¿Aplicación y desarrollo de estructura de acero con marco de columna de forma especial?
El siguiente es el contenido relevante que Zhongda Consulting le ofrece sobre la aplicación y el desarrollo de marcos de columnas con formas especiales de estructura de acero para su referencia.
Este artículo presenta principalmente la aplicación de marcos de estructura de acero de formas especiales en sistemas de edificios de gran altura, analiza las razones por las que este sistema se puede utilizar en estructuras de acero, analiza las ventajas de las columnas de estructura de acero de formas especiales , y analiza varias estructuras de acero de formas especiales. Las características de aplicación de la columna se analizaron y compararon brevemente.
La tarea básica del diseño estructural es elegir un equilibrio razonable entre confiabilidad estructural y economía, y esforzarse por hacer que la estructura construida cumpla con los requisitos al menor costo dentro de las condiciones y el período de servicio especificados. como la seguridad, la aplicabilidad y la durabilidad requieren que los diseñadores consideren la seguridad y la economía integrales y la clave para un sistema estructural razonable. Actualmente, las principales son las estructuras de hormigón y las estructuras de acero debido a las muchas deficiencias de las estructuras de hormigón, y con el avance de. La ciencia y la tecnología y la mejora de la conciencia ambiental, las estructuras de acero se han desarrollado enormemente.
La ventaja de la estructura de acero como sistema de construcción es que la estructura de acero favorece la industrialización y la producción industrial. La estructura de acero es un edificio ecológico y que ahorra energía mejora la utilización del espacio y reduce el. peso del edificio con estructura de acero. Es liviano, de tamaño pequeño y tiene buena ductilidad. Por lo tanto, la resistencia sísmica de la estructura de acero es muy buena. El período de construcción de la estructura de acero es corto, lo que mejora la eficiencia de la inversión de capital. la civilización de la obra.
El llamado sistema de marco de columna de forma especial se refiere a un sistema de estructura viga-columna compuesto total o parcialmente por columnas de sección transversal no rectangular, como en forma de L, en forma de Z, en forma de Z. columnas perfiladas y rectas y tramos rectangulares o en forma de T.
1 Aplicación estructural de pórticos de formas especiales
1.1 Principales ventajas de los pórticos de columnas de formas especiales
1) La disposición de las columnas es muy flexible y la Muro de contención de estructura de columna de forma especial. Todos son tabiques livianos que no soportan carga, que están menos restringidos por la construcción y pueden satisfacer las necesidades del propietario de edificios de gran bahía.
2) En comparación con los marcos rectangulares, el rendimiento sísmico de los marcos de columnas con formas especiales ha mejorado significativamente. La reducción de masa es la razón principal de su mejora en la resistencia sísmica. cierto impacto en la mejora del comportamiento sísmico.
3) La estructura de acero con marco de columna de forma especial evita la concentración de tensiones en las esquinas interiores y exteriores del hormigón y daños graves durante los terremotos.
1.2 Disposición estructural del marco de columnas de forma especial
Con la mejora del nivel de vida, las personas tienen requisitos cada vez más altos para la vivienda, ya que el marco de columnas de forma especial tiene interiores. corrugación sin columnas, no lo hace. La disposición de los muebles puede aumentar el área utilizable entre un 4% y un 8%, y puede elegir materiales de pared para llenar la pared.
1.3 Medidas constructivas de columnas de formas especiales
La construcción de marcos de columnas de formas especiales debe cumplir con los requisitos básicos de las especificaciones de construcción y diseño estructural nacionales vigentes. Teniendo en cuenta las características de las columnas de formas especiales, se deben tomar las siguientes medidas estructurales en términos del sistema estructural, se deben cumplir estrictamente los requisitos principales del diseño conceptual, el plano estructural debe ser regular y la rigidez estructural debe. ser uniforme, la transmisión de fuerza de los componentes debe ser directa y clara, y es mejor no hacer capas escalonadas, la relación de compresión axial de las columnas debe cumplir ciertos requisitos y debe modificarse adecuadamente.
Para la estructura del marco de la columna de forma especial, la columna en forma de T se puede soldar con una viga en I y un acero en forma de T según el espesor de la pared específica, materiales de relleno adecuados. Se utilizan para formar una columna y una pared. El conjunto orgánico es hermoso y no provoca concentración de tensiones. ,
2 Método de cálculo de columnas con formas especiales
2.1 Principio de equivalencia de rigidez
Para pórticos multigauss, las columnas tienen el mayor impacto en la fuerza interna estructural Análisis El momento de inercia del eje principal del centroide es pequeño, y el área de la sección transversal y la resistencia al torque tienen poca influencia, siempre que el momento de inercia del eje principal del centro de forma especial. El cilindro se ingresa correctamente en la matriz de rigidez unitaria en el sistema de coordenadas local en el programa de computadora, la forma de forma especial se puede calcular con mayor precisión para que el software de análisis de estructuras de acero de gran altura existente pueda reflejar este requisito cuando. Al calcular pórticos de columnas de formas especiales, las fuerzas internas y las deformaciones de los pórticos de columnas deben basarse en el principio de rigidez equivalente.
2.2 Utilice los programas de software de estructura rígida STS y SATWE-8 de la Academia China de Ciencias de la Construcción para calcular directamente columnas de formas especiales.
3 Comparación de varias columnas de formas especiales
Debido a las diferentes posiciones específicas de la estructura aplicada, las fuerzas externas que sufren varias columnas de formas especiales son muy diferentes en las formas límite. no son lo mismo. Es relativamente difícil comparar la economía de varias columnas de formas especiales. En aplicaciones prácticas, la selección específica solo se puede hacer en función de las características del proyecto. Este artículo solo compara brevemente las propiedades mecánicas de varias columnas de formas especiales. columnas con forma. Las partes concentradas deben separarse entre sí en diferentes direcciones de acción. Las diferentes columnas son muy diferentes. La posición de la tensión de corte máxima absoluta de la sección de la columna en forma de L se desvía ligeramente del punto de mutación de la sección. En la sección de columna en forma de T, cuando la fuerza externa actúa en la dirección de simetría, la posición del esfuerzo cortante máximo se desvía ligeramente del punto de mutación de la sección, y cuando la fuerza externa actúa en la dirección asimétrica, el esfuerzo cortante máximo sigue siendo. en el punto de mutación de la sección, y el esfuerzo cortante máximo en la superficie cilíndrica siempre está en el punto de mutación de la sección.
4 Problemas en el diseño de columnas con formas especiales
Las columnas de acero con formas especiales generalmente añaden una sección en forma de T a la sección en forma de I, lo que aumenta correspondientemente las características de la sección en la dirección del eje débil, especialmente convierte el nodo de conexión rígido del eje débil de la viga de acero y la columna de acero en una conexión con el ala de la columna. Es mejor que la conexión rígida de la columna de acero de la viga en I en el diseño común. con una placa de conexión que se extiende en la dirección del eje débil y fortalece la columna de acero de la viga I. El eje débil es estable y tiene un impacto beneficioso en la seguridad estructural. Sin embargo, todavía existen problemas en el análisis estructural de formas especiales. columnas Los problemas a resolver son:
1) Después de agregar un miembro en forma de T al eje débil, se determinan las características de la sección transversal,
2) Cálculo de la estabilidad local. de columnas de acero de formas especiales,
3) Análisis de tensión general cuando los nodos viga-columna se desvían del mandril de la columna de acero (se puede resolver con un software de cálculo de sistema de varilla común), el modelo de cálculo ideal debe utilizar elementos finitos Modelado general para análisis de fuerza interna, que puede resolver los problemas anteriores, pero la carga de trabajo de modelado es demasiado grande.
Otro problema que se enfrenta en el diseño de columnas de formas especiales es que los marcos de las columnas de formas especiales se dañan gravemente bajo la acción sísmica. Hay muchos problemas en el diseño de marcos de columnas de formas especiales: 1) Cuándo. la estructura del marco de columnas de forma especial es asimétrica, la influencia de la torsión en su tensión 2) Análisis elástico-plástico de estructuras de marcos de columnas de formas especiales bajo la acción sísmica 3) Desarrollo de software para el diseño de la sección transversal de estructuras de marcos de columnas de formas especiales .
Las principales razones del daño de las columnas de formas especiales en los terremotos se pueden resumir como:
1) El método de diseño de las estructuras de marcos de columnas de formas especiales es imperfecto,
2) Secciones de formas especiales La resistencia de las columnas es diferente de las columnas regulares ordinarias.
3) El patrón de falla de las columnas de sección transversal de formas especiales es diferente de las columnas de estructura de acero regulares.
5. Desarrollo de marcos de columnas con formas especiales
Desde 1949, las estructuras de acero se han utilizado en plantas industriales pesadas de gran luz, edificios públicos de gran escala y estructuras de gran altura en En mi país, especialmente en los últimos 20 años, las estructuras de acero se han utilizado más en la ingeniería civil. Con la continua exploración e investigación de los investigadores y diseñadores científicos de nuestro país, han surgido nuevos tipos de estructuras, y las columnas de marco de formas especiales son una de ellas. de ellos. Con el avance de la ciencia y la tecnología y la mejora del nivel de vida de las personas, las estructuras de acero se han utilizado en edificios residenciales de gran altura y han logrado buenos resultados. Debido a algunas características de la estructura de acero en sí, se utilizará cada vez más en residencias de gran altura. Debido a los requisitos especiales y estéticos de las residencias, creemos que las columnas de marco con formas especiales desempeñarán un sistema estructural importante en las residencias de gran altura. Residencias con estructura de acero y columnas de formas especiales también obtendrán una mayor comprensión e investigación.
Para aplicar mejor este sistema estructural, creemos que se deben lograr los siguientes puntos:
1) A través de visitas posteriores, resumir oportunamente la experiencia de los edificios residenciales terminados que utilizan este sistema estructural. sistema,
2) Acelerar la formulación y modificación de normas, especificaciones y procedimientos técnicos relevantes, para que todos los departamentos y personal relacionado con estructuras de acero y columnas de formas especiales puedan trabajar con evidencia,
3) Prestar atención a la educación y formación del personal técnico relacionado con las residencias de estructura de acero y mejorar la calidad del equipo profesional.
6. Conclusión
Los edificios residenciales con estructura de acero son una dirección de desarrollo futuro. Con el avance de la ciencia y la tecnología, los cambios en los conceptos estéticos inevitablemente harán que los edificios residenciales con estructura de acero sigan expandiéndose. su propia expresión. Lo que defendemos es abandonar el estilo, partir del racionalismo estructural, absorber la esencia de las estructuras arquitectónicas modernas y tradicionales y crear edificios residenciales con estructura de acero de alta calidad que integren orgánicamente la tecnología y el arte. Debemos dejar claro que el marco de columna de forma especial de la estructura de acero es el sistema de carga y la parte de servicio del edificio. No es la parte principal del edificio. El diseño de las residencias con estructura de acero debe seguir primero los principios generales. Diseño de edificios residenciales y luego desempeña el papel de la estructura de acero.
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