هشت اصل ساختمان اسکلت فلزی

I. ویژگی هایاسکلت فلزی

1. خود وزن سازه فولادی سبک است

2. قابلیت اطمینان بیشتر کار سازه های فولادی

3. مقاومت خوب در برابر لرزش (شوک) و مقاومت در برابر ضربه فولاد.

4. درجه بالاتر صنعتی سازی ساخت سازه های فولادی.

5. ساختار فولادی را می توان با دقت و سرعت مونتاژ کرد.

6. ساخت ساختار مهر و موم شده آسان است.

7. ساختار فولادی به راحتی خورده می شود.

8. سازه فولادی مقاومت ضعیفی در برابر آتش دارد.

II. درجه و عملکرد فولاد سازه فولادی معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد چین:

1. فولاد ساختاری کربن: Q195، Q215، Q235، Q255، Q275، و غیره.

2. فولاد ساختاری با استحکام بالا کم آلیاژ.

3. فولاد ساختاری کربن با کیفیت و فولاد ساختاری آلیاژی.

4. فولاد تخصصی.

III. اصل انتخاب مواد برای سازه فولادی

 اصل انتخاب مصالح سازه فولادی اطمینان از ظرفیت باربری سازه باربر و جلوگیری از آسیب شکننده تحت شرایط خاص، با توجه به اهمیت سازه، ویژگی های بار، فرم سازه، حالت تنش، روش های اتصال، ضخامت فولاد و محیط کار و سایر عوامل به طور جامع در نظر گرفته شده است.

IV. محتوای فنی سازه اصلی فولادی

 (1) فن آوری سازه های فولادی بلند. با توجه به ارتفاع ساختمان و الزامات طراحی، به ترتیب قاب، تکیه گاه، ساختار قاب استوانه ای و غول پیکر پذیرفته می شود و اجزای آن می توانند از فولاد، بتن مسلح قوی یا بتن لوله فولادی ساخته شوند. اجزای فولادی سبک و انعطاف پذیر هستند و می توان از فولاد جوش داده شده یا فولاد نورد استفاده کرد که برای ساختمان های بسیار بلند مناسب است. اجزای بتن مسلح قوی دارای استحکام زیاد و مقاومت خوبی در برابر آتش هستند که برای ساختمان های متوسط ​​و بلند یا سازه های پایینی مناسب است. ساخت بتن لوله فولادی آسان است و فقط برای سازه های ستونی استفاده می شود.

(2) فناوری ساختار فولاد فضایی. سازه فولادی فضایی دارای وزن سبک، استحکام زیاد، مدل سازی زیبا و سرعت ساخت سریع است. قاب توری صفحه تخت گره توپ، قاب توری با مقطع متغیر چند لایه و پوسته خالص با لوله فولادی به عنوان عضو میله بیشترین مقدار سازه فولادی فضایی در چین است. دارای مزایای صلبیت فضایی زیاد و مصرف کم فولاد در طراحی، ساخت و مراحل بازرسی است و می تواند CAD کامل را ارائه دهد. علاوه بر ساختار قاب خالص، ساختار فضایی همچنین دارای ساختار کابل تعلیق با دهانه بزرگ، ساختار غشای کابل و غیره است.

(3) فناوری ساختار فولادی سبک. همراه با فولاد رنگ روشن ساخته شده از دیوار و ساختار محفظه سقف متشکل از فرم های ساختاری جدید. با بیش از 5 میلی متر ورق فولادی جوش داده شده یا نورد شده با سطح مقطع بزرگ تیرهای دیواری با دیواره H-تیر و پرلین سقف، فولاد گرد به یک سیستم پشتیبانی انعطاف پذیر و پیچ و مهره های با استحکام بالا متصل به سیستم سازه فولادی سبک وزن، فاصله ستون ها می تواند از 6 متر تا 9 متر باشد، دهانه می تواند تا 30 متر یا بیشتر باشد، ارتفاع می تواند تا بیش از یک دوجین متر باشد و می توان آن را تا چهار آویز سبک وزن تنظیم کرد. مقدار فولاد 20 ~ 30 کیلوگرم بر متر مربع. در حال حاضر روش های طراحی استاندارد و شرکت های تولید تخصصی، کیفیت محصول، نصب سریع، وزن سبک، سرمایه گذاری کمتر، ساخت و ساز محدود به فصل نیست، مناسب برای انواع ساختمان های صنعتی سبک وجود دارد.

(4) فن آوری ساختار ترکیبی فولاد و بتن. مدیریت فولاد یا فولاد و اجزای بتنی متشکل از تیرها، ستون ها، سازه باربر برای سازه ترکیبی فولاد و بتن، دامنه کاربرد در سال های اخیر در حال گسترش است. ساختار ترکیبی فولاد و بتن هر دو مزیت، استحکام کلی، استحکام خوب، عملکرد لرزه ای خوب، زمانی که از سازه های بتنی خارجی استفاده می شود، مقاومت در برابر آتش و خوردگی بهتر است. اجزای ساختاری ترکیبی به طور کلی می توانند مقدار فولاد را 15-20٪ کاهش دهند. ترکیبی از پوشش کف و اجزای بتنی لوله فولادی، اما همچنین دارای مزایای قالب پشتیبانی کمتر یا بدون قالب پشتیبانی، ساخت و ساز راحت و سریع است، ارتقاء پتانسیل بیشتر. مناسب برای ساختمان های چند طبقه یا بلند با بارهای زیاد تیرهای قاب، ستون ها و روکش ها، ساختمان های صنعتی، ستون ها و پوشش ها و ....

(5) اتصال پیچ و مهره با استحکام بالا و فناوری جوش. پیچ با استحکام بالا از طریق اصطکاک برای انتقال تنش، توسط پیچ، مهره و سه قسمت واشر است. با مزایای ساخت آسان، برچیدن انعطاف پذیر، ظرفیت باربری بالا، عملکرد خوب ضد خستگی و خود قفل شدن، ایمنی بالا و غیره، اتصال پیچ و مهره با استحکام بالا جایگزین پرچ و جوش جزئی در پروژه شده و به اصلی ترین حالت تبدیل شده است. ابزار اتصال در ساخت و نصب سازه های فولادی. برای قطعات فولادی ساخته شده در کارگاه، جوشکاری زیردریایی چند سیمی خودکار باید برای صفحات ضخیم و تکنیک‌هایی مانند جوشکاری الکتروسرباره جوشی ذوب شده برای پارتیشن‌های ستون جعبه‌شکل به کار گرفته شود. فن‌آوری جوشکاری نیمه اتوماتیک و سیم‌های شاردار محافظ گاز و فناوری سیم‌های هسته‌دار شار محافظ خود باید در ساخت‌وساز نصب در محل استفاده شود.

(6) فناوری حفاظت از سازه فولادی. حفاظت سازه های فولادی شامل حفاظت در برابر آتش، ضد خوردگی و ضد زنگ است که معمولاً پس از عملیات پوشش نسوز بدون عملیات ضد زنگ استفاده می شود، اما عملیات ضد خوردگی همچنان در ساختمان هایی با گازهای خورنده مورد نیاز است. انواع مختلفی از پوشش های نسوز خانگی مانند سری TN، MC-10 و غیره وجود دارد که در میان آنها پوشش های نسوز MC-10 دارای رنگ مغناطیسی آلکیدی، رنگ لاستیک کلردار، رنگ لاستیک فلوئور و رنگ کلروسولفونه می باشد. در ساخت و ساز، پوشش ها و ضخامت پوشش مناسب باید با توجه به نوع سازه فولادی، الزامات سطح مقاومت در برابر آتش و الزامات محیطی انتخاب شوند.

V. اهداف و اقدامات برای سازه های فولادی

 مهندسی سازه های فولادی طیف وسیعی از جنبه ها و دشواری های فنی را در بر می گیرد و در ترویج و کاربرد آن باید از استانداردها و هنجارهای ملی و صنعتی پیروی کند. بخش‌های اداری ساخت و ساز محلی باید به ساخت فاز تخصصی مهندسی سازه‌های فولادی توجه کنند، آموزش تیم بازرسی کیفیت را سازماندهی کنند و شیوه کار و کاربرد فناوری جدید را به موقع خلاصه کنند. کالج‌ها و دانشگاه‌ها، بخش‌های طراحی و شرکت‌های ساختمانی باید پرورش مهندسان و تکنسین‌های سازه‌های فولادی را تسریع بخشند و فناوری بالغ سازه‌های فولادی CAD را ترویج کنند. گروه های انبوه دانشگاهی باید با توسعه فناوری سازه های فولادی همکاری کنند، مبادلات و فعالیت های آموزشی آکادمیک داخلی و خارجی را به طور گسترده انجام دهند و در آینده نزدیک سطح کلی طراحی، ساخت و ساخت و ساخت و نصب سازه های فولادی را فعالانه قرار دهند. پاداش برای بهبود

VI. اتصال سازه های فولادی

 (الف) اتصال درز جوش

اتصال جوش از طریق حرارت تولید شده توسط قوس به طوری که میله جوش و جوش محلی ذوب، خنک کننده تراکم به یک جوش، به طوری که جوش متصل به یک تبدیل می شود.

مزایا: سطح مقطع عضو را ضعیف نمی کند، صرفه جویی در فولاد، ساختار ساده، ساخت آسان، سختی اتصال، عملکرد آب بندی خوب، استفاده آسان در شرایط خاص اتوماسیون، راندمان تولید بالا.

معایب: جوش در نزدیکی فولاد به دلیل جوشکاری حرارت بالا اثر تشکیل منطقه متاثر از حرارت ممکن است برخی از قسمت های مواد شکننده می شود. فرآیند جوشکاری فولاد با توزیع ناهموار دمای بالا و خنک کننده، به طوری که ساختار تنش پسماند جوش و تغییر شکل باقی مانده بر روی ساختار ظرفیت تحمل، سختی و عملکرد تأثیر خاصی دارد. ساختار جوش داده شده به دلیل سفتی ترک های بزرگ و موضعی که به راحتی به کل گسترش می یابد، به ویژه در دماهای پایین که مستعد شکست شکننده هستند. اتصالات جوشی به دلیل سفتی، ترک های موضعی به راحتی به کل گسترش می یابد، به خصوص در دماهای پایین. شکستگی شکننده؛ انعطاف پذیری و چقرمگی اتصال جوش ضعیف است، جوشکاری ممکن است نقص ایجاد کند، به طوری که استحکام خستگی کاهش می یابد.

(ب) اتصال پیچ

اتصال پیچ از طریق اتصال دهنده های پیچ مانند اتصال دهنده هایی است که به یکی تبدیل می شوند. اتصال پیچ به اتصال پیچ معمولی و اتصال پیچ با مقاومت بالا تقسیم می شود.

مزایا: فرآیند ساخت و ساز ساده، نصب آسان، به ویژه مناسب برای اتصال نصب سایت، همچنین برچیدن آسان، مناسب برای نیاز به نصب و برچیدن سازه و اتصال موقت.

معایب: نیاز به باز کردن سوراخ‌ها در صفحه و مونتاژ سوراخ‌ها، افزایش حجم کار تولید و ساخت الزامات دقت بالا. سوراخ‌های پیچ همچنین سطح مقطع قطعه را ضعیف می‌کنند و قطعات متصل اغلب نیاز به لایه‌بندی یا صفحه اتصال کمکی اضافی (یا زاویه) دارند و بنابراین ساختار پیچیده‌تر و فولاد گران‌تر است.

(ج) اتصال پرچ شده

اتصال پرچ از یک طرف با سر نیمه دایره پیش ساخته پرچ می باشد، میله میخ قرمز می شود و به سرعت وارد سوراخ های میخ در رابط می شود و سپس با استفاده از تفنگ پرچ به انتهای دیگر میخ نیز پرچ می شود. سر، به طوری که برای ایجاد اتصال برای رسیدن به چفت و بست.

مزایا: پرچ کردن انتقال نیروی قابل اعتماد، انعطاف پذیری، چقرمگی بهتر است، کیفیت آسان برای بررسی است و اطمینان حاصل شود که می توان از آن برای ساختار بار باربری سنگین و مستقیم استفاده کرد. فشرده، بنابراین اساسا جایگزین شده استتوسط جوش و اتصال پیچ با استحکام بالا ایجاد می شود.

VII. اتصال جوش داده شده

 الف) روشهای جوشکاری

روش متداول جوشکاری برای سازه های فولادی، جوشکاری قوس الکتریکی، از جمله جوشکاری قوس الکتریکی دستی، جوشکاری قوس الکتریکی اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک و جوشکاری محافظ گازی است.

جوشکاری قوس دستی رایج ترین روش جوشکاری مورد استفاده در سازه های فولادی با تجهیزات ساده، عملکرد انعطاف پذیر و راحت است. با این حال، شرایط کار ضعیف است، بهره وری کمتر از جوشکاری اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک است، و تنوع کیفیت جوش زیاد است، که تا حدی به سطح فنی جوشکار بستگی دارد.

پایداری کیفیت درز جوش خودکار، نقص داخلی جوش کمتر، انعطاف پذیری خوب، چقرمگی ضربه خوب، مناسب برای جوشکاری جوش مستقیم طولانی تر. جوشکاری نیمه اتوماتیک به دلیل عملکرد دستی، مناسب برای جوشکاری منحنی یا شکل دلخواه جوش. جوشکاری اتوماتیک و نیمه اتوماتیک باید با بدنه اصلی فلز و شار سازگار با سیم استفاده شود، سیم باید مطابق با استانداردهای ملی باشد، شار باید با توجه به الزامات فرآیند جوشکاری تعیین شود.

جوشکاری محافظ گازی استفاده از گاز بی اثر (یا CO2) به عنوان یک محیط محافظ برای قوس است، به طوری که فلز مذاب از هوا جدا می شود تا فرآیند جوشکاری پایدار بماند. غلظت گرمایش قوس جوشکاری محافظ گاز، سرعت جوشکاری، عمق همجوشی، بنابراین استحکام جوش بالاتر از جوش دستی است. و انعطاف پذیری خوب و مقاومت در برابر خوردگی، مناسب برای جوشکاری فولاد ضخیم.

(ب) شکل جوش

شکل اتصال جوش با توجه به اتصال به موقعیت متقابل اعضا را می توان به لب به لب، لبه، اتصال T شکل و اتصال زاویه و چهار شکل دیگر تقسیم کرد. این اتصالات در جوش لب به لب درز جوش و جوش فیله به دو شکل اساسی استفاده می شود. در کاربرد خاص، باید با توجه به نیرو، همراه با ساخت، نصب و شرایط جوشکاری برای انتخاب متصل شود.

(ج) ساختار جوش

1، جوش لب به لب

جوش لب به لب انتقال مستقیم نیرو، صاف، بدون پدیده تمرکز تنش قابل توجه و در نتیجه عملکرد خوب، برای تحمل بارهای استاتیکی و دینامیکی برای اتصال قطعات قابل اعمال است. با این حال، با توجه به الزامات کیفیت بالای جوش لب به لب، شکاف جوش بین جوش ها الزامات سخت گیرانه تری است که معمولاً در اتصالات تولید کارخانه استفاده می شود.

2، جوش فیله

شکل جوش فیله: جوش فیله با توجه به جهت طول آن و جهت نیروی خارجی، می تواند به موازات جهت طرف جوش فیله نیرو، عمود بر جهت جلوی جوش فیله نیرو تقسیم شود. و جهت نیرو با جوش فیله مایل و جوش محیطی به صورت مورب قطع می شود.

شکل مقطع جوش فیله بیشتر به نوع معمولی، شیب مسطح و نوع همجوشی عمیق تقسیم می شود. در شکل hf اندازه پای جوش فیله نامیده می شود. نوع معمولی نسبت ضلع پای جوش مقطع 1:1، مشابه مثلث قائم الزاویه متساوی الساقین، خمش خط انتقال نیرو شدیدتر است، بنابراین تمرکز تنش جدی است. برای سازه ای که مستقیماً تحت بارهای دینامیکی قرار می گیرد، به منظور صاف کردن انتقال نیرو، باید از جوش گوشه جلویی از دو نسبت اندازه لبه گوشه جوش 1: 1 استفاده شود.

هشتم. اتصال پیچ

(الف) ساختار اتصال پیچ مشترک

1، شکل و مشخصات پیچ مشترک

2، ترتیب اتصال پیچ مشترک

چیدمان پیچ و مهره ها باید ساده، یکنواخت و فشرده باشد تا نیروی مورد نیاز را برآورده کند، ساخت معقول و نصب آسان داشته باشد. دو نوع چیدمان وجود دارد: کنار هم و پلکانی. کنار هم قرار گرفتن ساده تر است و چیدمان پلکانی فشرده تر است.

(ب) مشخصات نیروی اتصال پیچ معمولی

1، اتصال پیچ برشی

2، اتصال پیچ تنش

3، اتصال پیچ تنش و برشی

(ج) ویژگی های نیروی پیچ و مهره های با استحکام بالا

اتصال پیچ با استحکام بالا را می توان با توجه به طراحی و نیروی مورد نیاز به نوع اصطکاک و نوع فشار تقسیم کرد. اتصال نوع اصطکاک در مقاومت برشی، خارج از نیروی برشی برای رسیدن به حداکثر مقاومت ممکن بین صفحه برای حالت حد. زمانی که بیش از زمانی که لغزش نسبی بین صفحه، یعنی اتصال از کار افتاده و آسیب دیده در نظر گرفته شود. اتصال نوع فشار در برش، سپس اجازه می دهد تا بر اصطکاک غلبه کند و لغزش نسبی بین صفحه انجام شود، و سپس نیروی خارجی می تواند به افزایش ادامه دهد، و پس از آن تخریب نهایی برش پیچ یا فشار دیوار سوراخ برای حالت حدی.