¿Cuáles son los contenidos específicos de los ocho conocimientos básicos de estructuras de acero? Zhongda Consulting los responderá a continuación.
1. Características de las estructuras de acero
1 Las estructuras de acero son más livianas
2 Las estructuras de acero tienen mayor confiabilidad en su funcionamiento
3 El acero tiene buena resistencia a las vibraciones (impactos) y al impacto
4. La fabricación de estructuras de acero tiene un alto grado de industrialización
5 Las estructuras de acero se pueden ensamblar con precisión y rapidez
.6 Es fácil hacer una estructura sellada
7 Las estructuras de acero son fáciles de corroer
8 Las estructuras de acero tienen poca resistencia al fuego
2. y propiedades de estructuras de acero de uso común
1 Acero estructural al carbono: Q195, Q215, Q235, etc.
2 Acero estructural de baja aleación y alta resistencia
3 Acero estructural al carbono de alta calidad y acero estructural aleado
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4 Acero para usos especiales
3. Principios de selección de materiales para estructuras de acero
El principio de selección de materiales para estructuras de acero es garantizar la capacidad de carga de la estructura portante y prevenir, bajo ciertas condiciones, la aparición de fallas frágiles se considera de manera integral en función de factores como la importancia de la estructura, las características de carga, forma estructural, estado de tensión, método de conexión, espesor del acero y entorno de trabajo.
Los cuatro modelos de acero propuestos en el "Código de Diseño de Estructuras de Acero" GB50017-2003 son los modelos que son "adecuados" para ser utilizados. Son la primera opción cuando las condiciones lo permiten. no prohibido, siempre y cuando los utilizados El acero debe cumplir con los requisitos de la especificación.
IV. Principales contenidos técnicos de estructuras de acero
Tecnología de estructuras de acero de gran altura
Según la altura del edificio y los requisitos de diseño, marcos, soportes de marcos, cilindros y Se utilizan respectivamente estructuras gigantes, cuyos componentes pueden ser de acero, hormigón armado rígido o hormigón con tubos de acero. Los componentes de acero son livianos y tienen buena ductilidad. Se puede usar acero soldado o acero laminado, que es adecuado para edificios de gran altura. Los componentes de hormigón armado rígido tienen alta rigidez y buena resistencia al fuego, y son adecuados para edificios de altura media a alta. -Edificios elevados o estructuras inferiores; el hormigón con tubos de acero es fácil de construir sólo para estructuras de columnas.
Tecnología de estructura de acero espacial
La estructura de acero espacial tiene peso ligero, alta rigidez, apariencia hermosa y velocidad de construcción rápida. Las rejillas de placa plana de nodo esférico con tubos de acero como varillas, las rejillas multicapa de sección variable y las rejillas son los tipos estructurales con mayor consumo de estructuras de acero espacial en mi país. Tiene las ventajas de una gran rigidez espacial y un bajo consumo de acero. Cuenta con procedimientos CAD completos para diseño, construcción e inspección. Además de las estructuras de rejilla, las estructuras espaciales también incluyen estructuras de cables colgantes de gran luz, estructuras de cable-membrana, etc.
Tecnología de estructura de acero ligero
Junto con la nueva forma estructural compuesta por paredes y cerramientos de techo fabricados con placas de acero de color claro. Es un sistema de estructura de acero liviano compuesto por vigas de pared de acero en forma de H de paredes delgadas de sección grande y correas de techo soldadas o laminadas por placas de acero de más de 5 mm, sistemas de soporte flexibles hechos de acero redondo y conexiones de pernos de alta resistencia. Puede ser de 6 ma 9 m, y la luz puede ser de hasta 30 mo más, la altura puede alcanzar más de diez metros y se pueden instalar cuatro grúas livianas. La cantidad de acero utilizada es de 20~30kg/m2. Actualmente existen procedimientos de diseño estandarizados y empresas de producción especializadas. Los productos tienen buena calidad, velocidad de instalación rápida, peso ligero, baja inversión y la construcción no está sujeta a restricciones estacionales y es adecuada para diversas plantas industriales ligeras. Haga clic aquí para descargar información técnica de construcción de forma gratuita
Tecnología de estructura compuesta de acero y hormigón
La estructura portante de vigas y columnas compuesta de acero o componentes de acero y hormigón es una estructura de acero. Estructura compuesta de hormigón, que se ha utilizado ampliamente en los últimos años y el alcance se está ampliando día a día. La estructura compuesta tiene las ventajas tanto del acero como del hormigón. Tiene una alta resistencia general, buena rigidez y buena resistencia sísmica. Cuando se construye con hormigón exterior, tiene mejor resistencia al fuego y a la corrosión. Los componentes estructurales combinados generalmente pueden reducir la cantidad de acero utilizado entre un 15 y un 20%. Los componentes combinados de losas de piso y tubos de acero para concreto también tienen las ventajas de tener menos o ningún encofrado, una construcción conveniente y rápida y un gran potencial de promoción. Es adecuado para vigas, columnas y revestimientos de suelos de edificios de varios pisos o de gran altura con cargas mayores, así como para columnas y revestimientos de suelos de edificios industriales.
Tecnología de soldadura y conexión de pernos de alta resistencia
Los pernos de alta resistencia transmiten tensión a través de la fricción y están compuestos por pernos, tuercas y arandelas.
Las conexiones atornilladas de alta resistencia tienen las ventajas de una construcción simple, desmontaje flexible, alta capacidad de carga, buena resistencia a la fatiga y propiedades de autobloqueo, y alta seguridad. Han reemplazado el remachado y la soldadura parcial en ingeniería y se han convertido en el principal método de conexión en la producción. e instalación de estructuras de acero. Para los componentes de acero fabricados en el taller, las placas gruesas deben utilizar soldadura automática sumergida por arco de múltiples hilos, y las particiones de columnas de caja deben utilizar soldadura por electroescoria con boquilla de fusión y otras tecnologías. Durante la instalación y construcción en el sitio, se debe utilizar tecnología de soldadura semiautomática, alambre con núcleo fundente para soldadura con protección de gas y tecnología de alambre con núcleo fundente autoprotegido.
Tecnología de protección de estructuras de acero
La protección de estructuras de acero incluye protección contra incendios, anticorrosión y antioxidante. Generalmente, no es necesario un tratamiento antioxidante después del recubrimiento ignífugo. tratamiento, pero en lugares con gases corrosivos El edificio aún necesita tratamiento anticorrosión. Hay muchos tipos de recubrimientos ignífugos en China, como la serie TN, MC-10, etc. Entre ellos, los recubrimientos ignífugos MC-10 incluyen pintura de esmalte alquídico, pintura de clorocaucho, pintura de caucho fluorado y pintura clorosulfonada. Durante la construcción, se deben seleccionar los recubrimientos y espesores de recubrimiento apropiados según el tipo de estructura de acero, los requisitos de grado de resistencia al fuego y los requisitos ambientales.
5. Objetivos y medidas de la estructura de acero
La ingeniería de estructuras de acero involucra una amplia gama de áreas y es técnicamente difícil, se deben seguir los estándares nacionales y de la industria en su promoción y aplicación. Los departamentos administrativos de construcción de varias regiones deben prestar atención a la etapa profesional de construcción de los proyectos de estructuras de acero, organizar la capacitación del equipo de inspección de calidad y resumir rápidamente las prácticas laborales y las aplicaciones de nuevas tecnologías. Los colegios y universidades, los departamentos de diseño y las empresas constructoras deben acelerar la capacitación del personal técnico de ingeniería de estructuras de acero y promover el CAD de estructuras de acero técnicamente maduro. Los grupos académicos masivos deben cooperar con el desarrollo de la tecnología de estructuras de acero, realizar amplios intercambios académicos y actividades de capacitación en el país y en el extranjero, y mejorar activamente el nivel general de la tecnología de diseño, producción, construcción e instalación de estructuras de acero en el futuro cercano.
6. Métodos de conexión de estructuras de acero
Existen tres métodos de conexión de estructuras de acero: conexión por soldadura, conexión por perno y conexión por remache.
Conexión soldada
La conexión soldada utiliza el calor generado por el arco para fundir parcialmente la varilla de soldadura y la pieza soldada, y luego se condensa en una soldadura después del enfriamiento, conectando así la pieza soldada en una sola. cuerpo. Haga clic aquí para descargar información técnica de construcción de forma gratuita
Excelente
No debilita las secciones de los componentes, ahorra acero, tiene una estructura simple, una fabricación conveniente, una alta rigidez de conexión, un buen rendimiento de sellado y es fácil de usar bajo ciertas condiciones Operación automatizada, alta eficiencia de producción.
Falta
La zona afectada por el calor formada por la alta temperatura de soldadura en el acero cerca de la soldadura puede causar que el material se vuelva quebradizo en algunas partes durante el proceso de soldadura; El acero está sujeto a altas temperaturas y enfriamiento distribuidos de manera desigual. La estructura producirá tensión residual de soldadura y deformación residual, lo que tendrá un cierto impacto en la capacidad de carga, la rigidez y el rendimiento de la estructura. las grietas locales pueden expandirse fácilmente al conjunto una vez que ocurren, especialmente a bajas temperaturas, que son propensas a fracturas frágiles. La plasticidad y tenacidad de la conexión soldada son deficientes y pueden ocurrir defectos durante la soldadura, lo que reducirá la resistencia a la fatiga;
Conexión por perno
La conexión por perno consiste en conectar piezas de conexión en un solo cuerpo a través de sujetadores como pernos. Las conexiones atornilladas se dividen en dos tipos: conexiones atornilladas ordinarias y conexiones atornilladas de alta resistencia.
Excelente
El proceso de construcción es simple y fácil de instalar. Es especialmente adecuado para instalación y conexión en obra, y también es fácil de desmontar. que es necesario montar y desmontar y conexiones temporales.
Defecto
Es necesario hacer agujeros en los paneles y alinear los agujeros durante el montaje, lo que aumenta la carga de trabajo de fabricación y requiere una alta precisión de fabricación. Los agujeros de los pernos también debilitan la sección del componente; Además, las piezas conectadas a menudo necesitan superponerse entre sí o agregar placas de conexión auxiliares (o ángulos de acero), por lo que la estructura es complicada y consume mucho acero.
Conexión por remache
La conexión por remache consiste en utilizar un remache con una cabeza de clavo prefabricada semicircular en un extremo. Después de calentar la varilla del clavo, se inserta rápidamente en el orificio del clavo. la pieza de conexión y luego se utiliza el remache. La pistola también remachará el otro extremo en la cabeza de un clavo para apretar la conexión.
Excelente
La transmisión de la fuerza de remachado es confiable, la plasticidad y la tenacidad son buenas, la calidad es fácil de verificar y garantizar, y puede usarse para estructuras de servicio pesado que soportan directamente cargas dinámicas. .
Defectos
El proceso de remachado es complejo, la fabricación requiere mucha mano de obra y mano de obra, por lo que básicamente ha sido reemplazado por soldadura y conexiones atornilladas de alta resistencia.
7. Conexión por soldadura
Método de soldadura
El método de soldadura comúnmente utilizado para estructuras de acero es la soldadura por arco, incluyendo la soldadura por arco manual, automática o semiautomática. Soldadura y protección de gas Soldadura, etc.
La soldadura por arco manual es el método de soldadura más utilizado en estructuras de acero. Cuenta con un equipo sencillo y un funcionamiento flexible y cómodo. Sin embargo, las condiciones de trabajo son malas, la eficiencia de producción 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.
La calidad de la soldadura automática es estable, con menos defectos internos, buena plasticidad y buena tenacidad al impacto, y es adecuada para soldaduras directas largas. La soldadura semiautomática es de operación manual y es adecuada para soldar curvas o soldaduras de cualquier forma. La soldadura automática y semiautomática debe utilizar alambre de soldadura y fundente que sean adecuados para el metal principal. El alambre de soldadura debe cumplir con las disposiciones de las normas nacionales y el fundente debe determinarse de acuerdo con los requisitos del proceso de soldadura.
La soldadura con protección de gas utiliza gas inerte (o CO2) como medio protector del arco para aislar el metal fundido del aire y mantener la estabilidad del proceso de soldadura. El calentamiento del arco de la soldadura con protección de gas es concentrado, la velocidad de soldadura es rápida y la profundidad de penetración es grande, por lo que la resistencia de la soldadura es mayor que la de la soldadura manual. Tiene buena plasticidad y resistencia a la corrosión y es adecuado para soldar placas de acero gruesas.
Formas de costura de soldadura
Las formas de conexión de costura de soldadura se pueden dividir en cuatro formas: junta a tope, junta traslapada, conexión en forma de T y junta de esquina según las posiciones mutuas de los componentes conectados. . Hay dos tipos básicos de soldaduras que se utilizan para estas conexiones: soldaduras a tope y soldaduras en ángulo. En aplicaciones específicas, la selección debe basarse en la tensión de la conexión y las condiciones de fabricación, instalación y soldadura.
Estructura de soldadura
1 Soldadura a tope
La soldadura a tope transmite la fuerza de forma directa y suave sin una concentración significativa de tensiones, por lo que tiene un buen rendimiento mecánico. Conexión de componentes que soportan cargas estáticas y dinámicas. Sin embargo, debido a los altos requisitos de calidad de las soldaduras a tope y los estrictos requisitos de espacio de soldadura entre las piezas soldadas, generalmente se utilizan en conexiones hechas en fábrica.
2 Soldaduras de filete
Formas de soldaduras de filete: Según su dirección longitudinal y la dirección de la acción de la fuerza externa, las soldaduras de filete se pueden dividir en soldaduras de filete laterales paralelas a la dirección de la fuerza. Costuras, soldaduras de filete frontales perpendiculares a la dirección de acción de la fuerza y soldaduras de filete oblicuas a la dirección de acción de la fuerza, y soldaduras perimetrales.
Las formas de sección transversal de las soldaduras de filete se dividen en tipo ordinario, tipo de pendiente plana y tipo de penetración profunda. La relación del lado del cateto de la sección transversal ordinaria es 1:1, que es similar a un triángulo rectángulo isósceles. La línea de transmisión de fuerza se dobla violentamente, por lo que la concentración de tensión es grave. Para estructuras que soportan cargas dinámicas directamente, para garantizar una transmisión suave de la fuerza, la soldadura de filete frontal debe ser de pendiente plana con una relación de dos lados de filete de soldadura de 1:1,5 (el lado largo está en la dirección de la fuerza interna). , y la soldadura de filete lateral debe tener una proporción de 1:1: 1 del tipo de fusión profunda.
8. Conexión por perno
Estructura de la conexión por perno ordinaria
1 Formas y especificaciones de los pernos ordinarios
Formas comunes utilizadas en estructuras de acero Es del tipo de cabeza hexagonal grande, y su código está representado por la letra M y el diámetro nominal (mm). M18, M20, M22, M24 se utilizan habitualmente en ingeniería. Según los estándares internacionales, los pernos se expresan uniformemente según el grado de rendimiento del perno, como "Grado 4.6", "Grado 8.8", etc. El número antes del punto decimal indica la resistencia mínima a la tracción del material del perno, como "4" indica 400 N/mm2 y "8" indica 800 N/mm2. Los números después del punto decimal (0,6, 0,8) representan el índice de fluencia del material del perno, que es la relación entre el límite de fluencia y la resistencia mínima a la tracción.
Según la precisión del procesamiento de los pernos, los pernos comunes se dividen en tres niveles: A, B y C.
Los pernos de Clase A y B (pernos refinados) están hechos de acero de grado 8.8 y procesados por máquinas herramienta. Tienen superficies lisas, dimensiones precisas y están equipados con orificios de Clase I (es decir, los orificios para pernos). están en los componentes ensamblados) Perforado o expandido, la pared del orificio es lisa y la alineación del orificio es precisa). Debido a su alta precisión de procesamiento y estrecho contacto con la pared del orificio, su deformación de la conexión es pequeña y su rendimiento mecánico es bueno, por lo que puede usarse para conexiones que pueden soportar grandes fuerzas de corte y fuerzas de tensión. Sin embargo, la fabricación y la instalación requieren mucha mano de obra y son costosas, por lo que rara vez se utilizan en estructuras de acero.
Los pernos de grado C (pernos en bruto) están hechos de acero de grado 4.6 o 4.8. El procesamiento es tosco y las dimensiones no son lo suficientemente precisas. Solo requieren orificios de Clase II (es decir, los orificios para pernos lo son). perforado en una sola pieza de una sola vez o sin troquel de perforación).
Generalmente, el diámetro del orificio es 1 ~ 2 mm mayor que el diámetro de la varilla del perno). Al transmitir fuerza cortante, la conexión se deforma mucho, pero el rendimiento de transmisión de fuerza de tracción es bueno, no se requiere equipo especial para la operación y el costo es bajo. A menudo se utiliza para conexiones atornilladas que soportan tensiones y conexiones de corte secundario en estructuras que soportan cargas estáticas o indirectamente cargas dinámicas.
2 Disposición de conexiones de pernos ordinarias
La disposición de los pernos debe ser simple, uniforme y compacta, cumplir con los requisitos de tensión, tener una estructura razonable y ser fácil de instalar. Hay dos disposiciones: paralela y al tresbolillo. La disposición en paralelo es más sencilla, la disposición al tresbolillo es más compacta.
Características de tensión de las conexiones de pernos comunes
1 Conexiones de pernos de corte
2 Conexiones de pernos de tensión
3 Conexiones de pernos de tracción-cortante
Características de tensión de los pernos de alta resistencia
Las conexiones de pernos de alta resistencia se pueden dividir en tipo de fricción y tipo de soporte de presión según los requisitos de diseño y tensión. Cuando la conexión tipo fricción se somete a corte, la fuerza de corte externa alcanza la máxima resistencia de fricción que puede ocurrir entre las placas como estado límite cuando excede el deslizamiento relativo entre las placas, se considera que la conexión ha fallado y se destruye; . Cuando la conexión que soporta presión está en corte, se permite que se supere la fuerza de fricción y se produce un deslizamiento relativo entre las placas. Entonces la fuerza externa puede continuar aumentando, y el subsiguiente corte del tornillo o la destrucción final de la pared del orificio. La presión es el estado último.
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