Вісім основ будівництва сталевих каркасів

І. Характеристикасталева конструкція

1. Власна вага сталевої конструкції невелика

2. Підвищена надійність роботи металоконструкцій

3. Хороша вібраційна (ударна) стійкість і ударостійкість сталі.

4. Вищий ступінь індустріалізації виробництва металоконструкцій.

5. Сталеву конструкцію можна зібрати точно та швидко.

6. Легко зробити герметичну структуру.

7. Сталева конструкція легко піддається корозії.

8. Сталева конструкція має низьку вогнестійкість.

II. Зазвичай використовувана сталь для сталевих конструкцій та продуктивність Китай:

1. Вуглецева конструкційна сталь: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 тощо.

2. Низьколегована високоміцна конструкційна сталь.

3. Якісна вуглецева конструкційна сталь та легована конструкційна сталь.

4. Спеціалізована сталь.

III. Принцип вибору матеріалу сталевої конструкції

 Принцип вибору матеріалу сталевої конструкції полягає в тому, щоб забезпечити несучу здатність несучої конструкції та запобігти крихкому пошкодженню за певних умов, відповідно до важливості конструкції, характеристик навантаження, структурної форми, напруженого стану, методів з’єднання, товщини сталі та робоче середовище та інші фактори, що розглядаються комплексно.

IV. Технічний зміст основної сталевої конструкції

 (1) Технологія висотних сталевих конструкцій. Відповідно до висоти будівлі та вимог до конструкції, рама, рамна опора, циліндр і гігантська каркасна конструкція приймаються відповідно, а її компоненти можуть бути виготовлені зі сталі, міцного залізобетону або сталевого трубобетону. Сталеві компоненти легкі і пластичні, можна використовувати зварну сталь або прокат, що підходить для надвисоких будівель; міцні залізобетонні елементи мають велику жорсткість і гарну вогнестійкість, що підходить для середніх і висотних будівель або нижніх конструкцій; сталевий трубобетон простий у виготовленні і використовується лише для колонних конструкцій.

(2) Технологія космічної сталевої конструкції. Космічна сталева конструкція має невелику власну вагу, велику жорсткість, гарне моделювання та швидку швидкість будівництва. Плоска пластинчаста сітчаста рама з кульовим вузлом, багатошарова сітка зі змінним поперечним перерізом і сітчаста оболонка зі сталевою трубою як стрижневий елемент є найбільшою кількістю космічної сталевої конструкції в Китаї. Він має такі переваги, як велика просторова жорсткість і низьке споживання сталі в процедурах проектування, будівництва та перевірки, і може забезпечити повну САПР. на додаток до сітчастої каркасної конструкції, космічна конструкція також має структуру підвісного кабелю з великим прольотом, структуру кабельної мембрани тощо.

(3) Технологія легких сталевих конструкцій. Супроводжується світлою сталевою конструкцією стін і даху, що складається з нових структурних форм. За допомогою сталевого листа товщиною більше 5 мм, звареного або прокату великого поперечного перерізу тонкостінних двотаврових балок стінових балок і балок даху, круглої сталі в гнучку опорну систему та високоміцних болтів, з’єднаних із системою легкої сталевої конструкції, відстань між колонами може бути від 6 м до 9 м, проліт може бути до 30 м або більше, висота може бути більше ніж десяток метрів і може бути налаштована на легкі підвісні чотири. Кількість сталі 20 ~ 30 кг/м2. Зараз існують стандартизовані процедури проектування та спеціалізовані виробничі підприємства, якість продукції, швидкий монтаж, легка вага, менші інвестиції, будівництво не обмежене сезоном, підходить для різноманітних легких промислових будівель.

(4) технологія комбінованої конструкції зі сталі та бетону. Сталеві або сталеві елементи управління та бетону, що складаються з балок, колон, несучої конструкції для сталебетонної комбінованої конструкції, сфера застосування розширюється в останні роки. Комбінована конструкція як зі сталі, так і з бетону має обидві переваги, загальну міцність, хорошу жорсткість, хороші сейсмічні характеристики, коли використовується зовнішня бетонна конструкція, більш хороша вогнестійкість та стійкість до корозії. Комбіновані конструкційні компоненти можуть загалом зменшити кількість сталі на 15-20%. Комбінація підлогового покриття та бетонних компонентів із сталевих труб, але також має переваги меншої підтримки форми або відсутності опорної форми, будівництво є зручним і швидким, просування більшого потенціалу. Підходить для багатоповерхових або багатоповерхових будинків з великими навантаженнями на каркасні балки, колони та кришки, промислові будівлі, колони та кришки тощо.

(5) Технологія високоміцного болтового з’єднання та зварювання. Високоміцний болт через тертя передає напругу за допомогою болта, гайки та шайби з трьох частин. Завдяки перевагам легкої конструкції, гнучкого демонтажу, високої несучої здатності, хороших характеристик проти втоми та самоблокування, високої безпеки тощо високоміцне болтове з’єднання замінило клепку та часткове зварювання в проекті та стало основним засоби з'єднання при виготовленні та монтажі сталевої конструкції. Для сталевих компонентів, виготовлених у майстерні, слід застосувати автоматичне багатодротяне дугове зварювання під флюсом для товстих листів, а такі методи, як електрошлакове зварювання розплавленим носиком, слід застосувати для коробчастих перегородок колон. Технологія напівавтоматичного зварювання та технологія порошкового дроту з порошковим дротом із захистом від газу та технологія порошкового дроту для самозахисту повинні бути використані в конструкції установки на місці.

(6) Технологія захисту металоконструкцій. Захист сталевих конструкцій включає вогнезахист, захист від корозії та іржі, які зазвичай застосовуються після обробки вогнетривким покриттям без обробки від іржі, але антикорозійна обробка все ще необхідна в будівлях з корозійними газами. Існує багато видів внутрішніх вогнезахисних покриттів, таких як серія TN, MC-10 тощо. Серед них вогнезахисні покриття MC-10 мають алкідну магнітну фарбу, фарбу з хлоркаучуку, фарбу з фторкаучуку та фарбу з хлорсульфонуванням. Під час будівництва відповідні покриття та товщину покриття слід вибирати відповідно до типу сталевої конструкції, вимог до рівня вогнестійкості та екологічних вимог.

V. Цілі та заходи для сталевих конструкцій

 Розробка сталевих конструкцій включає в себе широкий спектр аспектів і технічних труднощів і повинна відповідати національним і промисловим стандартам і нормам при просуванні та застосуванні. Місцеві будівельні адміністративні департаменти повинні звернути увагу на будівництво спеціалізованої фази інженерії сталевих конструкцій, організувати навчання команди інспекції якості та вчасно підсумовувати практику роботи та застосування нових технологій. Коледжі та університети, конструкторські відділи та будівельні підприємства повинні прискорити вирощування інженерів та техніків сталевих конструкцій, а також сприяти зрілій технології CAD сталевих конструкцій. масові академічні групи повинні співпрацювати з розробкою технології сталевих конструкцій, широко здійснювати внутрішні та закордонні академічні обміни та навчальні заходи, а також активно поставити загальний рівень проектування сталевих конструкцій, виготовлення та будівельно-монтажних технологій у найближчому майбутньому, що може бути винагорода за покращення.

VI. З'єднання металоконструкцій

 (A) З'єднання зварювальним швом

Зварювальне з’єднання відбувається через тепло, яке виділяється дугою, так що зварювальний стрижень і зварний виріб локально плавляться, охолоджуючи конденсат у зварний шов, так що зварювальний виріб з’єднується одним цілим.

Переваги: ​​не послаблює поперечний переріз елемента, економить сталь, проста конструкція, простий у виготовленні, жорсткість з'єднання, хороші показники ущільнення, легкий у використанні за певних умов автоматизації, висока ефективність виробництва.

Недоліки: зварний шов біля сталі внаслідок високотемпературного впливу зварювання з утворенням зони термічного впливу можливе, деякі частини матеріалу стають крихкими; процес зварювання сталі шляхом нерівномірного розподілу високої температури та охолодження, так що структура зварного шва залишкова напруга та залишкова деформація на структуру несучої здатності, жорсткості та продуктивності має певний вплив; зварна конструкція завдяки жорсткості великих локальних тріщин, які виникають, легко поширюються на ціле, особливо при низьких температурах, схильні до крихкого руйнування; У зварних з'єднаннях завдяки жорсткості виникають локальні тріщини, які легко поширюються на ціле, особливо при низьких температурах. Крихкий злам; Пластичність і міцність зварювального з’єднання низька, зварювання може призвести до дефектів, що призведе до зниження втомної міцності.

(B) болтове з’єднання

Болтове з’єднання здійснюється за допомогою болтових кріпильних елементів, таких як з’єднувачі, з’єднані в одне ціле. Болтове з'єднання поділяється на звичайне болтове з'єднання і високоміцне болтове з'єднання.

Переваги: ​​простий процес будівництва, простий в установці, особливо підходить для підключення до монтажу на місці, також легко демонтується, підходить для необхідності встановлення та демонтажу конструкції та тимчасового підключення.

Недоліки: необхідність відкриття отворів у пластині та складання отворів, збільшення навантаження на виробництво та високі вимоги до точності виготовлення; Отвори під болти також послаблюють поперечний переріз компонента, і з’єднані частини часто потребують нахлестку або додаткової допоміжної з’єднувальної пластини (чи кутника), а отже, складніша конструкція та дорожча сталь.

(В) заклепкове з'єднання

Заклепкове з'єднання - це один кінець із напівкруглою збірною головкою заклепки, цвяховий стрижень горить червоним і швидко вставляється в отвори для цвяхів у з'єднувачі, а потім за допомогою заклепувального пістолета також буде приклепаний до іншого кінця цвяха головку, щоб зробити з’єднання для досягнення кріплення.

Переваги: ​​надійна передача сили заклепки, пластичність, міцність кращі, якість легко перевірити та переконатися, що її можна використовувати для важких і прямих несучих силових навантажень. Недоліки: процес заклепки складний, виготовлення дороге та трудомістке, а праця -інтенсивний, тому він був в основному заміненийза допомогою зварювання і високоміцного болтового з'єднання.

VII. зварне з'єднання

 (A) Методи зварювання

Поширеним методом зварювання сталевих конструкцій є електродугове зварювання, включаючи ручне дугове зварювання, автоматичне або напівавтоматичне дугове зварювання та зварювання в захисному газі.

Ручне дугове зварювання є найбільш часто використовуваним методом зварювання сталевих конструкцій, з простим обладнанням, гнучкою та зручною роботою. Однак умови праці погані, продуктивність нижча, ніж при автоматичному або напівавтоматному зварюванні, а також велика мінливість якості зварного шва, яка певною мірою залежить від технічного рівня зварювальника.

Стабільність якості автоматичного зварювального шва, менше внутрішніх дефектів зварного шва, хороша пластичність, хороша ударна в'язкість, підходить для зварювання довшого прямого зварювання. Напівавтоматичне зварювання за рахунок ручного керування, підходить для кривої зварювання або довільної форми зварного шва. Автоматичне та напівавтоматичне зварювання слід використовувати з основною частиною металу та флюсу, сумісного з дротом, дріт має відповідати національним стандартам, флюс слід визначати відповідно до вимог процесу зварювання.

Зварювання в захисному газі передбачає використання інертного газу (або CO2) як захисного середовища для дуги, щоб розплавлений метал був ізольований від повітря, щоб процес зварювання був стабільним. Концентрація нагріву зварювальної дуги в захисному газі, швидкість зварювання, глибина плавлення, тому міцність зварного шва вище, ніж при ручному зварюванні. І хороша пластичність і стійкість до корозії, підходить для зварювання товстої сталі.

(B) форма зварного шва

Форму зварного з’єднання відповідно до взаємного положення елементів можна розділити на стикові, нахлестні, Т-подібні та кутові та інші чотири форми. Ці з’єднання використовуються у двох основних формах зварного шва: стикового та кутового. У конкретному застосуванні слід підключати відповідно до сили, у поєднанні з умовами виробництва, монтажу та зварювання для вибору.

(C) структура зварного шва

1, стикове зварювання

Пряма передача сили стикових зварних швів, плавність, відсутність значної концентрації напруги, і, отже, хороші характеристики, що витримують статичні та динамічні навантаження, застосовні для з’єднання компонентів. Однак через високі вимоги до якості стикового зварного шва до зварювального зазору між зварними деталями пред’являються більш суворі вимоги, які зазвичай використовуються у з’єднаннях заводського виробництва.

2, кутове зварювання

Форму кутового зварного шва: кутовий шов відповідно до його напрямку довжини та напрямку зовнішньої сили можна розділити на паралельні до напрямку сторони кутового зварного шва сили, перпендикулярні до напрямку передньої частини кутового шва сили. і напрямок сили по діагоналі перетинає косий кутовий зварний шов і круговий зварний шов.

Кутовий зварний шов за формою поперечного перерізу поділяється на звичайний, плоский нахил і тип глибокого плавлення. На малюнку hf називається розміром ніжки кутового шва. Звичайний тип поперечного перерізу зварювального зварювального шва має співвідношення сторін 1:1, подібно до рівнобедреного прямокутного трикутника, згинання лінії передачі сили є більш інтенсивним, тому концентрація напруги серйозна. Для конструкції, яка безпосередньо піддається динамічним навантаженням, для того, щоб передача сили була плавною, передній кутовий зварний шов має бути використаний у співвідношенні розмірів двох кутових кутів зварного шва 1:1.

VIII. болтове з'єднання

(A) Структура загального болтового з'єднання

1, форма та специфікація загального болта

2, розташування загального болтового з'єднання

Розташування болтів має бути простим, рівномірним і компактним, відповідати вимогам до сили, прийнятною конструкцією та легким у встановленні. Розрізняють два види розташування: поруч і в шаховому порядку. Поєднання простіше, а розташування в шаховому порядку компактніше.

(B) силові характеристики звичайного болтового з’єднання

1, зрізне болтове з'єднання

2, натяжне болтове з'єднання

3, болтове з'єднання натягу та зрізу

(C) силові характеристики високоміцних болтів

Високоміцне болтове з’єднання можна розділити на тип тертя та тип тиску відповідно до вимог конструкції та сили. З’єднання фрикційного типу при витримці зсуву, поза силою зсуву для досягнення максимально можливого опору між пластиною для граничного стану; коли більше, ніж коли відносне ковзання між пластиною, тобто з'єднання вважається несправним і пошкодженим. З'єднання типу тиску в зсуві, потім дозволяє подолати тертя та відносне ковзання між пластиною, а потім зовнішня сила може продовжувати збільшуватися, а потім остаточне руйнування гвинтового зсуву або тиску стінки отвору для граничного стану.