I. Características deestructura de acero
1. El peso propio de la estructura de acero es liviano
2. Mayor confiabilidad del trabajo de estructura de acero.
3. Buena resistencia a vibraciones (impactos) y resistencia al impacto del acero.
4. Mayor grado de industrialización de la fabricación de estructuras de acero.
5. La estructura de acero se puede ensamblar de manera precisa y rápida.
6. Easy to make sealed structure.
7. La estructura de acero es fácil de corroer.
8. La estructura de acero tiene poca resistencia al fuego.
II. Grado y rendimiento del acero de estructura de acero de uso común Porcelana:
1. Acero estructural al carbono: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, etc.
2. Acero estructural de alta resistencia y baja aleación.
3. Acero estructural al carbono de calidad y acero estructural aleado.
4. Acero especializado.
III. Principio de selección de materiales para estructura de acero.
El principio de selección del material de la estructura de acero es garantizar la capacidad de carga de la estructura de carga y evitar daños por fragilidad bajo ciertas condiciones, de acuerdo con la importancia de la estructura, las características de carga, la forma estructural, el estado de tensión, los métodos de conexión, el espesor del acero y el ambiente de trabajo y otros factores considerados de manera integral.
IV. Contenido técnico de la estructura principal de acero.
(1) Tecnología de estructura de acero de gran altura. De acuerdo con la altura del edificio y los requisitos de diseño, se adoptan respectivamente el marco, el soporte del marco, el cilindro y la estructura de marco gigante, y sus componentes pueden ser de acero, hormigón armado resistente o hormigón con tubos de acero. Los componentes de acero son ligeros y dúctiles, y se puede utilizar acero soldado o acero laminado, que es adecuado para edificios de gran altura; los componentes fuertes de hormigón armado tienen gran rigidez y buena resistencia al fuego, lo que es adecuado para edificios de mediana y gran altura o estructuras inferiores; El hormigón con tubos de acero es fácil de construir y solo se utiliza para estructuras de columnas.
(2) Tecnología de estructura de acero espacial. La estructura de acero espacial tiene un peso propio ligero, gran rigidez, un hermoso modelado y una rápida velocidad de construcción. El marco de red de placa plana con nódulo esférico, el marco de red de sección transversal variable de múltiples capas y la carcasa de red con tubo de acero como miembro de varilla son la mayor cantidad de estructura de acero espacial en China. Tiene las ventajas de una gran rigidez espacial y un bajo consumo de acero en los procedimientos de diseño, construcción e inspección, y puede proporcionar CAD completo. Además de la estructura de marco de red, la estructura espacial también tiene una estructura de cable de suspensión de gran envergadura, una estructura de membrana de cable, etc.
(3) Tecnología de estructura de acero ligero. Acompañado de estructura de cerramiento de paredes y techo de acero de color claro compuesto por nuevas formas estructurales. Mediante una placa de acero de más de 5 mm soldada o laminada con una gran sección transversal de vigas en H de paredes delgadas y correas de techo, acero redondo en un sistema de soporte flexible y pernos de alta resistencia conectados al sistema de estructura de acero liviano, el espacio entre columnas puede Puede ser de 6 ma 9 m, la luz puede ser de hasta 30 mo más, la altura puede ser de hasta más de una docena de metros y se puede configurar para que cuelguen cuatro livianos. La cantidad de acero 20 ~ 30kg/m2. Ahora existen procedimientos de diseño estandarizados y empresas de producción especializadas, calidad del producto, instalación rápida, peso ligero, menos inversión, la construcción no está limitada por la temporada, adecuada para una variedad de edificios industriales ligeros.
(4) tecnología de estructura combinada de acero y hormigón. Gestión de acero o acero y componentes de hormigón compuestos por vigas, columnas, estructura portante para la estructura combinada de acero y hormigón, el ámbito de aplicación se ha ido ampliando en los últimos años. La estructura combinada de acero y hormigón tiene ambas ventajas: resistencia general, buena rigidez, buen rendimiento sísmico, cuando se utiliza una estructura de hormigón externa, mayor resistencia al fuego y a la corrosión. Los componentes estructurales combinados generalmente pueden reducir la cantidad de acero entre un 15 y un 20%. La combinación de componentes de concreto de cubierta de piso y tubos de acero, pero también tiene las ventajas de menos molde de soporte o sin molde de soporte, la construcción es conveniente y rápida, lo que promueve un mayor potencial. Adecuado para edificios de varias plantas o de gran altura con grandes cargas de vigas, columnas y cubiertas de pórtico, naves industriales, columnas y cubiertas, etc.
(5) Tecnología de soldadura y conexión de pernos de alta resistencia. El perno de alta resistencia se transfiere mediante fricción para transferir la tensión, mediante las tres partes del perno, la tuerca y la arandela. Con las ventajas de una construcción sencilla, desmontaje flexible, alta capacidad de carga, buen rendimiento antifatiga y autobloqueo, alta seguridad, etc., la conexión por pernos de alta resistencia ha reemplazado al remachado y parcialmente a la soldadura en el proyecto, y se ha convertido en el principal Medios de conexión en la fabricación e instalación de estructura de acero. Para los componentes de acero fabricados en el taller, se debe adoptar soldadura automática sumergida por arco de múltiples alambres para placas gruesas, y técnicas como la soldadura por electroescoria con boquilla fundida se deben adoptar para particiones de columnas en forma de caja. En la construcción de la instalación en el sitio se deberá adoptar tecnología de soldadura semiautomática y tecnología de alambre con núcleo fundente protegido con gas y tecnología de alambre con núcleo fundente de autoprotección.
(6) Tecnología de protección de estructuras de acero. La protección de las estructuras de acero incluye protección contra incendios, anticorrosión y antioxidante, que generalmente se adopta después del tratamiento de revestimiento ignífugo sin tratamiento antioxidante, pero el tratamiento anticorrosión aún es necesario en edificios con gases corrosivos. Hay muchos tipos de recubrimientos ignífugos domésticos, como la serie TN, MC-10, etc. Entre ellos, los recubrimientos ignífugos MC-10 tienen pintura magnética alquídica, pintura de clorocaucho, pintura de caucho fluorado y pintura clorosulfonada. En la construcción, se deben seleccionar recubrimientos y espesores de recubrimiento adecuados de acuerdo con el tipo de estructura de acero, los requisitos del nivel de resistencia al fuego y los requisitos ambientales.
V. Objetivos y Medidas para Estructuras de Acero
La ingeniería de estructuras de acero involucra una amplia gama de aspectos y dificultades técnicas, y debe seguir los estándares y normas nacionales e industriales en su promoción y aplicación. Los departamentos administrativos de construcción locales deben prestar atención a la construcción de la fase especializada de ingeniería de estructuras de acero, organizar la capacitación del equipo de inspección de calidad y resumir las prácticas de trabajo y la aplicación de nuevas tecnologías a tiempo. Los colegios y universidades, los departamentos de diseño y las empresas de construcción deben acelerar el cultivo de ingenieros y técnicos en estructuras de acero y promover la tecnología madura de CAD en estructuras de acero. Los grupos académicos masivos deben cooperar con el desarrollo de la tecnología de estructuras de acero, llevar a cabo ampliamente intercambios académicos y actividades de capacitación nacionales y extranjeros, y elevar activamente el nivel general de diseño, fabricación y tecnología de construcción e instalación de estructuras de acero en el futuro cercano, lo que puede ser recompensado por la mejora.
VI. Conexión de estructuras de acero.
(A) Conexión de costura de soldadura
La conexión de soldadura se realiza a través del calor generado por el arco, de modo que la varilla de soldadura y la pieza soldada se funden localmente, enfriando la condensación en una soldadura, de modo que la pieza soldada conectada se convierte en una.
Ventajas: no debilita la sección transversal del miembro, ahorra acero, estructura simple, fácil de fabricar, rigidez de la conexión, buen rendimiento de sellado, fácil de usar bajo ciertas condiciones de automatización, alta eficiencia de producción.
Desventajas: la soldadura cerca del acero debido al efecto de la alta temperatura de la soldadura de la formación de la zona afectada por el calor puede hacer que algunas partes del material se vuelvan quebradizas; proceso de soldadura de acero por la distribución desigual de alta temperatura y enfriamiento, de modo que la estructura de la tensión residual de la soldadura y la deformación residual en la estructura de la capacidad de carga, rigidez y rendimiento tiene un cierto impacto; estructura soldada debido a la rigidez de las grandes grietas locales que se producen y se extienden fácilmente al conjunto, especialmente a bajas temperaturas, propensas a fracturas frágiles; En las uniones soldadas, debido a la rigidez, se producen grietas locales que se extienden fácilmente al conjunto, especialmente a bajas temperaturas. Fractura por fragilidad; La plasticidad y tenacidad de la conexión de soldadura es pobre, la soldadura puede producir defectos, por lo que se reduce la resistencia a la fatiga.
(B) conexión de perno
La conexión de perno se realiza a través de sujetadores de perno, como conectores conectados para convertirse en uno. La conexión por perno se divide en conexión por perno ordinaria y conexión por perno de alta resistencia.
Ventajas: proceso de construcción simple, fácil de instalar, especialmente adecuado para la conexión de instalación en el sitio, también fácil de desmontar, adecuado para la necesidad de instalar y desmontar la estructura y la conexión temporal.
Desventajas: la necesidad de abrir agujeros en la placa y ensamblar agujeros, aumentando la carga de trabajo de fabricación y la fabricación con requisitos de alta precisión; Los agujeros para los pernos también debilitan la sección transversal del componente, y las piezas conectadas a menudo necesitan ser lapeadas o una placa de conexión auxiliar adicional (o ángulo), y por lo tanto la construcción es más complicada y el acero más costoso.
(C) conexión remachada
La conexión del remache es un extremo con una cabeza semicircular prefabricada del remache, la varilla del clavo se quemará en rojo y se insertará rápidamente en los orificios del clavo en el conector, y luego usará la remachadora también se remachará en el otro extremo del clavo. cabeza, para realizar la conexión para lograr la fijación.
Ventajas: la transmisión de fuerza confiable del remachado, la plasticidad y la dureza son mejores, la calidad es fácil de verificar y garantiza que se puede usar para estructuras de carga de potencia de soporte pesado y directo. Desventajas: el proceso de remachado es complejo, la fabricación es costosa y requiere mucha mano de obra. -intensivo, por lo que básicamente ha sido reemplacemediante soldadura y conexión de pernos de alta resistencia.
VII. conexión soldada
(A) Métodos de soldadura
El método de soldadura común para estructuras de acero es la soldadura por arco eléctrico, incluida la soldadura por arco manual, la soldadura por arco automática o semiautomática y la soldadura con protección de gas.
La soldadura por arco manual es el método de soldadura más utilizado en estructuras de acero, con equipos simples, operación flexible y conveniente. Sin embargo, las condiciones laborales son malas, la productividad es menor que la de la soldadura automática o semiautomática y la variabilidad de la calidad de la soldadura es grande, lo que depende en cierta medida del nivel técnico del soldador.
Estabilidad automática de la calidad de la costura de soldadura, menos defectos internos de soldadura, buena plasticidad, buena tenacidad al impacto, adecuada para soldar soldaduras directas más largas. Soldadura semiautomática debido a la operación manual, adecuada para curvas de soldadura o formas arbitrarias de la soldadura. Se debe utilizar soldadura automática y semiautomática con el cuerpo principal del metal y un fundente compatible con el alambre, el alambre debe cumplir con las normas nacionales y el fundente debe determinarse de acuerdo con los requisitos del proceso de soldadura.
La soldadura con protección de gas consiste en utilizar gas inerte (o CO2) como medio protector para el arco, de modo que el metal fundido quede aislado del aire para mantener estable el proceso de soldadura. Concentración de calentamiento del arco de soldadura con protección de gas, velocidad de soldadura, profundidad de fusión, por lo que la resistencia de la soldadura es mayor que la soldadura manual. Y buena plasticidad y resistencia a la corrosión, adecuado para soldadura de acero grueso.
(B) la forma de soldadura
La forma de conexión soldada según la posición mutua de los miembros que se conectan se puede dividir en conexión a tope, vuelta, conexión en forma de T y conexión en ángulo y otras cuatro formas. Estas conexiones se utilizan en la costura de soldadura, soldadura a tope y soldadura de filete, dos formas básicas. En la aplicación específica, se debe conectar de acuerdo con la fuerza, combinada con las condiciones de fabricación, instalación y soldadura para su selección.
(C) estructura de soldadura
1, soldadura a tope
Las soldaduras a tope transfieren fuerza directa, son suaves, no hay un fenómeno significativo de concentración de tensión y, por lo tanto, tienen un buen rendimiento, para soportar cargas estáticas y dinámicas son aplicables a la conexión de componentes. Sin embargo, debido a los altos requisitos de calidad de la soldadura a tope, el espacio de soldadura entre las piezas soldadas tiene requisitos más estrictos y generalmente se utiliza en conexiones de fabricación en fábrica.
2, soldadura de filete
La forma de soldadura de filete: la soldadura de filete según su dirección longitudinal y la dirección de la fuerza externa, se puede dividir en paralela a la dirección del lado de la soldadura de filete forzada, perpendicular a la dirección del frente de la soldadura de filete forzada y la dirección de la fuerza es intersectada diagonalmente por la soldadura de filete oblicua y la soldadura circunferencial.
La forma de la sección transversal de la soldadura de filete se divide a su vez en tipo ordinario, de pendiente plana y de fusión profunda. En la figura, hf se denomina tamaño del pie de la soldadura de filete. La relación de los lados del pie de soldadura de sección transversal de tipo ordinario es de 1:1, similar al triángulo rectángulo isósceles, la flexión de la línea de transmisión de fuerza es más intensa, por lo que la concentración de tensión es grave. Para la estructura directamente sujeta a cargas dinámicas, para que la transmisión de fuerza sea suave, la soldadura de la esquina frontal debe usarse con una relación de tamaño de borde de dos esquinas de soldadura de 1:1.
VIII. conexión de perno
(A) Estructura de la conexión de perno común
1, la forma y especificación del perno común.
2, la disposición de la conexión de perno común
La disposición de los pernos debe ser simple, uniforme y compacta, para cumplir con los requisitos de fuerza, construcción razonable y fácil de instalar. Hay dos tipos de disposición: lado a lado y escalonado. La yuxtaposición es más sencilla y la disposición escalonada es más compacta.
(B) las características de fuerza de la conexión de perno ordinaria
1, conexión de perno de corte
2, conexión de perno de tensión
3, conexión de perno de tensión y corte
(C) las características de fuerza de los pernos de alta resistencia
La conexión por perno de alta resistencia se puede dividir en tipo de fricción y tipo de presión según los requisitos de diseño y fuerza. Conexión tipo fricción en resistencia a cortante, fuera de la fuerza de corte para alcanzar la máxima resistencia posible entre las placas para el estado límite; cuando es mayor que cuando el deslizamiento relativo entre la placa, es decir, se considera que la conexión ha fallado y está dañada. La conexión del tipo de presión en el cizallamiento, luego permite superar la fricción y el deslizamiento relativo entre la placa, y luego la fuerza externa puede continuar aumentando, y luego la destrucción final del cizallamiento del tornillo o la presión de la pared del orificio para el estado límite.
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