Conocimientos integrales sobre estructuras de acero

1. Terminología

1. Resistencia: capacidad de los materiales o conexiones de la sección transversal de un componente para resistir daños. Los cálculos de resistencia son cálculos que evitan que los miembros estructurales o las conexiones se destruyan si se excede la resistencia del material.

2. Capacidad portante: la fuerza interna máxima que una estructura o componente puede soportar sin sufrir daños debido a factores como la resistencia, la estabilidad o la fatiga o la fuerza interna máxima cuando un mecanismo de falla está formado por plástico; análisis; o llegar al punto en el que ya no es adecuado para un funcionamiento continuo. La fuerza interna durante la deformación de la carga.

3. Fractura frágil: Generalmente se refiere a la fractura frágil repentina de una estructura de acero sin previo aviso de deformación plástica bajo tensión de tracción.

4. Valor estándar de resistencia: el límite elástico (límite elástico) o resistencia a la tracción del acero especificado en las normas nacionales.

5. Valor de resistencia de diseño: valor que se obtiene dividiendo el valor de resistencia estándar del acero o conexión por el coeficiente del componente resistente correspondiente.

6. Análisis elástico de primer orden: Independientemente del impacto de la deformación de segundo orden de la estructura sobre la fuerza interna, las condiciones de equilibrio se establecen en base a la estructura no deformada, y la fuerza interna y el desplazamiento de La estructura se analiza según la etapa elástica.

7. Análisis elástico de segundo orden: considera el impacto de la deformación de segundo orden de la estructura sobre la fuerza interna, establece condiciones de equilibrio en función de la estructura desplazada y analiza la fuerza interna y el desplazamiento de la Estructura según la etapa elástica.

8. Pandeo: La varilla o placa sufre repentinamente una gran deformación inconsistente con el estado tensional original y pierde estabilidad bajo la acción de la presión axial, el momento flector y la fuerza cortante solas o simultáneamente.

9. Resistencia de la red después del pandeo: La red puede seguir manteniendo su capacidad para soportar cargas después del pandeo.

10. Relación altura-espesor general: parámetro cuyo valor es igual al límite elástico a flexión, corte o compresión del acero dividido por el cociente del correspondiente elástico de flexión, corte o compresión local del alma. tensión de pandeo La raíz cuadrada de.

11. Estabilidad general: Evaluación de si toda la estructura o componente puede pandearse o

volverse inestable bajo la acción de cargas externas.

12. Ancho efectivo: ancho a la hora de calcular la resistencia y estabilidad de la sección. Suponiendo que el tablero es efectivo

13. Coeficiente de ancho efectivo: la relación entre el ancho efectivo del tablero y el ancho real del tablero.

14. Longitud calculada: La longitud geométrica del componente entre sus puntos efectivos de restricción se multiplica por la longitud equivalente obtenida considerando la deformación del extremo de la varilla y la condición de carga, que se utiliza para calcular la esbeltez. del componente. La longitud de la soldadura utilizada para calcular la resistencia de una conexión soldada.

15. Relación de esbeltez: relación entre la longitud calculada del componente y el radio de giro de la sección del componente.

16. Conversión de la relación de esbeltez: en el cálculo de la estabilidad general de miembros a compresión axial, de acuerdo con el principio de fuerzas críticas iguales, los miembros de la estructura reticular se convierten en miembros de alma sólida para calcular la relación de esbeltez o. la relación de esbeltez utilizada al convertir la inestabilidad de flexión y torsión en inestabilidad de flexión.

17. Fuerza de soporte: El soporte lateral establecido para reducir la longitud libre del miembro que soporta presión (o la brida de presión del miembro), en el miembro soportado (o la brida de presión del miembro). ) La dirección de pandeo es la fuerza lateral que se debe aplicar al centro de corte de la sección del componente (o al borde de compresión del componente).

18. Marco puro sin soporte: un marco que se basa en la resistencia a la flexión de componentes y conexiones de nodos para resistir cargas laterales.

19. Marco de soporte fuerte: en el marco de soporte, la estructura de soporte (armazón de soporte, muro de corte, hueco de ascensor, etc.) tiene una gran resistencia a la rigidez del movimiento lateral, y el marco puede considerarse como un marco sin movimiento lateral.

20. Marco débilmente arriostrado: En el marco arriostrado, la estructura de soporte tiene una rigidez débil contra el movimiento lateral, y el marco no puede considerarse como un marco sin movimiento lateral.

21. Columna oscilante: Columna con extremos articulados en ambos extremos del marco que no puede resistir cargas laterales.

22. Área del nodo del alma de la columna: en el nodo de conexión rígida de la viga del marco y la columna, el alma de la columna está dentro del rango de altura de la viga.

23. Cojinete esférico de acero: la superficie esférica de acero que permite que la estructura gire en cualquier dirección en el cojinete se utiliza como cojinete articulado o cojinete móvil para transmitir fuerza.

24. Cojinete de caucho: productos de materiales compuestos como caucho y placas delgadas de acero que cumplen con los requisitos de desplazamiento del rodamiento se utilizan como rodamientos para transmitir la fuerza de reacción del rodamiento.

25. Tubería principal: Entre los componentes estructurales de tubería de acero, se encuentran los accesorios de tubería que discurren continuamente a través de nodos, como cuerdas en cerchas.

26. Tubería derivada: En una estructura de tubería de acero, un accesorio de tubería se desconecta en un nodo y se conecta a la tubería principal, como la varilla de alma en una armadura conectada a la tubería principal.

27. Nodo Gap: un nodo de tubería donde los pies de las dos tuberías están separados por una cierta distancia.

28. Nodo de superposición: en el nodo de tubería de acero, el nodo donde las dos tuberías se superponen entre sí.

29. Nodo de tubería plana: Nodo donde los ramales y las tuberías principales se conectan entre sí en el mismo plano.

30. Nodo de tubería espacial: un nodo de tubería formado conectando tuberías secundarias y tuberías principales en diferentes planos.

31. Componente compuesto: Un componente compuesto por más de una placa de acero (o acero) conectada entre sí, como una sección transversal en forma de I o una viga compuesta de sección transversal en forma de caja o columna.

32 Viga compuesta de acero y hormigón: Viga que puede soportar tensiones generales combinando placas de ala de hormigón y vigas de acero a través de conectores de cortante.

2. Símbolos

1. Valores de diseño de acción y efecto de acción

F——Carga concentrada;

H——Fuerza horizontal ;

M——momento flector;

N——fuerza axial;

P——fuerza de pretensión de pernos de alta resistencia; p> Q——carga de gravedad;

R——fuerza de reacción del soporte;

V——fuerza de corte.

2. Índice de cálculo

E - módulo de elasticidad del acero

Ec - módulo de elasticidad del hormigón

G - módulo de corte; de acero;

Nat - valor de diseño de la capacidad de carga a tracción de un perno de anclaje

Nbt, Nbv, Nbc - valores de diseño de la capacidad de carga a tracción de un perno, al corte y a la presión;

Nrt, Nrv, Nrc - los valores de diseño de la capacidad de carga de tracción, corte y presión de un remache;

Ncv - —El valor de diseño de la capacidad de carga de corte de una cizalla conector en la estructura compuesta;

NpjtNpjc——El valor de diseño de la capacidad de carga de los ramales de tensión y compresión en los nodos de la tubería;

Sb - la rigidez al movimiento lateral de la estructura de soporte (la fuerza horizontal generada por unidad de ángulo de balanceo

F - los valores de diseño de la resistencia a la tracción, compresión y flexión del acero

fv——La valor de diseño de la resistencia al corte del acero;

fce——El valor de diseño de la resistencia a la presión de la cara del extremo del acero;

fst——El valor de diseño de la resistencia a la tracción de la barra de acero;

p>

fy——El límite elástico (o límite elástico) del acero;

fat——El valor de diseño de la resistencia a la tracción de la perno de anclaje;

fbtfbvfbc——La resistencia del perno Los valores de diseño de resistencia a la tracción, al corte y a la presión;

frtfrvfrc——Los valores de diseño de la resistencia a la tracción , resistencia al corte y a la presión de los remaches;

fwtfwvfwc——La resistencia de la soldadura a tope Valores de diseño de resistencia a la tracción, al corte y a la compresión;

fwt——Valores de diseño ​​de resistencia a tracción, corte y compresión de soldaduras de filete;

fc——Resistencia a la compresión del concreto Valor de diseño de resistencia;

Δu——Desplazamiento entre pisos de pisos;

[υQ]——El valor permitido de deflexión solo considerando el valor estándar de carga variable;

[υT]——El valor permitido de deflexión causado al considerar los valores estándar de carga permanente y variable ;

σ——Esfuerzo normal;

σc——Esfuerzo de compresión local;

σf——El esfuerzo perpendicular a la dirección longitudinal de la soldadura de filete, calculado de acuerdo con la sección transversal efectiva de la soldadura;

Δσ——La amplitud de tensión o amplitud de tensión convertida para el cálculo de fatiga;

p>

Δσ——tensión equivalente amplitud de fatiga de amplitud variable;

[Δσ]——fatiga amplitud de tensión permitida;

Σcrσc.crτcr——placa durante la flexión Esfuerzo crítico cuando actúan la tensión, la tensión de compresión local y la tensión de corte solo;

τ——esfuerzo cortante;

τf——a lo largo de la dirección longitudinal de la soldadura de filete, de acuerdo con la sección transversal efectiva de la soldadura Esfuerzo cortante calculado;

p>

ρ - densidad de masa.

3. Parámetros geométricos

A——Área transversal bruta;

An——Área transversal neta;

H——Altura de la columna;

H1, H2, H3: la altura de la sección superior, la sección media (o la sección inferior de una columna de una sola etapa) y la sección inferior de la columna escalonada;

I - momento de inercia de la sección bruta;

It——El momento de inercia de torsión de la sección bruta;

Iw——El momento de inercia del ventilador de la sección bruta;

In——El momento de inercia de la sección neta;

S——Momento del área de la sección bruta;

W——Módulo de la sección bruta;

Wn——Módulo de sección neta;

Wp——Módulo de sección bruta de plástico;

Wpn——Módulo de sección neta de plástico;

ag—— Espaciado, espacio;

b—— El ancho de la placa o el ancho de extensión libre de la placa;

bo - el ancho sin soporte de la placa del ala de sección en caja entre las almas ; el ancho de la parte superior del soporte de la losa de concreto;

bs - el ancho extendido del refuerzo

be - el ancho efectivo de la placa

d - diámetro;

de - diámetro efectivo;

do——apertura;

e——excentricidad;

h— —altura total de la sección; altura del piso;

hc1——El espesor de la losa de concreto;

hc2——El espesor del soporte de la losa de concreto;

he——El espesor calculado de la soldadura de filete;

hf—— —El tamaño de la pata de la soldadura de filete;

hω —La altura del alma.

ho——la altura calculada del alma;

i——el radio de giro de la sección

l——la longitud o luz;

ll——La distancia entre los soportes laterales del ala de compresión de la viga; la longitud de conexión del perno (o remache) en la dirección de la fuerza;

lo——La longitud calculada de pandeo por flexión;

lω——La longitud calculada del pandeo por torsión;

lw——La longitud calculada de la soldadura;

lz——La supuesta longitud de distribución de la carga concentrada en el borde de la altura calculada del alma;

s——La distancia más corta desde la raíz de la ranura de soldadura a tope de penetración parcial hasta la superficie de soldadura

<; p> t——El espesor de la placa; el espesor de la pared de la tubería principal;

ts——espesor del refuerzo;

tw——espesor del alma;

α——ángulo incluido;

θ——ángulo incluido; ángulo de difusión de tensión;

γb——La relación altura-espesor universal al calcular la flexión del alma de la viga;

γs——La relación altura-espesor universal al calcular el corte del alma de la viga;

γc——Relación altura-espesor general al calcular la presión local en el alma de la viga;

γ——Relación de esbeltez;

γo, γyz, γz, γuz——relación de esbeltez de conversión,

4. Cálculo de coeficientes y otros

C ——parámetros dimensionales utilizados para el cálculo de fatiga,

K1K2—— —Relación de rigidez de la línea del miembro;

ks—coeficiente de pandeo por cortante del miembro;

Ov— relación de superposición de ramas de nodos de tubería;

n — —Número de pernos, remaches o conectores; número de ciclos de tensión:

nl —Número de pernos (o remaches) en la sección calculada ;

nf —Transmisión de pernos de alta resistencia Número de superficies de fricción de fuerza;

nv - número de superficies de corte de pernos o remaches;

α - lineal coeficiente de expansión para calcular la fuerza lateral causada por la oscilación de la grúa,

p>

αE——La relación entre el módulo de elasticidad del acero y el hormigón;

αe—— El coeficiente de reducción del módulo de sección de la viga considerando el ancho efectivo del alma;

αf—— —Coeficiente equivalente del efecto de subcarga en el cálculo de fatiga;

αo——Coeficiente de distribución de tensiones de alma de la columna;

αy——Coeficiente de influencia de la resistencia del acero;

αl——El coeficiente utilizado cuando el alma de la viga se cepilla y aprieta;

α2i—— El coeficiente de aumento del momento de flexión lateral del miembro de la primera capa del marco considerando el efecto de segundo orden;

β ——La relación entre el diámetro exterior de la tubería secundaria y el parámetro de la tubería principal utilizado para calcular; resistencia a la fatiga;

βb——El coeficiente de momento de flexión crítico equivalente para la estabilidad general de la viga;

βf——El factor de aumento del valor de diseño de resistencia de la soldadura de filete frontal; /p>

βm, βt——El coeficiente de momento flector equivalente para la estabilidad del elemento de flexión:

βl——Conversión El coeficiente de aumento del valor de ajuste de intensidad de tensión;

γ——Relación resistencia-límite del perno de acero;

γo——El coeficiente de importancia de la estructura:

γx, γy——el coeficiente de desarrollo plástico de la sección en los ejes principales x e y;

η——coeficiente de ajuste;

ηb——el coeficiente de influencia de la asimetría de la sección transversal de la viga;

η1, η2 ——parámetros utilizados para calcular la longitud calculada de columnas escalonadas;

μ——coeficiente antideslizante de la superficie de fricción de pernos de alta resistencia coeficiente de longitud calculado de la columna;

μ1, μ2, μ3 - los coeficientes de longitud calculados de la sección superior, la sección media (o la sección inferior de una columna de una sola etapa) y la sección inferior de una columna escalonada;

ξ - un parámetro utilizado para calcular la estabilidad general de la viga

ρ——coeficiente de ancho efectivo de la zona de presión del alma;

φ——coeficiente de estabilidad del miembro de compresión axial;

φb, φ'b— —El coeficiente de estabilidad general de la viga;

ψ—el factor de aumento de la carga concentrada

ψn, ψa, ψd—parámetros utilizados para calcular; la capacidad de carga de nodos de tubos de acero soldados directamente.