Деталь стальной конструкции показывает спецификацию портальной рамной конструкции, которая наиболее часто используется для строительства складов, мастерских, гаражей и ангаров для самолетов.

Стальная конструкция — это конструкция, изготовленная в основном из стали, и она является одним из основных типов строительных конструкций. Характеристики стали — высокая прочность, легкость, отличная общая жесткость и сильная деформируемость. Поэтому он особенно подходит для большепролетных, сверхвысоких и сверхтяжелых зданий. Стальная конструкция представляет собой стальную балку, стальную колонну, стальную ферму и другие компоненты, изготовленные из профильной стали и стального листа, а сварные швы, болты или заклепки соединяют каждый компонент или часть.

Детали стальной конструкции для каркасной конструкции порта:

Легкая портальная рама представляет собой одноэтажное стальное здание, балки и колонны которого жестко соединены. Его преимущества — простая конструкция, легкий вес, все компоненты производятся на заводе, что облегчает сборку на месте.
Портальная рамка стальной конструкции широко используется для промышленных, коммерческих и сельскохозяйственных зданий, таких как стальной склад, здание мастерской, склад, здание птичника и ангар для самолета.

Портальная рама может делиться на однопролетную (рис. a), двухпролетный (рис. b), многопролетные (рис. в) консольная стальная рама (рис. d) ) и стальная рама с прилегающей рамой (рис. e).
В многопролетной жесткой раме соединение между колонной и балкой крыши обычно шарнирное, а многопролетная жесткая рама односкатной крыши (рис. f).
Также можно использовать многопролетную жесткую раму, состоящую из нескольких двухскатных крыш (рис. g). Сечение балки-колонны может быть равным или переменным, а базы колонн шарнирно или жестко соединены.

Длина и ширина стального здания :

Вообще говоря, согласно принципу, что длинная сторона больше ширины, количество стали, используемой в жесткой раме, может быть уменьшено, а опора между колоннами может быть уменьшена, тем самым уменьшая количество металла, используемого в опорной системе.
Пример 1: Размер здания составляет 60×50 м, 60 м следует использовать в качестве длины, а 50 м — в качестве ширины, то есть: 60 (L) x50 (W), а не 50 (L) x60 (W).

Расстояние между колоннами

Наиболее экономичное расстояние между колоннами при стандартной нагрузке составляет 7,5-9 м. Когда она превышает 9 м, расход стали на обрешетку крыши и стеновую балку слишком возрастает, и общая стоимость становится неэкономичной. Под стандартной нагрузкой здесь понимается 0,3KN / м2 для живой нагрузки на крышу и 0,5KN / м2 для существенного давления ветра. Если нагрузка более значительна, расстояние между экономическими колоннами должно быть соответственно уменьшено. Как и в здании цеха с краном более 10 тонн, расстояние между финансовыми колоннами должно составлять 6-7 м.

При расстановке колонн, если требуется неравное расстояние между колоннами, старайтесь, чтобы расстояние между колоннами в конце пролета было меньше, чем в центре пролета. Это связано с тем, что ветровая нагрузка на концевой пролет больше, чем на центральный. Кроме того, при использовании непрерывной конструкции прогонов прогиб концевого пролета и изгиб среднего пролета всегда более значителен, чем других пролетов. Использование меньших концевых пролетов может сделать конструкцию обрешетки крыши более удобной и экономичной.
Пример 1: Длина здания = 70 м
Доступно экономичное расстояние между колоннами: 1 @ 7 + 7 @ 8 + 1 @ 7 или 1 @ 8 + 6 @ 9 + 1 @ 8
Пример 2: Длина здания = 130 м, с 10-тонным краном
Предпочтительно экономичное расстояние между колоннами: 1 @ 5,5 + 17 @ 7 + 1 @ 5,5 или 20 @ 6,5

Определение разумной продолжительности

Различные производственные процессы и функции использования в значительной степени определяют продолжительность эксплуатации металлического здания. Некоторые владельцы даже требуют от производителей стальных зданий определить более экономичный пролет, исходя из их полезных характеристик. Разумный пролет должен определяться в зависимости от высоты стального здания. В общем случае, когда высота колонны и нагрузка постоянны, пролет соответствующим образом увеличивается. Увеличение расхода стали при использовании жесткой рамы неочевидно, но она экономит пространство, стоимость фундамента низкая, а комплексные преимущества значительны.

Путем большого количества расчетов было установлено, что при высоте карниза 6м, расстоянии между колоннами 7,5м, и полностью соответствующих условиях нагрузки, расход стали на жесткую раму (Для стали Q345B) шириной 18-30м составляет 10-15кг/м2. Количество металла, используемого для жестких каркасных блоков длиной 21-48 м, составляет 12-24 кг/м2. Если высота карниза составляет 12 м, а ширина превышает 48 м, следует использовать многопролетную жесткую раму (колонна, установленная посередине). Рама экономит более 40%, поэтому при проектировании жесткой портальной конструкции следует выбирать более экономичный пролет в соответствии с конкретными требованиями, и не стоит гнаться за большим пролетом.

Деталь стальной конструкции — скат крыши

Уклон крыши решается в зависимости от комплексных факторов, включающих структуру крыши, длину водосточного ската и высоту колонн. Как правило, он составляет 1/10 ~ 1/30. Исследования показали, что различные уклоны крыш оказывают значительное влияние на количество стали, используемой в жестких стальных каркасах. Ниже приведен результат расчета и анализа расхода стали при различных уклонах крыши с одним пролетом 42 м и высотой карниза 6 м.

При уклоне крыши 0,5: 10 вес рамы составляет 3682 кг, при уклоне крыши 1: 10 количество рамной конструкции составляет 3466 кг При уклоне крыши 1,5: 10 вес рамы составляет: 3328 Кг При уклоне крыши 2: 10, вес каркасной конструкции составляет: 3240 кг.

Поэтому для однопролетной жесткой рамы лучшим способом снижения веса жесткой рамы является увеличение уклона крыши. Чем больше холм, тем меньше используется стали. Однако для многопролетной рамы ситуация иная. Большой уклон увеличит количество металла, используемого в раме. Это связано с тем, что большой холм увеличит длину внутренней колонны.

Когда пролет здания большой, увеличение наклона может уменьшить прогиб стальной балки крыши. В результате исследований и расчетов более экономичным является следующий уклон: многопролетные здания: 1:20 однопролетные, пролет менее 45 м: 0,5: 10 однопролетные, пролет менее 60 м: 1,5: 10 однопролетные, пролет более 60 м: 2: 10
Уклон крыши также связан с тем, есть ли у здания парапетная стена, и большой уклон приведет к увеличению стоимости парапетной стены.

Детали стальной конструкции — высота карниза

Высота карниза оказывает значительное влияние на стоимость, что в основном проявляется в следующих аспектах:

1. Увеличение высоты сборного стального здания приведет к росту облицовки стен, росту прогонов стен и увеличению количества стали, используемой для колонн.
2. Если стальная колонна не имеет бокового крепления (например, центральная или боковая колонна без крепления), влияние высоты карниза на вес рамы будет более заметным; Увеличение высоты карниза приведет к увеличению ветровой нагрузки на раму. Если высота/ширина здания составляет> 0,8, для контроля бокового смещения иногда даже необходимо изменить опору колонны с шарнирной на жесткую.
   Высота определяется следующими факторами:
3. Требования к высоте у карниза;
4. При наличии мезонинной конструкции — чистая высота мезонина и высота мезонинной балки;
5. Высота подкрановой балки и крюка крана при наличии крана.

Температурная секция
Согласно кодексу строительства стальных конструкций, максимальная длина составляет не более 300 м, а ширина — не более 150 м. Первый температурный сегментный компенсатор может устанавливаться с двухколонным расположением (рис. 2a) или одноколонным компенсатором с щелевыми отверстиями, соединенным с обрешеткой (рис. 2b).

Деталь стальной конструкции — крепление

(A) использование Укрепления
В продольной структуре портальной рамы должна быть организована полная система крепления, образующая цельную пространственную структурную систему. Боковая устойчивость легкой портальной рамы в направлении ширины обеспечивается за счет жесткости рамы для сопротивления боковой нагрузке.

В связи со слабой жесткостью продольной конструкции в направлении длины, для обеспечения ее продольной устойчивости необходимо установить подпорки в продольном направлении. Силы, действующие на арматуру, — это, в основном, продольная ветровая нагрузка, сила торможения крана, воздействие землетрясения и температурное воздействие. При расчете внутренней прочности скобы, как правило, предполагается, что соединения шарнирные, а эффект эксцентриситета игнорируется. Общая поддержка рассматривается в соответствии с фасолью галстука. Поэтому подходит двухстороннее расположение.

(B) Распространенные типы креплений
На рисунке 3-3 показано общее расположение кровельных креплений и путь передачи силы ветровой нагрузки, действующей на фронтонную стену. На рисунке 3-4 показаны распространенные типы опор между колоннами для портальных рам. В связи с требованиями к функциональности и внешнему виду здания или расположением технологического оборудования, когда использование вышеуказанных опор недопустимо, рассмотрите возможность использования продольной конструкции. В это время необходимо использовать изгибную жесткость слабой оси колонны.

Деталь стальной конструкции — основные принципы настройки крепления

1. Крепления колонн должны располагаться на том же пролете, что и крепления крыши. Если его невозможно установить из-за наличия дверного проема на стене, можно установить консоль колонн на соседнем пролете;
2. Расстояние между креплениями не должно превышать 5 пролетов; 30 ~ 45 м следует принимать при отсутствии крана, а при наличии крана расстояние не должно превышать 60 м;
3. Крепления крыши должны разделяться на коньке. (См. Рисунок 3-3)

В следующих ситуациях необходимо рассмотреть возможность установки вертикально-горизонтальных кровельных креплений

(1) Если имеется удаляемая колонна (в сетке колонн удаляется одна или несколько колонн), например, местная удаляемая колонна, требуется только продольное крепление, как показано на рисунке 3-5a;
(2) Когда расстояние между колоннами большое, а боковая колонна принимает схему колонны каркаса фальшстены, см. рис. 3-5b;
(3) Тоннаж крана превышает 15 тонн.

Когда ширина здания превышает 60 м, целесообразно увеличить усиление колонн. Если нет возможности установить поперечные распорки, можно использовать формы распорок, показанные на рисунках 3-4b и 3-4c. Также можно увеличить размер сечения кронштейна крыши или кронштейна колонн без увеличения внутренней межстоечной опоры. В это время необходимо строго выполнить расчет внутренних усилий, чтобы обеспечить надежность крепления.

В одной колонне не следует смешивать различные типы креплений, иначе крепление с малой жесткостью будет иметь меньшую силу и не будет функционировать должным образом, а крепление с высокой жесткостью будет повреждено из-за работы с перегрузкой. В параметре columnBracing предпочтительно выбрать использование поперечных скоб.

В следующих случаях необходимо многослойное крепление колонн.

(1) При наличии высокорасположенного пролета (или с большим навесом от дождя) верхняя и нижняя арматура между колоннами должна укладываться на высокорасположенный пролет (или большой навес от дождя) (см. 3-6a);

(2) Если высота карниза превышает 9 м, двухслойное крепление колонн может быть установлено в соответствии с входящим углом крепления. Угол между поперечинами и горизонтальной плоскостью предпочтительно составляет 45°, и он не должен быть больше 55°. Верхняя и нижняя арматура устанавливается между колоннами. Помещение с торцевым открытием может не иметь нижней распорки для снижения температурного напряжения подкрановой балки (см. 3-6b).

Для поперечного армирования колонн можно использовать круглую сталь, угловую сталь или круглую (квадратную) трубу.

Если внутренняя сила укрепления колонн велика или грузоподъемность крана превышает 5 тонн, круглые стальные опоры не подходят. В это время следует использовать угловую сталь или круглую (квадратную) трубу для укрепления колонн.

Деталь стальной конструкции — использование и установка фланцевого крепления

Функция фланцевой арматуры заключается, главным образом, в предотвращении нестабильности нижнего фланца балки и внутреннего фланца колонны. Скоба присоединяется к нижнему фланцу балки с одной стороны и к прогону с другой. Практика применения скоб приведена на рисунке 3-7.

Характеристики стальных конструкций:

1. Сталь отличается прочностью, хорошей пластичностью, однородностью материала.

Сталь обладает высокой конструкционной надежностью, пригодна для восприятия ударных и динамических нагрузок, имеет отличные сейсмические характеристики.

Внутренняя структура стали однородна, близка к изотропному однородному телу. Фактические рабочие характеристики стальной конструкции в большей степени соответствуют теории расчета. Поэтому стальная конструкция обладает высокой надежностью. По сравнению с бетоном и древесиной, отношение плотности к пределу текучести относительно низкое. Таким образом, при одинаковых условиях напряжения стальная конструкция имеет небольшое сечение, малый вес, удобство транспортировки и монтажа, а также подходит для больших пролетов, большой высоты.

2. Стальная конструкция является термостойкой, но не огнестойкой.

При температуре ниже 150°C свойства стали изменяются незначительно. Поэтому стальная конструкция подходит для горячих цехов, но когда поверхность конструкции подвергается воздействию жары около 150°C, она должна быть защищена теплоизоляционными панелями.

При температуре от 300℃ до 400℃ прочность и модуль упругости стали значительно снижаются, а при температуре около 600℃ прочность стали стремится к нулю. В зданиях с особыми требованиями к противопожарной защите стальная конструкция должна быть защищена огнеупорными материалами для повышения уровня огнестойкости.

3. Стальная конструкция имеет слабую коррозионную стойкость.

Особенно в условиях влажной и агрессивной среды, легко ржавеет. Как правило, стальные конструкции должны быть очищены от ржавчины, оцинкованы или окрашены, а также регулярно обслуживаться. Для конструкций морских платформ, находящихся в морской воде, для предотвращения коррозии требуются специальные меры, такие как «анодная защита цинкового блока».

4. Высокая степень механизации изготовления и монтажа металлоконструкций.

Стальные структурные компоненты естественны для производства на заводах и собираются на месте. Заводское механизированное производство компонентов стальных конструкций имеет высокую точность, высокую эффективность производства, быструю сборку на месте и короткий период строительства. Стальная конструкция является наиболее индустриализированной.

5. Высокая прочность и сейсмостойкость

По сравнению с обычными железобетонными конструкциями, стальные конструкции превосходят их по неоднородности, высокой прочности, быстроте возведения, хорошей сейсмостойкости и высокой скорости утилизации. Прочность и модуль упругости стали во много раз выше, чем у каменной кладки и бетона, поэтому при одинаковых условиях нагрузки масса стальных конструкций меньше. С точки зрения разрушения, стальная конструкция является гибкой структурой повреждения с большой деформацией, предвещающей заранее, которая может заранее обнаружить опасность и таким образом избежать ее.