Piecas tērauda konstrukciju pamatveides un atlases rokasgrāmata iesācējiem

Civilās inženierijas un arhitektūras projektēšanas jomā tērauda konstrukcijas izceļas ar izcilām mehāniskajām īpašībām un pielāgošanās spēju. Iesācējiem, kas iesaistās šajā jomā, saprototpiecas pamatformastērauda konstrukcijasun to atlases kritēriji ir izšķiroši. Mēs iedziļināmies vieglās tērauda konstrukcijās, tērauda karkasa konstrukcijās, tērauda režģa konstrukcijās, membrānu konstrukcijās un tērauda cauruļu konstrukcijās, sniedzot profesionālu to strukturālo īpašību, pielietojuma scenāriju un galveno dizaina apsvērumu analīzi.

 

 

Vieglā tērauda konstrukcija: optimāla izvēle mazām un vidēji{0}}izmēra rūpnieciskajām ēkām

Vieglās tērauda konstrukcijas, kurām raksturīgas to portāla rāmju sistēmas (H-formas tērauda kolonnas un sijas), stiegrojuma sistēmas (CZ tērauds) un standartizētas atbalsta sistēmas, ir izcilasslodzes efektivitāte un izmaksu{0}}efektivitāte. Parasti tiek izmantotas vieglas tērauda jumta kopnes (ar pašsvaru 0,1-0,3 kN/m²), kas samazina pamatu inženierijas apjomu par 40-60%, salīdzinot ar dzelzsbetona konstrukcijām.

 

Tipiski pielietojuma scenāriji

1. Rūpnieciskās iekārtas: vienstāva{0}}rūpniecības iekārtas (piemēram, mašīnu rūpnīcas un metālapstrādes rūpnīcas), kuru laidumi ir mazāki vai vienādi ar 30 m un dzegas augstums ir mazāks vai vienāds ar 8 m.

2. Tirdzniecības telpas: mazo un vidējo uzņēmumu darbnīcas, loģistikas noliktavas utt., kur būvniecības laiku var saīsināt par 40%, salīdzinot ar tradicionālajām dzelzsbetona konstrukcijām, un izmaksas ir par 20-30% zemākas.

 

Galvenie dizaina apsvērumi

• Platuma kontrole: laidumiem, kas pārsniedz 30 m, izmantojiet kopņu formas vai pievienojiet starpbalstus, lai izvairītos no pārmērīgiem iekšējiem spēkiem.

• Slodzes pielāgošana: ja dzīvā slodze pārsniedz 20 kN, prioritāri piešķiriet stingras rāmja konstrukcijas; īpaši-augstiem karnīzes augstumiem izmantojiet sānu stiprinājumu sistēmas.
• Mezglu dizains: Eņģu mezglus drīkst izmantot tikai konstrukcijām bez horizontālām slodzēm vai nelielām horizontālām slodzēm, jo ​​tiem ir ierobežota izturība pret horizontāliem spēkiem.

 

 

 

Tērauda karkasa konstrukcija: telpiskā elastība daudzstāvu un{1}}augststāvu ēkām

Tērauda karkasa konstrukcijas, kas sastāv no H-formas tērauda sijām un kolonnām, kas savienotas ar stingriem vai daļēji{1}}cietiem mezgliemnepārspējama telpiskā dalījuma elastība. Siju -kolonnu savienojumus var konstruēt kā stingrus (pilnībā metinātos) vai daļēji-stingrus (savienots ar skrūvēm-), ļaujot kolonnu atstatumam sasniegt līdz 8 m, kas ir ideāli piemērots atvērta-plāna izkārtojumiem.

 

Strukturālās priekšrocības

• Daudzstāvu lietojumprogrammas: Piemērots 4-15 stāvu ēkām (piemēram, SOHO kompleksiem), nodrošinot bezmaksas plānojumu sadalīšanu un apmierinot atvērtā plānojuma dzīvokļu vajadzības.
• Rūpnieciskās ēkas: piemērojams lieljaudas{0}}rūpnieciskām iekārtām, kas spēj izturēt slodzi virs 50 kN.
• Seismiskā veiktspēja: augstas{0}}seismiskās-intensitātes apgabalos (piemēram, Sičuaņā, Japānā) tērauda karkasi apvienojumā ar enerģiju-izkliedējošām sastāvdaļām demonstrē izcilu seismisko veiktspēju.

 

Galvenie dizaina punkti

• Augstuma-līdz-svara attiecība: attiecībām, kas pārsniedz 1:5, iestatiet serdes cauruļu struktūras vai atbalsta sistēmas un kontrolējiet starpposma novirzes leņķi 1/250 robežās.
• Mezglu optimizācija: izmantojiet dizaina principus "vājš mezgls, spēcīgs komponents", lai uzlabotu struktūras enerģijas{0}}izkliedes spēju mezgla deformācijas rezultātā.
• Grīdas plātnes: kompozītmateriālu tērauda{0}}betona plātnes (ar biezumu 80–120 mm) var samazināt konstrukcijas slāņus un uzlabot telpas izmantošanu.

 

Tērauda režģa struktūra: Force{0}}Pretesting Pionieris lielām-izlaiduma telpām

Tērauda režģa konstrukcijas, ko veido mezglos krustojošie akordu elementi (cietās vai dobās sekcijas) un tīkla elementi (leņķa tērauda vai tērauda caurules)vienmērīgs spēka sadalījums un efektīva slodzes pārnešana. Režģa biezums parasti ir 1/10-1/15 no laiduma, un pašsvars- svārstās no 30 līdz 50 kg/m², tāpēc tas ir ideāli piemērots liela laiduma jumtiem.

 

Standarta pielietojuma lauki

• Kultūras un sporta norises vietas: stadionu jumti (ar laidumiem, kas pārsniedz 80 m) un lielas auditorijas, kas nodrošina brīvas vietas.
• Transporta mezgli: Lidostu un dzelzceļa staciju termināļu ēkas, nodrošinot netraucētu satiksmes plūsmu.
• Rūpnieciskās rūpnīcas: īpaši-lieli-darbnīcas (vairāk nekā 300 m) un loģistikas centri, kas ir saderīgi ar automatizētām transportlīdzekļu sistēmām.

 

Tehniskās atlases pamati

• Plakanais izkārtojums: piešķiriet prioritāti ortotropiem vai divvirzienu ortogonāla režģa izkārtojumiem; neregulāriem plāniem izmantojiet trīs{0}}virzienu režģus.
• Mezglu ārstēšana: laidumiem, kas pārsniedz 60 m, izmantojiet lodveida savienojumus (rūpnīcas rūpnīcas izgatavošana un montāža uz vietas), lai samazinātu -metināšanas darba slodzi uz vietas.
• Vēja slodzes apsvērumi: Režģiem ar membrānu-vai stiklu-stingri aprēķiniet vēja sūkšanu (vietējais negatīvais spiediens var sasniegt 1,5 kPa), lai novērstu komponentu bojājumus.

 

 

Membrānas struktūra: estētiskā un funkcionālā integrācija arhitektūras jauninājumiem

Piedāvājumā membrānas konstrukcijas, kas sastāv no membrānu materiāliem (PTFE, ETFE, PVC u.c.), spriegošanas sistēmām (troses/stieņi) un atbalsta konstrukcijāmvieglas, caurspīdīgas un radošas dizaina iespējas. To pašsvars ir tikai 0,1-2,5 kg/m² un stiepes izturība sasniedz 50–150 MPa, tāpēc tos plaši izmanto liela laiduma atklātās telpās.

 

Inovatīvas pielietojuma jomas

• Atpūtas iespējas: liela mēroga -akvaparki (ar cilvēka-membrānu mijiedarbību) un komerciālas laukuma nojumes.
• Ekoloģiskās ēkas: siltumnīcas (ar vides aizsardzības un enerģijas taupīšanas -funkcijām), kurās ETFE membrānas nodrošina vairāk nekā 85% gaismas caurlaidību.
• Pagaidu struktūras: liela mēroga -izstāžu zāles (ieskaitot nacionālos paviljonus), kuru kalpošanas laiks ir 15–30 gadi un atkārtoti lietojamas sastāvdaļas.

 

Uzsvars uz materiāliem un dizainu

• Materiālu izvēle: PTFE membrānas (pašattīrošas-, liesmu- slāpējošas) ir piemērotas pastāvīgām ēkām; PE membrānas (rentablas{2}}) ir ideāli piemērotas pagaidu konstrukcijām.
• Slodzes aprēķins: Vietās, kur ir pakļautas taifūnam{0}} (vēja spiediens līdz 1,2 kPa) vai stipra sniega reģionos (1,0 kPa sniega slodze), veiciet stingru slodzes pārbaudi.
• Formas optimizācija: izmantojiet 3D modelēšanu formas-atrašanai, kontrolējot membrānas ūdens aiztures līmeni zem 4% un projektējiet drenāžas sistēmas, lai izvairītos no "ūdens uzkrāšanās" problēmām.

 

 

Tērauda cauruļu konstrukcija: ideāls rūpnieciskās izturības un arhitektūras elegances sajaukums

Tērauda cauruļu konstrukcijas, kas izgatavotas no apaļām vai kvadrātveida tērauda caurulēm, kas savienotas ar metinātiem vai pieskrūvētiem mezgliemaugsta izturība, izturība pret koroziju un arhitektūras estētika. To kalpošanas laiks ir līdz 50 gadiem (ar pretkorozijas apstrādi) tos plaši izmanto rūpnieciskajā un civilajā inženierijā.

 

Daudzpusīgi lietojumprogrammu scenāriji

• Rūpnieciskās rūpnīcas: Lieljaudas{0}}rūpnīcas (ar laidumiem 40–60 m), kas spēj izturēt slodzi virs 50 kN.
• Tiltu inženierija: gari-laiduma tilti (piemēram, vanšu-tilti) ar laidumiem līdz 150 m, samazinot betona izmantošanu par 60%.
• Ievērojamās ēkas: liela mēroga{0}}stadioni (piemēram, Putnu ligzda) un mākslas galerijas, kur izliektas tērauda caurules rada unikālas arhitektūras formas.

 

Strukturālā dizaina detaļas

• Sadaļas izvēle: izmantojiet apļveida sekcijas (mazākas vai vienādas ar 30 m laidumiem), trīsstūrveida sekcijas (vidējs-laidums) un taisnstūrveida sekcijas (garas-laidums), pamatojoties uz laiduma izmēriem.
• Dalībnieku izkārtojums: kontrolējiet slaiduma attiecību starp 1:5-1:3 un izmantojiet augstas stiprības tēraudu (piemēram, Ax150 spriegojuma elementiem un Ax500 saspiešanas elementiem).
• Mezglu konstrukcija: mezglu savienojumiem izmantojiet loka metināšanu vai berzes maisīšanas metināšanu un pārliecinieties, ka leņķis starp balstiem un galvenajiem elementiem ir lielāks vai vienāds ar 30 grādiem, lai garantētu savienojuma kvalitāti.