekturnega projektiranja in so bile nekoč marginalizirane in skoraj izločene.

V zadnjih letih se je z nenehnim napredkom tehnologije taljenja kovin široko proizvajalo konstrukcijsko jeklo visoke trdnosti, visoke žilavosti, odporno proti koroziji, arhitekti pa so ponovno dali prednost jeklenim konstrukcijam in se vedno pogosteje uporabljajo v različnih projektih. Med gradnjo je igral pozitivno vlogo pri zmanjšanju skupne strukturne teže stavbe in izboljšanju splošne varnosti stavbe.

Z nenehnim razvojem gradbene tehnologije postaja uporaba jeklenih konstrukcij vse obsežnejša, različni kompleksni pogoji uporabe pa postavljajo na hudo preizkušnjo njene stabilnosti.

Koncept jeklene konstrukcije

Kot že ime pove, je jeklena konstrukcija vrsta gradbene konstrukcije, ki uporablja jeklo kot glavno surovino za strukturno konstrukcijo. Z različnimi jeklenimi komponentami, kot so jekleni nosilci, jeklene plošče in jekleni stebri, se za spajanje in montažo pri gradnji velikih zgradb uporabljajo varjenje, kovičenje in druge metode povezovanja. Jeklene konstrukcije uporabljajo različne vrste jekla kot glavni material.

Za razliko od običajnega betona in drugih gradbenih materialov ima jeklo lastnosti majhne teže, močne žilavosti itd. in lahko prenese večje sile. Zato se načrtovanje jeklenih konstrukcij pogosto uporablja pri načrtovanju velikih in srednje velikih zgradb. Jeklena konstrukcija ima stabilno strukturo in ni zlahka deformirana, kar lahko zagotovi dobro varnost in stabilnost stavbe. V nekaterih posebnih primerih pa lahko pride tudi do nestabilnosti jeklene konstrukcije.

Obstajata dve pogosti situaciji: ena je, da čezmerni pritisk neposredno deluje na točko ravnotežja sil, kar ima za posledico neenakomerno obremenitev strukture kot celote. Drugi je, da ima notranja struktura zaradi dolgotrajne uporabe jeklenih strukturnih elementov težave, kot je duševna utrujenost, notranja struktura pa izgubi svojo podporno funkcijo, kar povzroči nestabilnost celotne strukture.

Pred načrtovanjem jeklene konstrukcije je treba razjasniti značilnosti stabilnosti te konstrukcije, da bi imeli ciljno usmerjen proces načrtovanja, se izognili strukturnim slabostim, v celoti izkoristili prednosti jeklenih konstrukcij in izboljšali delovanje jeklenih konstrukcij v stavbah. vlogo.

Načela izboljšanja konstrukcijske stabilnosti jeklenih konstrukcij

Stabilnost jeklene konstrukcije je najpomembnejši dejavnik pri načrtovanju jeklene konstrukcije. V dolgoletni inženirski praksi in teoretičnih raziskavah so inženirji in tehniki povzeli tri načela načrtovanja za izboljšanje stabilnosti jeklene konstrukcije.

1. Načelo stabilnosti

Načelo stabilnosti zasnove jeklene konstrukcije zahteva, da se v fazi risanja načrta načrta jeklene konstrukcije nariše načrt jeklene konstrukcije v skladu z ustreznimi zahtevami različnih zgradb, s poudarkom na zagotavljanju podpornih delov v načrtna risba jeklene konstrukcije in zagotavljanje stabilnosti podpore v ravnini mesta.

Stabilnost jeklene konstrukcije na ravnini je jedro in temelj splošne stabilnosti celotne jeklene konstrukcije. Samo z zagotavljanjem stabilnosti elementov jeklene konstrukcije na ravnini se lahko izognemo nestabilnosti posameznih položajev med nadaljnjo tridimenzionalno gradnjo.

2. Načelo enotnosti

Natančen izračun je predpostavka in temelj načrtovanja jeklene konstrukcije. Pri načrtovanju okvirjev jeklenih konstrukcij je treba metodo izračuna in pričakovane vrednosti parametrov določiti glede na uravnoteženo razmerje med specifičnim okvirjem in okvirjem.

Ta korak je ključen za izračun sile celotne zasnove jeklene konstrukcije. povezava. Vendar se bo v praksi veliko oblikovalcev preveč zanašalo na osebne izkušnje in neposredno izvedlo izračun stabilnosti okvirja jeklene konstrukcije glede na lastne izkušnje in zanemarilo korake izračuna ravnotežja.

Temu načinu delovanja primanjkuje znanstvenih in izčrpnih podatkov o izračunih, zato je enostavno povzročiti napake pri izračunu stabilnega razmerja. Posledično zasnova jeklene konstrukcije ne izpolnjuje zahtev konstrukcijske trdnosti stavbe, kar povzroča potencialne varnostne nevarnosti.

Zato je treba izračun ravnotežja in izračun stabilnosti izvajati hkrati, oba sta nepogrešljiva in ju je treba poenotiti.

3. Načelo sodelovanja

Celotna jeklena konstrukcija je sestavljena iz več posameznih komponent jeklene konstrukcije z varjenjem, kovičenjem, pritrjevanjem z vijaki in drugimi povezovalnimi sredstvi ter na koncu tvori veliko gradbeno strukturo. [3] Zato je treba v procesu načrtovanja jeklene konstrukcije upoštevati koordinacijo različnih strukturnih komponent, ali morajo velike ali majhne komponente sodelovati med seboj in jih je končno mogoče popolnoma združiti v trdno jekleno konstrukcijo kot celoto. Pri zasnovi jeklene konstrukcije ni mogoče upoštevati samo stabilnosti posamezne komponente jeklene konstrukcije, temveč je treba celovito upoštevati pogoje vseh komponent in izvesti natančen izračun kombinacije. Šele ko se vsaka komponenta popolnoma ujema, je lahko celotna struktura zelo stabilna, poveča vlogo vsake komponente in zagotovi celotno trdnost strukture.

Ključne točke načrtovanja stabilnosti jeklene konstrukcije

1. Force Design

Eden najpomembnejših pokazateljev jeklene konstrukcije je njena stopnja napetosti. Pri projektiranju je na prvem mestu nosilnost jeklene konstrukcije.

Jeklena konstrukcija ima na splošno obliko v obliki črke T ali L, kar velja za stabilnost konstrukcije. Uporaba teh dveh oblik lahko dobro razprši celotno težo zgradbe in doseže namen uravnotežene podpore.

V praksi gradbenega inženiringa je jeklena konstrukcija pogosta konstrukcija na obodu stavbe, ki igra vlogo podpore stavbe. V celotni zasnovi objekta naj bi uporaba jeklenih konstrukcij čim bolj sledila načelu simetrije.

Namen je omogočiti, da vsaka jeklena konstrukcija enakomerno prenese silo celotnega objekta in prepreči, da bi posamezne jeklene konstrukcije nosile prevelik ali premajhen pritisk.

Poleg tega so tudi zahteve glede napetosti in stabilnosti za različne dele jeklene konstrukcije različne. Na primer, zahteva za fiksno podporo v jekleni konstrukciji je preprečiti premik, zato mora biti nosilna zmogljivost tega dela visoka, vendar je za okvir jeklenega nosilca poleg tega, da igra vzdolžno nosilno vlogo, tudi je treba razmisliti o preprečitvi, da bi se to zgodilo v vodoravnem položaju.

Napetostne značilnosti različnih delov jeklene konstrukcije se morajo odražati v načrtu, da se prepreči nestabilnost zaradi nezadostnega upoštevanja. Končno je zelo pomembna tudi specifična konstrukcijska operacija jeklene konstrukcije. Gradbeno osebje na gradbišču mora dosledno upoštevati projektne risbe, zmanjšati napake pri gradnji, okrepiti medsebojno sodelovanje med oddelki, izvajati gradnjo v strogem skladu s standardi in okrepiti upravljanje podrobnosti.

2. Protikorozijska zasnova

Zgradbe bodo izpostavljene eroziji v različnih naravnih razmerah, če se bodo uporabljale v različnih okoljih. V okoljih posebne uporabe, kot sta vlaga in slani prs, so zaradi inherentnih lastnosti kovin zlahka korodirane in vplivajo na njihovo stabilnost.

Na splošno so kovinski materiali dovzetni za galvansko in kemično korozijo. Sodobna znanost o materialih je razvila protikorozijske premaze za različne okoljske pogoje za okolje uporabe kovin, ki se uporabljajo v gradbeništvu.

V vlažnem okolju lahko z mazanjem protikorozijske barve na površino jeklene konstrukcije izolirate vodo in zrak, dva glavna dejavnika, ki povzročata korozijo kovin, in preprečite korozijo jeklene konstrukcije. Pri jeklenih konstrukcijah, ki se uporabljajo v okoljih z visoko slanostjo, je enostavno povzročiti elektrokemično korozijo z natrijevimi ioni v morski vodi.

V skladu z načelom elektrokemične reakcije kovinski material postane eden od produktov. Ta metoda lahko reši problem jeklenih konstrukcij. Problem korozije, da se zagotovi trdnost same jeklene konstrukcije in doseže stabilnost konstrukcije.

3. Zasnova, povezana s stabilnostjo

V procesu projektiranja in izdelave jeklene konstrukcije je poleg izvedbe stabilnostnega izračuna potrebno okrepiti tudi pregled celotne jeklene konstrukcije. Stroga inšpekcija je ključna povezava do zagotavljanja, da so materiali za jeklene konstrukcije kvalificirani in izpolnjujejo zahteve glede načrtovanja. Metoda izračuna kritičnega tlaka je običajna metoda za napovedovanje vrednosti tlaka jeklenih konstrukcij med dejansko uporabo in se pogosto uporablja za preskušanje jeklenih konstrukcij.

Ko rezultat merjenja napetosti na jekleni konstrukciji preseže kritično vrednost, dokazuje, da je bila njena stabilnost uničena, zato je treba načrt napetosti jeklene konstrukcije pravočasno prilagoditi, da se prepreči nestabilnost.

Bodite pozorni na analizo sile vsakega dela znotraj jeklene konstrukcije, optimizirajte podrobnosti o sili delov, se izognite problemu neenakomerne sile in vplivajte na splošno konstrukcijsko varnost. Če povzamemo, stabilnost jeklene konstrukcije odločilno vpliva na celotno varnost in življenjsko dobo objekta.

V procesu načrtovanja jeklene konstrukcije mora projektant opraviti natančne izračune, celovito upoštevati razmerje sil med komponentami in opraviti dobro protikorozijsko obdelavo jekla, se v največji meri izogniti pomanjkljivostim jeklene konstrukcije in zagotoviti popolno izkoristiti prednosti jeklene konstrukcije in s tem spodbujati stalen napredek arhitekturnega oblikovanja.