Parimet e projektimit të qëndrueshmërisë së strukturës së çelikut

Abstrakt: Si forma kryesore e ndërtimit në projektimin arkitektonik, strukturë çeliku përdoret gjerësisht në projektimin e punishte të mëdha, ura dhe ndërtesa të larta. Çeliku i konstruksionit i përdorur në strukturën e çelikut ka shumë përparësi si anti-deformimi, rezistenca ndaj korrozionit, rezistenca ndaj tërmetit dhe kërkesa për mbrojtjen e mjedisit, kështu që mund të përdoret gjerësisht në fushën e projektimit arkitektonik.

Kur strukturat e çelikut përdoren në projektet e ndërtimit, qëndrueshmëria e tyre strukturore, si një tregues vendimtar, përcakton drejtpërdrejt cilësinë dhe jetën e shërbimit të ndërtesave. Bazuar në K-homeGjatë viteve të përvojës së projektimit arkitektonik, ky punim diskuton stabilitetin e strukturave të çelikut në inxhinierinë e ndërtimit dhe ofron referenca për çështjet përkatëse.

parathënie libri

Në zhvillimin e gjatë të teknologjisë inxhinierike të ndërtimit, struktura e çelikut zë një pozicion të rëndësishëm. Aktualisht, si një strukturë kryesore arkitekturore, ajo përdoret gjerësisht në dizajne të ndryshme arkitekturore, veçanërisht në fabrika, ura, aeroporte, teatro, ndërtesa super të larta. dhe ndërtesa të tjera të mëdha.

Në shekullin e kaluar, për shkak të teknologjisë së pazhvilluar të shkrirjes së çelikut dhe përmbajtjes së lartë të karbonit të çelikut të ndërtimit, qëndrueshmëria dhe rezistenca e tij ndaj korrozionit bënë që strukturat prej çeliku të mos vlerësoheshin në fushën e projektimit arkitektonik dhe dikur u margjinalizuan dhe pothuajse u eliminuan.

Vitet e fundit, me përparimin e vazhdueshëm të teknologjisë së shkrirjes së metaleve, është prodhuar gjerësisht çeliku ndërtimor me rezistencë të lartë, rezistencë të lartë, rezistente ndaj korrozionit dhe strukturat prej çeliku janë favorizuar sërish nga arkitektët dhe përdoren gjithnjë e më shumë në projekte të ndryshme. Gjatë ndërtimit, ai ka luajtur një rol pozitiv në uljen e peshës së përgjithshme strukturore të ndërtesës dhe përmirësimin e sigurisë së përgjithshme të ndërtesës.

Me zhvillimin e vazhdueshëm të teknologjisë së ndërtimit, përdorimi i konstruksioneve prej çeliku është bërë gjithnjë e më i gjerë dhe kushte të ndryshme komplekse përdorimi kanë vënë përpara një provë të rëndë për qëndrueshmërinë e tij.

Koncepti i strukturës së çelikut

Siç sugjeron emri, struktura e çelikut është një lloj strukture ndërtimi që përdor çelikun si lëndën e parë kryesore për ndërtimin strukturor. Përmes komponentëve të ndryshëm të çelikut si trarët e çelikut, pllakat e çelikut dhe kolonat e çelikut, saldimi, thumba dhe metoda të tjera lidhjeje përdoren për bashkimin dhe montimin për të ndërtuar ndërtesa të mëdha. Strukturat e çelikut përdorin lloje të ndryshme çeliku si material kryesor.

Ndryshe nga betoni i zakonshëm dhe materialet e tjera të ndërtimit, çeliku ka karakteristikat e peshës së lehtë, rezistencës së fortë, etj., dhe mund të përballojë forca më të mëdha. Prandaj, dizajni i strukturës së çelikut përdoret shpesh në projektimin e ndërtesave të mëdha dhe të mesme. Struktura e çelikut ka një strukturë të qëndrueshme dhe nuk deformohet lehtë, gjë që mund të sigurojë siguri dhe qëndrueshmëri të mirë për ndërtesën. Megjithatë, në disa raste të veçanta mund të ndodhë edhe paqëndrueshmëria e strukturës së çelikut.

Ekzistojnë dy situata të zakonshme: njëra është se presioni i tepërt vepron drejtpërdrejt në pikën e balancës së forcës, duke rezultuar në stres të pabarabartë në strukturën në tërësi. Tjetra është se për shkak të përdorimit afatgjatë të pjesëve konstruktive të çelikut, struktura e brendshme ka probleme të tilla si lodhje mendore, dhe struktura e brendshme humbet funksionin e saj mbështetës, duke rezultuar në paqëndrueshmërinë e strukturës së përgjithshme.

Përpara projektimit të një konstruksioni çeliku, është e nevojshme të sqarohen karakteristikat e qëndrueshmërisë së kësaj strukture, në mënyrë që të kemi një proces projektimi të synuar, të shmangim dobësitë strukturore, t'i japim lojë të plotë avantazheve të strukturave prej çeliku dhe të bëjmë që strukturat e çelikut në ndërtesa të luajnë një lojë më të mirë. rol.

Parimet e përmirësimit të qëndrueshmërisë së projektimit të strukturave të çelikut

Stabiliteti i strukturës së çelikut është faktori më i rëndësishëm në projektimin e strukturës së çelikut. Në praktikën inxhinierike afatgjatë dhe kërkimin teorik, inxhinierët dhe teknikët kanë përmbledhur tre parime të projektimit për të përmirësuar qëndrueshmërinë e strukturës së çelikut.

1. Parimi i Stabilitetit

Parimi i qëndrueshmërisë së projektimit të strukturës së çelikut kërkon që në fazën e vizatimit të planit të projektimit të konstruksionit të çelikut, vizatimi planifikues i strukturës së çelikut të vizatohet sipas kërkesave përkatëse të ndërtesave të ndryshme, duke u fokusuar në sigurimin e pjesëve mbështetëse në vizatimi i planit të konstruksionit të çelikut dhe sigurimi i qëndrueshmërisë së mbështetjes në rrafshin e kantierit.

Stabiliteti i strukturës së çelikut në aeroplan është thelbi dhe themeli i stabilitetit të përgjithshëm të të gjithë strukturës së çelikut. Vetëm duke u siguruar që përbërësit e strukturës së çelikut të mbeten të qëndrueshme në aeroplan, mund të shmangim paqëndrueshmërinë e pozicioneve individuale gjatë procesit të mëvonshëm të ndërtimit tredimensional.

2. Parimi i Unitetit

Llogaritja e saktë është premisa dhe themeli i projektimit të strukturës së çelikut. Gjatë projektimit të kornizave të strukturës së çelikut, metoda e llogaritjes dhe vlerat e pritshme të parametrave duhet të përcaktohen sipas marrëdhënies së balancuar midis kornizës specifike dhe kornizës.

Ky hap është çelësi për llogaritjen e forcës së të gjithë dizajnit të strukturës së çelikut. lidhje. Sidoqoftë, në praktikë, shumë projektues do të mbështeten shumë në përvojën personale dhe do të kryejnë drejtpërdrejt llogaritjen e qëndrueshmërisë së kornizës së strukturës së çelikut sipas përvojës së tyre dhe do të injorojnë hapat e llogaritjes së bilancit.

Kësaj metode operimi i mungojnë të dhënat e llogaritjes shkencore dhe gjithëpërfshirëse dhe është e lehtë të shkaktohen gabime në llogaritjen e marrëdhënies së qëndrueshme. Si rezultat, dizajni i strukturës së çelikut dështon të përmbushë kërkesat e forcës strukturore të ndërtesës, duke rezultuar në rreziqe të mundshme sigurie.

Prandaj, llogaritja e ekuilibrit dhe llogaritja e stabilitetit duhet të kryhen në të njëjtën kohë, dhe të dyja janë të domosdoshme dhe duhet të unifikohen.

3. Parimi i Bashkëpunimit

E gjithë struktura e çelikut përbëhet nga disa komponentë të vetëm të strukturës së çelikut përmes saldimit, ribatinimit, fiksimit të vidhave dhe mjeteve të tjera të lidhjes, dhe në fund formon një strukturë të madhe ndërtimi. [3] Prandaj, në procesin e projektimit të strukturës së çelikut, duhet të merret parasysh koordinimi i përbërësve të ndryshëm strukturorë, pavarësisht nëse komponentët e mëdhenj apo të vegjël duhet të bashkëpunojnë me njëri-tjetrin, dhe në fund mund të kombinohen në mënyrë perfekte në një strukturë të fortë çeliku në tërësi. Në projektimin e strukturës së çelikut, nuk mund të merret parasysh vetëm qëndrueshmëria e një komponenti të vetëm të strukturës së çelikut, dhe kushtet e të gjithë përbërësve duhet të merren parasysh në mënyrë gjithëpërfshirëse dhe duhet të kryhet një llogaritje e saktë e kombinimit. Vetëm kur çdo komponent përputhet në mënyrë të përsosur, e gjithë struktura mund të jetë shumë e qëndrueshme, të maksimizojë rolin e secilit komponent dhe të sigurojë forcën e përgjithshme të strukturës.

Pikat kryesore të dizajnit të qëndrueshmërisë së strukturës së çelikut

1. Projektimi i forcës

Një nga treguesit më të rëndësishëm të një strukture çeliku është niveli i stresit të saj. Gjatë projektimit, aftësia mbajtëse e strukturës së çelikut është konsiderata e parë.

Struktura e çelikut në përgjithësi miraton një dizajn në formë T ose L, i cili konsiderohet stabiliteti i strukturës. Përdorimi i këtyre dy formave mund të shpërndajë mirë peshën e përgjithshme të ndërtesës dhe të arrijë qëllimin e mbështetjes së ekuilibruar.

Në praktikën e inxhinierisë së ndërtimit, struktura e çelikut është një strukturë e zakonshme në periferi të një ndërtese, e cila luan një rol në mbështetjen e ndërtesës. Në projektimin e përgjithshëm të ndërtesës, përdorimi i strukturave prej çeliku duhet të ndjekë sa më shumë që të jetë e mundur parimin e simetrisë.

Qëllimi është të lejohet që çdo strukturë çeliku të përballojë forcën e të gjithë ndërtesës në mënyrë të barabartë dhe të parandalojë që strukturat individuale të çelikut të mbajnë shumë ose shumë pak presion.

Përveç kësaj, kërkesat e stresit dhe qëndrueshmërisë për pjesë të ndryshme të strukturës së çelikut janë gjithashtu të ndryshme. Për shembull, kërkesa për suportin fiks në strukturën e çelikut është të parandalohet zhvendosja, kështu që kapaciteti mbajtës i kësaj pjese kërkohet të jetë i lartë, por për kornizën e trarit prej çeliku, përveçse luan një rol mbështetës gjatësor, është gjithashtu është e nevojshme të merret parasysh parandalimi i ndodhjes së tij në një pozicion horizontal.

Karakteristikat e stresit të pjesëve të ndryshme të strukturës së çelikut duhet të pasqyrohen në dizajn për të shmangur paqëndrueshmërinë për shkak të konsiderimit të pamjaftueshëm. Së fundi, funksionimi specifik i ndërtimit të strukturës së çelikut është gjithashtu shumë i rëndësishëm. Personeli i ndërtimit në vend duhet të ndjekë rreptësisht vizatimet e projektimit, të minimizojë gabimet e ndërtimit, të forcojë bashkëpunimin e ndërsjellë midis departamenteve, të kryejë ndërtimin në përputhje të rreptë me standardet dhe të forcojë menaxhimin e detajeve.

2. Dizajni kundër korrozionit

Ndërtesat do të përjetojnë erozion në kushte të ndryshme natyrore kur përdoren në mjedise të ndryshme. Në mjedise të veçanta të përdorimit si lagështia dhe spërkatja me kripë, për shkak të karakteristikave të qenësishme të metaleve, ato gërryhen lehtësisht dhe ndikojnë në qëndrueshmërinë e tyre.

Në përgjithësi, materialet metalike janë të ndjeshme si ndaj korrozionit galvanik ashtu edhe ndaj korrozionit kimik. Shkenca moderne e materialeve ka zhvilluar veshje kundër korrozionit për kushte të ndryshme mjedisore për mjedisin e përdorimit të metaleve të përdorura në ndërtim.

Në një mjedis të lagësht, njollosja e bojës kundër korrozionit në sipërfaqen e strukturës së çelikut mund të izolojë ujin dhe ajrin, dy faktorë kryesorë që shkaktojnë korrozionin e metaleve dhe parandalojnë gërryerjen e strukturës së çelikut. Për strukturat e çelikut të përdorura në mjedise me kripësi të lartë, është e lehtë të shkaktohet korrozioni elektrokimik me jonet e natriumit në ujin e detit.

Sipas parimit të reaksionit elektrokimik, materiali metalik bëhet një nga produktet. Kjo metodë mund të zgjidhë problemin e strukturave të çelikut. Problemi i korrozionit, në mënyrë që të sigurohet forca e vetë strukturës së çelikut dhe të arrihet qëndrueshmëria e strukturës.

3. Dizajni i lidhur me stabilitetin

Në procesin e projektimit dhe ndërtimit të strukturës së çelikut, përveç përfundimit të llogaritjes së qëndrueshmërisë, është i nevojshëm edhe forcimi i inspektimit të të gjithë strukturës së çelikut. Inspektimi i rreptë është lidhja kryesore për të siguruar që materialet e strukturës së çelikut janë të kualifikuara dhe plotësojnë kërkesat e projektimit. Metoda e llogaritjes së presionit kritik është një metodë e zakonshme për parashikimin e vlerës së presionit të strukturave të çelikut gjatë përdorimit aktual dhe shpesh përdoret për testimin e strukturës së çelikut.

Kur rezultati i matjes së stresit në strukturën e çelikut tejkalon vlerën kritike, dëshmon se qëndrueshmëria e tij është shkatërruar dhe dizajni i stresit të strukturës së çelikut duhet të rregullohet në kohë për të shmangur paqëndrueshmërinë.

Kushtojini vëmendje analizës së forcës së secilës pjesë brenda strukturës së çelikut, optimizoni detajet e forcës së pjesëve, shmangni problemin e forcës së pabarabartë dhe ndikoni në sigurinë e përgjithshme strukturore. Për ta përmbledhur, qëndrueshmëria e strukturës së çelikut ka një ndikim vendimtar në sigurinë e përgjithshme dhe jetën e shërbimit të ndërtesës.

Në procesin e projektimit të strukturës së çelikut, projektuesi duhet të kryejë llogaritjet e sakta, të marrë në konsideratë në mënyrë gjithëpërfshirëse marrëdhënien e forcës midis përbërësve dhe të bëjë trajtim të mirë kundër korrozionit të çelikut, të shmangë mangësitë e strukturës së çelikut në masën më të madhe dhe të japë plotësisht luajnë me avantazhet e strukturës së çelikut, duke promovuar kështu përparimin e vazhdueshëm të dizajnit arkitektonik.