Designprinciper för stabilitet i stålkonstruktion

Abstrakt: Som den huvudsakliga konstruktionsformen inom arkitektonisk design, Stål struktur används i stor utsträckning vid design av stora verkstäder, broar och höghus. Konstruktionsstålet som används i stålkonstruktionen har många fördelar som anti-deformation, korrosionsbeständighet, jordbävningsbeständighet och miljöskyddskrav, så det kan användas i stor utsträckning inom området arkitektonisk design.

När stålkonstruktioner används i byggprojekt bestämmer deras strukturella stabilitet, som en avgörande indikator, direkt byggnadernas kvalitet och livslängd. Baserat på K-homes års erfarenhet av arkitektonisk design diskuterar detta dokument stabiliteten hos stålkonstruktioner inom byggteknik och ger referenser för motsvarande frågor.

Förord

I den långa utvecklingen av byggteknisk teknik intar stålkonstruktionen en viktig position. För närvarande, som en vanlig arkitektonisk struktur, används den i stor utsträckning i olika arkitektoniska mönster, särskilt i fabriker, broar, flygplatser, teatrar, superhöghus. och andra stora byggnader.

Under det senaste århundradet, på grund av den underutvecklade stålsmältningstekniken och det höga kolinnehållet i konstruktionsstål, gjorde dess seghet och korrosionsbeständighet stålkonstruktioner som inte värderades inom arkitektonisk design, och de var en gång marginaliserade och nästan eliminerade.

Under de senaste åren, med den kontinuerliga utvecklingen av metallsmältningsteknik, har höghållfast, hög seghet, korrosionsbeständigt konstruktionsstål producerats i stor utsträckning, och stålkonstruktioner har återigen gynnats av arkitekter och används i allt större utsträckning i olika projekt. Under konstruktionen har det spelat en positiv roll för att minska byggnadens totala strukturella vikt och förbättra byggnadens övergripande säkerhet.

Med den kontinuerliga utvecklingen av konstruktionsteknik har användningen av stålkonstruktioner blivit mer och mer omfattande, och olika komplexa användningsförhållanden har gjort ett allvarligt test för dess stabilitet.

Begreppet Stålkonstruktion

Som namnet antyder är stålkonstruktion en typ av byggnadskonstruktion som använder stål som det huvudsakliga råmaterialet för strukturell konstruktion. Genom olika stålkomponenter som stålbalkar, stålplåtar och stålpelare används svetsning, nitning och andra anslutningsmetoder för skarvning och montering för att bygga stora byggnader. Stålkonstruktioner använder olika typer av stål som huvudmaterial.

Till skillnad från vanlig betong och andra byggnadsmaterial har stål egenskaperna av låg vikt, stark seghet etc. och tål större krafter. Därför används stålkonstruktionsdesign ofta vid design av stora och medelstora byggnader. Stålkonstruktionen har en stabil struktur och deformeras inte lätt, vilket kan ge god säkerhet och stabilitet för byggnaden. Men i vissa speciella fall kan instabiliteten hos stålkonstruktionen också uppstå.

Det finns två vanliga situationer: den ena är att det överdrivna trycket direkt verkar på kraftbalanspunkten, vilket resulterar i ojämn belastning på strukturen som helhet. Den andra är att på grund av den långvariga användningen av stålkonstruktionselement har den inre strukturen problem som mental trötthet, och den inre strukturen förlorar sin stödjande funktion, vilket resulterar i instabilitet i den övergripande strukturen.

Innan man designar en stålkonstruktion är det nödvändigt att klargöra stabilitetsegenskaperna för denna struktur, för att ha en målinriktad designprocess, undvika strukturella svagheter, ge full nytta av fördelarna med stålkonstruktioner och få stålkonstruktioner i byggnader att spela bättre roll.

Principer för att förbättra konstruktionsstabiliteten hos stålkonstruktioner

Stålkonstruktionens stabilitet är den viktigaste faktorn vid utformningen av stålkonstruktionen. I den långsiktiga ingenjörspraktiken och teoretiska forskningen har ingenjörerna och teknikerna sammanfattat tre designprinciper för att förbättra stabiliteten hos stålkonstruktionen.

1. Stabilitetsprincipen

Principen om stabilitet för stålkonstruktionskonstruktion kräver att i steget för ritning av planritningen av stålkonstruktionskonstruktionen, ska planritningen av stålkonstruktionen ritas enligt motsvarande krav för olika byggnader, med fokus på att säkerställa stöddelarna i planritningen av stålkonstruktionen och säkerställandet av stödet Stabilitet i platsens plan.

Stålkonstruktionens stabilitet på planet är kärnan och grunden för den övergripande stabiliteten för hela stålkonstruktionen. Endast genom att säkerställa att komponenterna i stålkonstruktionen förblir stabila på planet kan vi undvika instabiliteten i enskilda positioner under den efterföljande tredimensionella byggprocessen.

2. Enhetsprincipen

Exakt beräkning är förutsättningen och grunden för design av stålkonstruktioner. Vid design av stålkonstruktionsramar bör beräkningsmetoden och förväntade parametervärden bestämmas enligt det balanserade förhållandet mellan den specifika ramen och ramen.

Detta steg är nyckeln till kraftberäkningen av hela stålkonstruktionen. länk. Men i praktiken kommer många designers att förlita sig för mycket på personlig erfarenhet och direkt utföra stabilitetsberäkningen av stålkonstruktionsramen enligt sin egen erfarenhet och ignorera balansberäkningsstegen.

Denna arbetsmetod saknar vetenskapliga och heltäckande beräkningsdata, och det är lätt att orsaka fel i beräkningen av det stabila förhållandet. Som ett resultat av detta misslyckas konstruktionen av stålkonstruktionen att uppfylla byggnadens strukturella hållfasthetskrav, vilket leder till potentiella säkerhetsrisker.

Därför måste jämviktsberäkningen och stabilitetsberäkningen utföras samtidigt, och de två är oumbärliga och bör förenas.

3. Principen för samarbete

Hela stålkonstruktionen är sammansatt av flera enskilda stålkonstruktionskomponenter genom svetsning, nitning, skruvfixering och andra anslutningsmedel, och bildar slutligen en stor byggnadskonstruktion. [3] Därför, i processen för design av stålkonstruktioner, måste samordningen av olika strukturella komponenter övervägas, oavsett om stora eller små komponenter behöver samarbeta med varandra, och slutligen kan de perfekt kombineras till en solid stålkonstruktion som helhet. Vid konstruktionen av stålkonstruktioner kan stabiliteten hos en enskild stålkonstruktionskomponent inte endast beaktas, och villkoren för alla komponenter måste övervägas helt och hållet och en exakt kombinationsberäkning måste utföras. Endast när varje komponent är perfekt matchad kan hela strukturen vara mycket stabil, maximera rollen för varje komponent och säkerställa strukturens totala styrka.

Nyckelpunkterna i stålkonstruktionens stabilitetsdesign

1. Force Design

En av de viktigaste indikatorerna på en stålkonstruktion är dess spänningsnivå. Vid design är stålkonstruktionens bärförmåga den första faktorn.

Stålkonstruktionen antar i allmänhet en T-formad eller L-formad design, vilket anses vara strukturens stabilitet. Användningen av dessa två former kan väl sprida byggnadens totala vikt och uppnå syftet med balanserat stöd.

I praktiken av byggnadsteknik är stålkonstruktion en vanlig struktur i periferin av en byggnad, som spelar en roll för att stödja byggnaden. I den övergripande utformningen av byggnaden bör användningen av stålkonstruktioner följa principen om symmetri så mycket som möjligt.

Syftet är att låta varje stålkonstruktion bära kraften från hela byggnaden jämnt och att förhindra att enskilda stålkonstruktioner bär för mycket eller för lite tryck.

Dessutom är spännings- och stabilitetskraven för olika delar av stålkonstruktionen också olika. Till exempel är kravet på det fasta stödet i stålkonstruktionen att förhindra förskjutning, så stödförmågan för denna del krävs att vara hög, men för stålbalksramen är det förutom att spela en längsgående bärande roll också nödvändigt att överväga att förhindra att det inträffar i horisontellt läge.

Spänningsegenskaperna hos olika delar av stålkonstruktionen bör återspeglas i konstruktionen för att undvika instabilitet på grund av otillräcklig hänsyn. Slutligen är den specifika konstruktionsoperationen av stålkonstruktionen också mycket viktig. Byggpersonal på plats måste strikt följa konstruktionsritningarna, minimera konstruktionsfel, stärka det ömsesidiga samarbetet mellan avdelningarna, utföra konstruktion i strikt överensstämmelse med standarder och stärka detaljhanteringen.

2. Anti-korrosionsdesign

Byggnader kommer att uppleva erosion under olika naturliga förhållanden när de används i olika miljöer. Under speciella användningsmiljöer som fukt och saltspray, på grund av metallernas inneboende egenskaper, korroderas de lätt och påverkar deras stabilitet.

I allmänhet är metallmaterial känsliga för både galvanisk korrosion och kemisk korrosion. Modern materialvetenskap har utvecklat korrosionsskyddsbeläggningar för olika miljöförhållanden för användningsmiljön för metaller som används i byggandet.

I en fuktig miljö kan utsmetande av korrosionsskyddsfärg på ytan av stålkonstruktionen isolera vatten och luft, två viktiga faktorer som orsakar metallkorrosion, och förhindra att stålkonstruktionen korroderas. För stålkonstruktioner som används i miljöer med hög salthalt är det lätt att orsaka elektrokemisk korrosion med natriumjoner i havsvatten.

Enligt principen om elektrokemisk reaktion blir metallmaterialet en av produkterna. Denna metod kan lösa problemet med stålkonstruktioner. Korrosionsproblem, för att säkerställa styrkan hos själva stålkonstruktionen och uppnå stabiliteten hos strukturen.

3. Stabilitetsrelaterad design

I processen med design och konstruktion av stålkonstruktioner, förutom att slutföra stabilitetsberäkningen, är det också nödvändigt att förstärka inspektionen av hela stålkonstruktionen. Strikt inspektion är nyckeln till att säkerställa att stålkonstruktionsmaterialen är kvalificerade och uppfyller designkraven. Beräkningsmetoden för kritiskt tryck är en vanlig metod för att förutsäga tryckvärdet för stålkonstruktioner under faktisk användning och används ofta för provning av stålkonstruktioner.

När mätresultatet av spänningen på stålkonstruktionen överstiger det kritiska värdet, bevisar det att dess stabilitet har förstörts, och spänningsdesignen av stålkonstruktionen måste justeras i tid för att undvika instabilitet.

Var uppmärksam på kraftanalysen av varje del inuti stålkonstruktionen, optimera kraftdetaljerna för delarna, undvik problemet med ojämn kraft och påverka den övergripande strukturella säkerheten. Sammanfattningsvis har stålkonstruktionens stabilitet en avgörande inverkan på byggnadens totala säkerhet och livslängd.

I processen att designa stålkonstruktionen bör konstruktören utföra exakta beräkningar, överväga kraftförhållandet mellan komponenterna och göra bra korrosionsskyddsbehandling av stål, undvika bristerna i stålkonstruktionen i största utsträckning och ge full spela till fördelarna med stålkonstruktion, och därigenom främja den ständiga utvecklingen av den arkitektoniska designen.