Oito princípios básicos da construção com estrutura de aço

I. Características deestrutura de ferro

1. O peso próprio da estrutura de aço é leve

2. Maior confiabilidade nas obras de estrutura metálica

3. Boa resistência à vibração (choque) e resistência ao impacto do aço.

4. Maior grau de industrialização da fabricação de estruturas metálicas.

5. A estrutura de aço pode ser montada com precisão e rapidez.

6. Estrutura selada fácil de fazer.

7. A estrutura de aço é fácil de corroer.

8. A estrutura de aço tem baixa resistência ao fogo.

II. Classe e desempenho de aço de estrutura de aço comumente usados China:

1. Aço estrutural de carbono: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, etc.

2. Aço estrutural de baixa liga e alta resistência.

3. Aço estrutural de carbono de qualidade e aço estrutural de liga.

4. Aço especializado.

III. Princípio de seleção de materiais para estrutura de aço

 O princípio da seleção do material da estrutura de aço é garantir a capacidade de carga da estrutura de suporte e evitar danos frágeis sob certas condições, de acordo com a importância da estrutura, características de carga, forma estrutural, estado de tensão, métodos de conexão, espessura do aço e o ambiente de trabalho e outros fatores considerados de forma abrangente.

4. Conteúdo técnico da estrutura metálica principal

 (1) Tecnologia de estrutura de aço para arranha-céus. De acordo com a altura do edifício e os requisitos de projeto, a estrutura, o suporte da estrutura, o cilindro e a estrutura gigante são adotados respectivamente, e seus componentes podem ser feitos de aço, concreto armado forte ou concreto de tubo de aço. Os componentes de aço são leves e dúcteis, podendo ser usados ​​aço soldado ou aço laminado, o que é adequado para edifícios ultra-altos; componentes fortes de concreto armado têm grande rigidez e boa resistência ao fogo, o que é adequado para edifícios médios e altos ou estruturas inferiores; o concreto para tubos de aço é fácil de construir e é usado apenas para estruturas de pilares.

(2) Tecnologia de estrutura de aço espacial. A estrutura de aço espacial possui peso próprio leve, grande rigidez, bela modelagem e rápida velocidade de construção. A estrutura de rede de placa plana de nó esférico, a estrutura de rede de seção transversal variável multicamadas e a estrutura de rede com tubo de aço como membro da haste são a maior quantidade de estrutura de aço espacial na China. Possui as vantagens de grande rigidez espacial e baixo consumo de aço nos procedimentos de projeto, construção e inspeção, podendo fornecer CAD completo. além da estrutura de rede, a estrutura espacial também possui estrutura de cabo de suspensão de grande vão, estrutura de membrana de cabo e assim por diante.

(3) Tecnologia de estrutura de aço leve. Acompanhado de aço de cor clara em estrutura de parede e cobertura composta por novas formas estruturais. Por mais de 5 mm de placa de aço soldada ou laminada de grande seção transversal de vigas H de paredes finas e terças de telhado, aço redondo em um sistema de suporte flexível e parafusos de alta resistência conectados ao sistema de estrutura de aço leve, o espaçamento da coluna pode ser de 6m a 9m, o vão pode ser de até 30m ou mais, a altura pode ser de até mais de uma dúzia de metros e pode ser configurado para pendurar quatro leves. A quantidade de aço 20 ~ 30kg/m2. Agora existem procedimentos de projeto padronizados e empresas de produção especializadas, qualidade do produto, instalação rápida, peso leve, menos investimento, a construção não é limitada pela estação, adequada para uma variedade de edifícios industriais leves.

(4) tecnologia de estrutura combinada de aço e concreto. Gestão de aço ou aço e componentes de concreto compostos por vigas, colunas, estrutura portante para a estrutura combinada aço-concreto, o escopo de aplicação vem se expandindo nos últimos anos. Estrutura combinada de aço e concreto, ambas vantagens, resistência geral, boa rigidez, bom desempenho sísmico, quando o uso de estrutura externa de concreto, maior resistência ao fogo e à corrosão. Componentes estruturais combinados geralmente podem reduzir a quantidade de aço em 15-20%. Combinação de cobertura de piso e componentes de concreto de tubo de aço, mas também tem as vantagens de menos molde de suporte ou nenhum molde de suporte, a construção é conveniente e rápida, a promoção de maior potencial. Adequado para edifícios de vários andares ou arranha-céus com grandes cargas de vigas, colunas e coberturas, edifícios industriais, colunas e coberturas, etc.

(5) Conexão de parafuso de alta resistência e tecnologia de soldagem. O parafuso de alta resistência é através do atrito para transferir a tensão, pelo parafuso, porca e arruela em três partes. Com as vantagens de fácil construção, desmontagem flexível, alta capacidade de carga, bom desempenho anti-fadiga e travamento automático, alta segurança, etc., a conexão de parafuso de alta resistência substituiu a rebitagem e a soldagem parcial no projeto, e se tornou a principal meios de conexão na fabricação e instalação de estrutura metálica. Para os componentes de aço fabricados na oficina, a soldagem automática submersa por arco multifios deve ser adotada para chapas grossas, e técnicas como soldagem por eletroescória de bico fundido devem ser adotadas para divisórias de colunas em forma de caixa. A tecnologia de soldagem semiautomática e o fio fluxado com proteção a gás e a tecnologia de fio fluxado de autoproteção devem ser adotados na construção da instalação no local.

(6) Tecnologia de proteção de estruturas de aço. A proteção da estrutura de aço inclui proteção contra incêndio, anticorrosão e antiferrugem, que geralmente é adotada após tratamento de revestimento à prova de fogo sem tratamento antiferrugem, mas o tratamento anticorrosivo ainda é necessário em edifícios com gases corrosivos. Existem muitos tipos de revestimentos à prova de fogo domésticos, como a série TN, MC-10, etc. Entre eles, os revestimentos à prova de fogo MC-10 possuem tinta magnética alquídica, tinta de borracha clorada, tinta de borracha com flúor e tinta clorossulfonada. Na construção, revestimentos e espessuras de revestimento adequados devem ser selecionados de acordo com o tipo de estrutura de aço, requisitos de nível de resistência ao fogo e requisitos ambientais.

V. Objetivos e Medidas para Estruturas Metálicas

 A engenharia de estruturas metálicas envolve uma ampla gama de aspectos e dificuldades técnicas, devendo seguir os padrões e normas nacionais e industriais na sua promoção e aplicação. Os departamentos administrativos de construção locais devem prestar atenção à construção da fase especializada da engenharia de estruturas metálicas, organizar a formação da equipa de inspecção de qualidade e resumir a prática de trabalho e aplicação de novas tecnologias a tempo. Faculdades e universidades, departamentos de design e empresas de construção devem acelerar o cultivo de engenheiros e técnicos de estruturas de aço e promover a tecnologia madura de CAD de estruturas de aço. grupos acadêmicos de massa devem cooperar com o desenvolvimento da tecnologia de estrutura de aço, realizar amplamente intercâmbios acadêmicos e atividades de treinamento nacionais e estrangeiros e colocar ativamente o nível geral de projeto, fabricação e tecnologia de construção e instalação de estruturas de aço em um futuro próximo, o que pode ser recompensado pela melhoria.

VI. Conexão de estruturas metálicas

 (A) Conexão de costura de soldagem

A conexão da solda é através do calor gerado pelo arco, de modo que a haste de soldagem e a soldagem derretem localmente, resfriando a condensação em uma solda, de modo que a soldagem conectada se torne uma.

Vantagens: não enfraquece a seção transversal do membro, economiza aço, estrutura simples, fácil de fabricar, rigidez de conexão, bom desempenho de vedação, fácil de usar sob certas condições de automação, alta eficiência de produção.

Desvantagens: a solda perto do aço devido ao efeito de alta temperatura da soldagem da formação de zona afetada pelo calor pode fazer com que algumas partes do material se tornem quebradiças; processo de soldagem de aço pela distribuição desigual de alta temperatura e resfriamento, de modo que a estrutura da tensão residual da solda e a deformação residual na estrutura da capacidade de carga, rigidez e desempenho tenham um certo impacto; estrutura soldada devido à rigidez das grandes fissuras locais que ocorrem facilmente estendidas ao todo, principalmente em baixas temperaturas propensas à fratura frágil; juntas soldadas devido à rigidez, ocorrem fissuras locais facilmente estendidas ao todo, principalmente em baixas temperaturas. Fratura frágil; a plasticidade e a tenacidade da conexão de solda são baixas, a soldagem pode produzir defeitos, de modo que a resistência à fadiga é reduzida.

(B) conexão de parafuso

A conexão do parafuso é feita por meio de fixadores de parafuso, como conectores conectados para se tornarem um. A conexão aparafusada é dividida em conexão aparafusada comum e conexão aparafusada de alta resistência.

Vantagens: processo construtivo simples, fácil de instalar, especialmente adequado para conexão de instalação no local, também fácil de desmontar, adequado para a necessidade de instalação e desmontagem da estrutura e conexão temporária.

Desvantagens: necessidade de abertura de furos na placa e montagem de furos, aumentando a carga de trabalho de fabricação, e a fabricação com requisitos de alta precisão; os furos dos parafusos também enfraquecem a seção transversal do componente, e as peças conectadas geralmente precisam ser lapidadas ou uma placa de conexão auxiliar adicional (ou ângulo) e, portanto, uma construção mais complicada e aço mais caro.

(C) conexão rebitada

A conexão do rebite é uma extremidade com uma cabeça pré-fabricada semicircular do rebite, a haste do prego queimará em vermelho e será rapidamente inserida nos orifícios dos pregos no conector e, em seguida, usar a pistola de rebite também será rebitada na outra extremidade do prego cabeça, de modo a fazer a conexão para conseguir a fixação.

Vantagens: transmissão de força confiável de rebitagem, plasticidade e tenacidade são melhores, a qualidade é fácil de verificar e garantir que pode ser usada para estrutura de carga de energia de rolamento pesado e direto. Desvantagens: o processo de rebitagem é complexo, a fabricação é cara e trabalhosa, e mão de obra -intensivo, então foi basicamente substituídopor soldagem e conexão de parafuso de alta resistência.

VII. conexão soldada

 (A) Métodos de soldagem

O método de soldagem comum para estruturas de aço é a soldagem a arco elétrico, incluindo soldagem a arco manual, soldagem a arco automática ou semiautomática e soldagem com proteção de gás.

A soldagem a arco manual é o método de soldagem mais utilizado em estruturas de aço, com equipamentos simples, operação flexível e conveniente. Porém, as condições de trabalho são precárias, a produtividade é inferior à da soldagem automática ou semiautomática e a variabilidade da qualidade da solda é grande, o que depende, em certa medida, do nível técnico do soldador.

Estabilidade automática da qualidade da costura de soldagem, menos defeitos internos de solda, boa plasticidade, boa resistência ao impacto, adequado para soldagem de solda direta mais longa. Soldagem semiautomática devido à operação manual, adequada para curva de soldagem ou formato arbitrário da solda. A soldagem automática e semiautomática deve ser utilizada com o corpo principal do metal e fluxo compatível com o fio, o fio deve estar de acordo com as normas nacionais, o fluxo deve ser determinado de acordo com os requisitos do processo de soldagem.

A soldagem com proteção de gás consiste em usar gás inerte (ou CO2) como meio de proteção para o arco, de modo que o metal fundido seja isolado do ar para manter o processo de soldagem estável. Concentração de aquecimento do arco de soldagem com proteção de gás, velocidade de soldagem, profundidade de fusão, de modo que a resistência da solda é maior do que a soldagem manual. E boa plasticidade e resistência à corrosão, adequada para soldagem de aço espesso.

(B) a forma da solda

A forma de conexão de solda de acordo com a posição mútua dos membros pode ser dividida em conexão de topo, sobreposição, conexão em forma de T e conexão angular e outras quatro formas. Essas conexões são usadas na solda de topo e na solda de filete em duas formas básicas. Na aplicação específica, deve ser conectado de acordo com a força, combinada com as condições de fabricação, instalação e soldagem para seleção.

(C) estrutura de solda

1, solda de topo

As soldas de topo transferem força direta, suave, sem fenômeno significativo de concentração de tensão e, portanto, bom desempenho, para suportar cargas estáticas e dinâmicas são aplicáveis ​​à conexão de componentes. No entanto, devido aos requisitos de alta qualidade da solda de topo, a folga de soldagem entre as soldagens é um requisito mais rigoroso, geralmente usado em conexões de fabricação de fábrica.

2, solda de filete

A forma da solda de filete: a solda de filete de acordo com sua direção de comprimento e a direção da força externa, pode ser dividida em paralela à direção do lado da solda de filete de força, perpendicular à direção da frente da solda de filete de força e a direção da força é cortada diagonalmente pela solda de ângulo oblíqua e pela solda circunferencial.

A forma da seção transversal da solda de ângulo é dividida em tipo comum, inclinação plana e tipo de fusão profunda. Na figura, hf é chamado de tamanho do pé da solda de ângulo. Proporção lateral do pé de solda de seção transversal do tipo comum de 1: 1, semelhante ao triângulo retângulo isósceles, a flexão da linha de transmissão de força é mais intensa, então a concentração de tensão é séria. Para a estrutura diretamente submetida a cargas dinâmicas, a fim de tornar a transmissão de força suave, a solda do canto frontal deve ser utilizada com relação de tamanho da borda do canto de solda de 1:1.

VIII. conexão de parafuso

(A) Estrutura da conexão de parafuso comum

1,A forma e especificação do parafuso comum

2,O arranjo da conexão de parafuso comum

A disposição dos parafusos deve ser simples, uniforme e compacta, para atender aos requisitos de força, construção razoável e fácil de instalar. Existem dois tipos de arranjo: lado a lado e escalonado. A justaposição é mais simples e o arranjo escalonado é mais compacto.

(B) as características de força da conexão de parafuso comum

1,Conexão de parafuso de cisalhamento

2, conexão do parafuso de tensão

3, conexão do parafuso de tensão e cisalhamento

(C) as características de força dos parafusos de alta resistência

A conexão de parafuso de alta resistência pode ser dividida em tipo de fricção e tipo de pressão de acordo com os requisitos de projeto e força. Ligação tipo fricção em resistência ao cisalhamento, fora da força cortante para atingir a máxima resistência possível entre a placa para o estado limite; quando mais do que quando o deslizamento relativo entre a placa, ou seja, a conexão foi considerada falha e danificada. A conexão do tipo pressão no cisalhamento permite que o atrito seja superado e o deslizamento relativo entre a placa, e então a força externa pode continuar a aumentar e, posteriormente, a destruição final do cisalhamento do parafuso ou da pressão da parede do furo para o estado limite.