Huit bases de la construction à ossature d'acier

I. Caractéristiques deStructure en acier

1. Le poids propre de la structure en acier est léger

2. Fiabilité accrue des travaux de structure en acier

3. Bonne résistance aux vibrations (chocs) et résistance aux chocs de l'acier.

4. Degré plus élevé d’industrialisation de la fabrication de structures en acier.

5. La structure en acier peut être assemblée avec précision et rapidité.

6. Structure scellée facile à réaliser.

7. La structure en acier est facile à corroder.

8. La structure en acier a une mauvaise résistance au feu.

II. Qualité et performances de l'acier de structure en acier couramment utilisées Chine:

1. Acier de construction au carbone : Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, etc.

2. Acier de construction à haute résistance faiblement allié.

3. Acier de construction en carbone de qualité et acier de construction en alliage.

4. Acier spécialisé.

III. Principe de sélection des matériaux pour la structure en acier

Le principe de sélection des matériaux de la structure en acier est d'assurer la capacité portante de la structure porteuse et d'éviter les dommages fragiles dans certaines conditions, en fonction de l'importance de la structure, des caractéristiques de charge, de la forme structurelle, de l'état de contrainte, des méthodes de connexion, de l'épaisseur de l'acier et l’environnement de travail et d’autres facteurs pris en compte de manière globale.

IV. Contenu technique de la structure métallique principale

(1) Technologie des structures en acier de grande hauteur. Selon la hauteur du bâtiment et les exigences de conception, le cadre, le support de cadre, le cylindre et la structure de cadre géante sont adoptés respectivement, et ses composants peuvent être en acier, en béton armé solide ou en béton de tuyaux en acier. Les composants en acier sont légers et ductiles, et de l'acier soudé ou de l'acier laminé peuvent être utilisés, ce qui convient aux immeubles de très grande hauteur ; les composants solides en béton armé ont une grande rigidité et une bonne résistance au feu, ce qui convient aux bâtiments de moyenne et grande hauteur ou aux structures inférieures ; Le béton des tuyaux en acier est facile à construire et n'est utilisé que pour les structures en colonnes.

(2) Technologie de structure métallique spatiale. La structure en acier spatiale a un poids propre léger, une grande rigidité, une belle modélisation et une vitesse de construction rapide. Le cadre de filet à plaques plates à nœud sphérique, le cadre de filet à section variable multicouche et la coque de filet avec un tuyau en acier comme élément de tige constituent la plus grande quantité de structure en acier spatiale en Chine. Il présente les avantages d'une grande rigidité spatiale et d'une faible consommation d'acier dans les procédures de conception, de construction et d'inspection, et peut fournir une CAO complète. en plus de la structure de cadre en filet, la structure spatiale comporte également une structure de câble de suspension à grande portée, une structure de membrane de câble, etc.

(3) Technologie de structure légère en acier. Accompagné d'acier de couleur claire composé d'une structure d'enceinte de mur et de toit composée de nouvelles formes structurelles. Grâce à une plaque d'acier de plus de 5 mm soudée ou laminée, une grande section transversale de poutres en H à paroi mince et de pannes de toit, de l'acier rond dans un système de support flexible et des boulons à haute résistance connectés au système de structure en acier léger, l'espacement des colonnes peut être de 6 m à 9 m, la portée peut aller jusqu'à 30 m ou plus, la hauteur peut aller jusqu'à plus d'une douzaine de mètres et peut être configurée pour quatre suspensions légères. La quantité d'acier 20 ~ 30 kg/m2. Il existe désormais des procédures de conception standardisées et des entreprises de production spécialisées, une qualité de produit, une installation rapide, un poids léger, moins d'investissement, la construction n'est pas limitée par la saison, adaptée à une variété de bâtiments industriels légers.

(4) technologie de structure combinée en acier et en béton. Gestion de l'acier ou de l'acier et des composants en béton composés de poutres, de colonnes, de structure porteuse pour la structure combinée acier-béton, le champ d'application s'est élargi ces dernières années. La structure combinée en acier et en béton présente les deux avantages, résistance globale, bonne rigidité, bonnes performances sismiques, lors de l'utilisation d'une structure en béton externe, meilleure résistance au feu et à la corrosion. Les composants structurels combinés peuvent généralement réduire la quantité d'acier de 15 à 20 %. Combinaison de composants de revêtement de sol et de tuyaux en acier en béton, mais présente également les avantages de moins de moule de support ou d'absence de moule de support, la construction est pratique et rapide, la promotion d'un plus grand potentiel. Convient aux bâtiments à plusieurs étages ou de grande hauteur avec des charges importantes de poutres, colonnes et couvertures, aux bâtiments industriels, colonnes et couvertures, etc.

(5) Connexion par boulons et technologie de soudage à haute résistance. Le boulon à haute résistance permet de transférer la contrainte par friction, grâce au boulon, à l'écrou et à la rondelle en trois parties. Avec les avantages d'une construction facile, d'un démontage flexible, d'une capacité portante élevée, de bonnes performances anti-fatigue et d'un autoverrouillage, d'une sécurité élevée, etc., la connexion par boulons à haute résistance a remplacé le rivetage et le soudage partiel dans le projet et est devenue le principal moyens de connexion dans la fabrication et l’installation de structures en acier. Pour les composants en acier fabriqués en atelier, le soudage automatique à l'arc immergé multifils doit être adopté pour les plaques épaisses, et des techniques telles que le soudage par électroslag à bec fondu doivent être adoptées pour les cloisons de colonnes en forme de boîte. La technologie de soudage semi-automatique, la technologie de fil fourré sous protection gazeuse et la technologie de fil fourré d'autoprotection doivent être adoptées dans la construction d'installations sur site.

(6) Technologie de protection des structures en acier. La protection des structures en acier comprend la protection incendie, l'anticorrosion et l'antirouille, qui sont généralement adoptées après un traitement de revêtement ignifuge sans traitement antirouille, mais un traitement anticorrosion est toujours nécessaire dans les bâtiments contenant des gaz corrosifs. Il existe de nombreux types de revêtements ignifuges domestiques, tels que la série TN, le MC-10, etc. Parmi eux, les revêtements ignifuges MC-10 contiennent une peinture magnétique alkyde, une peinture au caoutchouc chloré, une peinture au caoutchouc fluoré et une peinture chlorosulfonée. Dans la construction, des revêtements et des épaisseurs de revêtement appropriés doivent être sélectionnés en fonction du type de structure en acier, des exigences de niveau de résistance au feu et des exigences environnementales.

V. Objectifs et mesures pour les structures en acier

L'ingénierie des structures en acier implique un large éventail d'aspects et de difficultés techniques, et doit suivre les normes et standards nationaux et industriels dans sa promotion et son application. Les services administratifs locaux de la construction doivent prêter attention à la construction de la phase spécialisée de l'ingénierie des structures en acier, organiser la formation de l'équipe d'inspection de la qualité et résumer à temps les pratiques de travail et l'application des nouvelles technologies. Les collèges et universités, les départements de conception et les entreprises de construction devraient accélérer la formation d’ingénieurs et de techniciens en structures métalliques et promouvoir la technologie mature de CAO des structures métalliques. les groupes universitaires de masse devraient coopérer au développement de la technologie des structures en acier, mener largement des échanges universitaires et des activités de formation nationaux et étrangers, et mettre activement le niveau global de la conception, de la fabrication, de la construction et de l'installation des structures en acier dans un avenir proche, ce qui peut être récompensé pour l’amélioration.

VI. Connexion de structures en acier

(A) Connexion du cordon de soudure

La connexion par soudure se fait grâce à la chaleur générée par l'arc, de sorte que la baguette de soudage et la construction soudée fondent localement, refroidissant la condensation dans une soudure, de sorte que la construction soudée connectée ne fasse plus qu'une.

Avantages : n'affaiblit pas la section transversale de l'élément, économie d'acier, structure simple, facile à fabriquer, rigidité de connexion, bonnes performances d'étanchéité, facilité d'utilisation dans certaines conditions d'automatisation, efficacité de production élevée.

Inconvénients : la soudure à proximité de l'acier en raison de l'effet de soudage à haute température de la formation d'une zone affectée par la chaleur peut rendre certaines parties du matériau fragiles ; processus de soudage de l'acier par la répartition inégale de la température élevée et du refroidissement, de sorte que la structure de la contrainte résiduelle de soudure et la déformation résiduelle sur la structure de la capacité portante, de la rigidité et des performances aient un certain impact ; structure soudée en raison de la rigidité des grandes fissures locales qui se produisent et s'étendent facilement à l'ensemble, en particulier à basse température, sujettes à une rupture fragile ; joints soudés en raison de la rigidité, des fissures locales se produisent facilement et s'étendent à l'ensemble, surtout à basse température. Fracture fragile ; la plasticité et la ténacité des connexions soudées sont médiocres, le soudage peut produire des défauts, de sorte que la résistance à la fatigue est réduite.

(B) connexion par boulon

La connexion par boulons s'effectue via les attaches à boulons telles que les connecteurs connectés pour n'en faire qu'un. La connexion par boulons est divisée en connexion par boulons ordinaires et en connexion par boulons à haute résistance.

Avantages : processus de construction simple, facile à installer, particulièrement adapté à la connexion d'installation sur site, également facile à démonter, adapté à la nécessité d'installer et de démonter la structure et la connexion temporaire.

Inconvénients : nécessité d'ouvrir des trous dans la plaque et d'assembler les trous, ce qui augmente la charge de travail de fabrication et la fabrication répond à des exigences de haute précision ; les trous de boulons affaiblissent également la section transversale du composant, et les pièces connectées doivent souvent être rodées ou une plaque de connexion auxiliaire supplémentaire (ou un angle), et donc une construction plus compliquée et un acier plus coûteux.

Connexion (C)rivée

La connexion du rivet est une extrémité avec une tête de rivet préfabriquée semi-circulaire, la tige du clou brûlera en rouge et sera rapidement insérée dans les trous de clou du connecteur, puis utilisera le pistolet à riveter sera également riveté à l'autre extrémité du clou. tête, de manière à réaliser la connexion pour réaliser la fixation.

Avantages : transmission de force fiable, plasticité, ténacité meilleures, la qualité est facile à vérifier et garantit qu'elle peut être utilisée pour une structure de charge lourde et directe. Inconvénients : le processus de rivetage est complexe, la fabrication est coûteuse et demande beaucoup de main d'œuvre. -intensif, donc il a été essentiellement remplacéréalisé par soudage et connexion par boulons à haute résistance.

VII. connexion soudée

(A) Méthodes de soudage

La méthode de soudage courante pour les structures en acier est le soudage à l'arc électrique, y compris le soudage à l'arc manuel, le soudage à l'arc automatique ou semi-automatique et le soudage sous protection gazeuse.

Le soudage à l'arc manuel est la méthode de soudage la plus couramment utilisée dans les structures en acier, avec un équipement simple, un fonctionnement flexible et pratique. Cependant, les conditions de travail sont mauvaises, la productivité est inférieure à celle du soudage automatique ou semi-automatique et la variabilité de la qualité des soudures est grande, qui dépend dans une certaine mesure du niveau technique du soudeur.

Stabilité automatique de la qualité du cordon de soudure, moins de défauts internes de soudure, bonne plasticité, bonne ténacité aux chocs, convient au soudage par soudure directe plus longue. Soudage semi-automatique grâce à une opération manuelle, adapté à la courbe de soudage ou à la forme arbitraire de la soudure. Le soudage automatique et semi-automatique doit être utilisé avec le corps principal du métal et le flux compatible avec le fil, le fil doit être conforme aux normes nationales, le flux doit être déterminé en fonction des exigences du processus de soudage.

Le soudage sous protection gazeuse consiste à utiliser un gaz inerte (ou CO2) comme moyen de protection pour l'arc, de sorte que le métal en fusion soit isolé de l'air pour maintenir la stabilité du processus de soudage. Concentration de chauffage de l'arc de soudage sous protection gazeuse, vitesse de soudage, profondeur de fusion, de sorte que la résistance de la soudure est supérieure à celle du soudage manuel. Et bonne plasticité et résistance à la corrosion, adaptée au soudage de l'acier épais.

(B) la forme de la soudure

La forme de connexion par soudure en fonction de la position mutuelle des membres peut être divisée en connexion bout à bout, à recouvrement, en forme de T et en angle et quatre autres formes. Ces connexions sont utilisées dans le soudage bout à bout et le soudage d'angle, deux formes de base. Dans l'application spécifique, doit être connecté en fonction de la force, combinée aux conditions de fabrication, d'installation et de soudage pour la sélection.

1, soudure bout à bout

Les soudures bout à bout transmettent directement la force, en douceur, sans phénomène de concentration de contraintes significatif, et donc de bonnes performances, pour supporter des charges statiques et dynamiques, sont applicables à la connexion des composants. Cependant, en raison des exigences de qualité élevées de la soudure bout à bout, l'écart de soudage entre les soudures répond à des exigences plus strictes, généralement utilisées dans les connexions de fabrication en usine.

2, soudure d'angle

La forme de la soudure d'angle : la soudure d'angle en fonction de sa direction de longueur et de la direction de la force externe, peut être divisée en parallèle à la direction du côté de la soudure d'angle de force, perpendiculaire à la direction de l'avant de la soudure d'angle de force et la direction de la force est coupée en diagonale par la soudure d'angle oblique et la soudure circonférentielle.

La forme de la section transversale de la soudure d'angle est divisée en types ordinaires, à pente plate et à fusion profonde. Dans la figure, hf est appelé la taille du pied de la soudure d'angle. Rapport latéral du pied de soudure en section transversale de type ordinaire de 1:1, similaire au triangle rectangle isocèle, la flexion de la ligne de transmission de force est plus intense, donc la concentration de contraintes est sérieuse. Pour la structure directement soumise à des charges dynamiques, afin de rendre la transmission de force fluide, la soudure du coin avant doit être utilisée avec un rapport de taille de bord de coin de deux soudures de 1:1.

VIII. connexion par boulon

(A) Structure de la connexion par boulon commun

1, la forme et les spécifications du boulon commun

2, la disposition de la connexion par boulon commun

La disposition des boulons doit être simple, uniforme et compacte, pour répondre aux exigences de force, de construction raisonnable et facile à installer. Il existe deux types de disposition : côte à côte et décalée. La juxtaposition est plus simple et la disposition en quinconce est plus compacte.

(B) les caractéristiques de force de la connexion par boulon ordinaire

1, connexion par boulon de cisaillement

2, connexion par boulon de tension

3, connexion par boulon de tension et de cisaillement

La connexion par boulon à haute résistance peut être divisée en type de friction et type de pression en fonction des exigences de conception et de force. Connexion de type friction en tenue au cisaillement, en dehors de l'effort de cisaillement pour atteindre la résistance maximale possible entre les plaques pour l'état limite ; quand plus que quand le glissement relatif entre les plaques, c'est-à-dire que la connexion a été considérée comme ayant échoué et endommagé. La connexion de type pression dans la cisaillement permet alors de surmonter le frottement et le glissement relatif entre les plaques, puis la force externe peut continuer à augmenter, et par la suite la destruction finale du cisaillement de la vis ou de la pression de la paroi du trou pour l'état limite.