Изучение всей стальной конструкции оборудования: углубленный анализ от основ до передовых технологий- Jiaxing Dingshi Machinery Manufacturing Co., Ltd.

1. Базовые знания стальной конструкции всего оборудования.

1.1 Определение и состав

Полная стальная конструкция оборудования представляет собой систему строительных конструкций, в которой сталь используется в качестве основного несущего компонента и объединяется с помощью определенного метода соединения. Он обладает замечательными характеристиками высокой прочности, легкого веса и удобной конструкции и широко используется в современном строительстве. В состав его составных элементов в основном входят различные виды стали и способы соединения этих сталей.

Выбор стали богат и разнообразен. Распространенными являются углеродистая конструкционная сталь, такая как Q235, которая имеет умеренную прочность, хорошую пластичность и свариваемость, а также относительно низкую стоимость. Она широко используется в строительных конструкциях общего назначения, таких как обычные промышленные предприятия, склады и т. д. Также распространена низколегированная высокопрочная сталь, например Q345, которая повышает прочность и коррозионную стойкость стали за счет добавления небольшого количества легирующих элементов. Он подходит для зданий, выдерживающих большие нагрузки или предъявляющих высокие требования к прочности конструкции, например, большепролетных мостов и высотных зданий. Существуют также нержавеющие стали, такие как 304, 316 и т. д., которые обладают превосходной коррозионной стойкостью и часто используются во влажных и высокоагрессивных средах, например, в морской технике и химическом оборудовании. Высокопрочные стали, такие как Q550 и Q690, имеют прочность на растяжение, превышающую обычные стали, что позволяет эффективно сократить количество используемой стали, уменьшить собственный вес конструкции и повысить устойчивость здания. Они играют важную роль в некоторых проектах с чрезвычайно высокими требованиями к конструктивным характеристикам.

connection method plays a key role in the fully equipped steel structure and directly affects the integrity and stability of the structure. Weld connection is one of the most important connection methods for modern steel structures. It has many advantages, simple structure, and any form of components can be directly connected without complex connectors; economical materials, will not weaken the cross-section of the components, and save steel; convenient manufacturing and processing, easy to realize automated operation, high production efficiency, reliable quality; good connection tightness, can effectively improve the rigidity of the structure. However, weld connections also have some disadvantages. In the heat-affected zone near the weld, the metallographic structure of the steel will change, causing the local material to become brittle; welding residual stress and residual deformation will reduce the bearing capacity of the compressed member; welded structures are more sensitive to cracks. Once local cracks appear, they are easy to extend to the whole structure. The cold brittleness problem is more prominent in low-temperature environments; and the material requirements are high, the welding procedures are strict, and the quality inspection workload is large. Bolt connections are divided into ordinary bolt connections and high-strength bolt connections. Ordinary bolts are divided into three levels: A, B, and C. Grades A and B are refined bolts, and grade C is rough bolts. Ordinary bolt connections are easy to install and disassemble, simple to operate, and low in cost. They are suitable for some parts that have relatively low requirements for connection accuracy and strength, such as temporary structures or connections of secondary components. High-strength bolt connections transmit shear forces by applying pre-tension to generate friction between the connecting parts. They have the advantages of tight connection, good force performance, fatigue resistance, and simple installation. They are widely used in important structural connections, such as frame nodes of high-rise buildings and steel beam connections of bridges.

В прошлом в стальных конструкциях широко использовались заклёпочные соединения. Хотя сейчас они используются реже, но все же применяются в некоторых тяжелых конструкциях и конструкциях, непосредственно несущих динамические нагрузки. Клепаные стальные конструкции обладают хорошей пластичностью и вязкостью, легко проверяются на качество, имеют надежные соединения, хорошую устойчивость к динамическим нагрузкам, имеют сравнительно невысокие требования к материалу основной стали. Однако конструкция его сложная, а процесс проделывания отверстий и клепки трудоемкий. Отверстия для гвоздей ослабят поперечное сечение основного материала, что увеличит стоимость и сложность конструкции.

1.2 Сравнение с традиционными строительными конструкциями

re are obvious differences between fully equipped steel structures and traditional building structures in terms of performance, cost, construction cycle, etc., and each shows unique characteristics.

С точки зрения производительности полностью оборудованные стальные конструкции имеют значительные преимущества в прочности. Сталь обладает высокой прочностью и высоким модулем упругости. По сравнению с бетоном и древесиной его соотношение плотности и предела текучести относительно низкое. Благодаря этому стальная конструкция имеет небольшое поперечное сечение и легкий вес при тех же условиях нагрузки, но может выдерживать более высокие нагрузки, что делает ее очень подходящей для строительства крупнопролетных, сверхвысоких и сверхтяжелых зданий, таких как большие стадионы и сверхвысотные офисные здания. В то же время сталь обладает хорошей вязкостью и пластичностью, однородностью материала, высокой конструктивной надежностью, хорошо выдерживает ударные и динамические нагрузки, обладает отличной сейсмостойкостью. Когда происходят стихийные бедствия, такие как землетрясения, стальные конструкции могут поглощать энергию за счет собственной деформации, эффективно снижать степень структурных повреждений и обеспечивать безопасность жизни и имущества. Однако традиционные бетонные конструкции имеют большой вес и большие размеры поперечного сечения элементов. В большепролетных и сверхвысоких зданиях они будут оказывать большое давление на фундамент, а сейсмостойкость их сравнительно слаба. Они подвержены серьезным повреждениям, таким как трещины и разрушения при землетрясениях.

С точки зрения стоимости структура затрат на полностью оборудованные стальные конструкции относительно сложна. С одной стороны, цена самой стали относительно высока, особенно некоторых высокопроизводительных сталей, таких как высокопрочная сталь и нержавеющая сталь, в результате чего стоимость материала стальных конструкций составляет значительную часть первоначальных инвестиций. Более того, обработка и производство стальных конструкций требует профессионального оборудования и технологий, а стоимость обработки нельзя игнорировать. Однако с точки зрения стоимости полного жизненного цикла стальные конструкции также имеют свои преимущества. Благодаря высокой скорости строительства стальных конструкций период строительства может быть значительно сокращен, а временные затраты в процессе строительства снижены. Для некоторых проектов, которые необходимо срочно ввести в эксплуатацию, таких как коммерческие здания и промышленные предприятия, экономические выгоды от раннего ввода в эксплуатацию могут превысить увеличение первоначальных инвестиций. Стоимость обслуживания стальной конструкции относительно невелика, а ее структурная долговечность хорошая. При нормальных условиях обслуживания он имеет длительный срок службы, что снижает затраты на последующее обслуживание и замену. Хотя стоимость материала традиционной бетонной конструкции относительно невелика, в процессе строительства требуется большое количество вспомогательных материалов, таких как опалубка и строительные леса, а процесс строительства сложен и затраты на рабочую силу высоки. В то же время бетонная конструкция склонна к образованию трещин, протечек и других проблем во время использования, поэтому требуется регулярное техническое обслуживание и ремонт, а стоимость последующего обслуживания высока.

С точки зрения строительного цикла полностью оборудованная стальная конструкция имеет очевидные преимущества. Компоненты стальной конструкции обычно изготавливаются на заводе, а в производственном процессе может использоваться современное оборудование для автоматизации, которое отличается высокой точностью и высокой эффективностью производства. После того, как сборные компоненты доставлены на строительную площадку, они быстро собираются с помощью механизированного подъемного оборудования, а скорость строительства высокая, что может значительно сократить период строительства. Например, некоторым крупным заводам по производству стальных конструкций может потребоваться всего несколько месяцев от строительства фундамента до завершения основной конструкции. Традиционные строительные конструкции, такие как бетонные конструкции, требуют ряда процессов, таких как возведение опалубки на месте, связывание стальных стержней и заливка бетона. На процесс строительства сильно влияют такие факторы, как погода и технический уровень рабочих, а период строительства длительный. Заливка и затвердевание бетона занимает много времени. Например, строительство многоэтажного жилого дома может занять год и даже больше.

2. В полной мере продемонстрированы преимущества полностью оборудованных стальных конструкций.

2.1 Превосходная прочность и стабильность

Обладая превосходной прочностью и стабильностью, полностью оборудованные стальные конструкции продемонстрировали беспрецедентные преимущества в области строительства и стали предпочтительной структурной формой для многих крупных зданий и знаковых проектов.

Что касается прочности, сталь обладает чрезвычайно высокой прочностью на растяжение, сжатие и изгиб. Если взять в качестве примера обычную низколегированную высокопрочную сталь Q345, ее предел текучести составляет не менее 345 МПа, а предел прочности на разрыв составляет 470-630 МПа. Это означает, что при тех же условиях напряжения стальные конструктивные элементы могут выдерживать более высокие нагрузки, чем другие традиционные строительные материалы. Например, при строительстве длиннопролетного моста стальная конструкция позволяет добиться большего пролета и уменьшить количество опор моста благодаря своим высоким прочностным характеристикам, тем самым снижая затраты на строительство и воздействие на пространство под мостом. Как и знаменитый мост через залив Ханчжоу через море, его основная конструкция состоит из большого количества стальных конструкций. Высокопрочная сталь стальной балки главного моста позволяет мосту пересекать обширную морскую акваторию, выдерживать огромные транспортные нагрузки и силы природы, а также проявлять высокую несущую способность.

С точки зрения стабильности характеристики стальной конструкции также превосходны. Материал стали однородный, модуль упругости высокий, надежность конструкции высокая. Его структурная система может эффективно распределять и передавать нагрузки благодаря разумному проектированию и методам соединения, чтобы гарантировать, что конструкция остается стабильной в различных сложных условиях работы. Например, в сверхвысотных зданиях рамная система стальной конструкции работает с компонентами, устойчивыми к боковым нагрузкам, такими как основные трубы, чтобы противостоять влиянию горизонтальных сил, таких как ветровые нагрузки и землетрясения, и обеспечивать безопасность зданий. Шанхайская башня общей высотой 632 метра представляет собой гигантскую систему трубчато-консольных ферм с рамой. Применение стальной конструкции позволяет зданию оставаться устойчивым перед лицом стихийных бедствий, таких как сильные ветры и землетрясения, став выдающимся представителем мировых строительных проектов.

При строительстве некоторых промышленных предприятий также в полной мере нашли отражение преимущества прочности и устойчивости полностью оборудованных стальных конструкций. Для крупных машиностроительных заводов требуется тяжелое оборудование и частые подъемные операции. Стальные конструкции могут легко удовлетворить эти требования к нагрузкам и обеспечить структурную безопасность и нормальную эксплуатацию установки. В то же время стабильность стальной конструкции также отражается в ее хорошей усталостной стойкости. Он может адаптироваться к частым изменениям вибрации и нагрузки в промышленном производстве и продлить срок службы оборудования.

2.2 Удобная и эффективная конструкция

fully equipped steel structure shows remarkable convenience and efficiency during the construction process, which makes it popular in modern construction projects, which can greatly shorten the construction period and reduce construction costs.

convenience of steel structure construction is first reflected in the prefabrication of components. Steel structure components are processed and manufactured in the factory through advanced automation equipment, which can achieve high-precision production. For example, the dimensional accuracy of components such as steel beams and steel columns can be controlled at the millimeter level, which provides a strong guarantee for rapid assembly on site. In the factory production environment, the components can also be pre-painted and fireproofed, etc., which reduces the process and time of on-site construction. Taking a large steel structure commercial complex project as an example, after the steel structure components are prefabricated in the factory, they are transported to the construction site and assembled by large tower cranes and other lifting equipment, which greatly improves the construction efficiency.

on-site assembly process is also very efficient. The connection methods of steel structures, such as bolt connection and welding, are relatively simple to operate and can quickly connect components. Bolt connection is easy to install and disassemble, and the connection operation can be completed quickly at the construction site, and it is convenient for later maintenance and modification. Welding can provide a firm connection to ensure the integrity of the structure. During the construction process, construction personnel can choose the appropriate connection method according to the actual situation on site to improve the construction progress. At the same time, the construction of steel structures is less affected by natural factors such as weather. Unlike processes such as concrete pouring, which require specific temperature and humidity conditions, it can continue to construct under various weather conditions, further ensuring the construction progress.

Благодаря высокой скорости строительства стальных конструкций период строительства проекта может быть значительно сокращен. Это имеет большое значение для некоторых проектов, требующих неотложных сроков, таких как строительство коммерческих зданий и проектов по оказанию чрезвычайной помощи. Чем раньше откроется коммерческое здание, тем раньше можно будет получить экономические выгоды; Проекты чрезвычайной помощи могут быть быстро реализованы, чтобы обеспечить своевременное убежище пострадавшим людям.

2.3 Новый выбор для защиты окружающей среды и энергосбережения

На фоне растущих требований к защите окружающей среды и энергосбережению в современном обществе полностью оборудованные стальные конструкции стали новым выбором для защиты окружающей среды и энергосбережения в строительной сфере благодаря своим выдающимся характеристикам во многих аспектах, что соответствует концепции устойчивого развития.

С точки зрения защиты окружающей среды стальные конструкции пригодны для вторичной переработки. Сталь является перерабатываемым материалом. После окончания срока службы здания компоненты стальной конструкции могут быть переработаны и переработаны и возвращены в новые строительные проекты. По статистике, степень переработки стали после сноса зданий со стальными конструкциями достигает более 90%, что значительно снижает образование строительных отходов и снижает нагрузку на окружающую среду. Напротив, с большим количеством строительных отходов, образующихся после сноса традиционных бетонных конструкций, трудно обращаться, и они вызывают сильное загрязнение окружающей среды. Например, в проектах обновления городов снос и повторное использование зданий со стальными конструкциями более удобны, что позволяет эффективно сократить выбросы отходов и реализовать переработку ресурсов.

В процессе строительства стальные конструкции также имеют экологические преимущества. Поскольку компоненты стальных конструкций изготавливаются заранее на заводе, на строительной площадке выполняется меньше влажных работ, что снижает пыль, шум и другие загрязнения на строительной площадке. По сравнению с традиционным строительством, строительные отходы, образующиеся при строительстве стальных конструкций, могут быть сокращены более чем на 80%. В то же время строительная техника, используемая в процессе строительства стальных конструкций, относительно невелика, потребление энергии низкое, а воздействие на окружающую среду невелико. В некоторых строительных проектах в центральном районе города низкий уровень загрязнения и низкий уровень шума стальных конструкций могут снизить помехи для окружающих жителей и коммерческой деятельности.

С точки зрения энергосбережения, здания со стальными конструкциями потребляют мало энергии во время использования. Теплоизоляционные характеристики зданий со стальными конструкциями можно эффективно улучшить за счет разумного проектирования и выбора эффективных теплоизоляционных материалов. Например, использование теплоизоляционных плит из минеральной ваты, пенополиуретановых плит и других материалов на наружных стенах и крышах зданий со стальными конструкциями может эффективно уменьшить передачу тепла и снизить потребление энергии зданиями во время зимнего отопления и летнего охлаждения. Планировка внутреннего пространства зданий со стальными конструкциями относительно гибкая, что способствует использованию естественного освещения и вентиляции, что еще больше сокращает время использования систем искусственного освещения и кондиционирования воздуха и снижает потребление энергии.

Некоторые проекты зеленого строительства с использованием стальных конструкций достигли энергетической или частичной самообеспеченности за счет внедрения новых энергетических технологий, таких как солнечные фотоэлектрические панели и геотермальные тепловые насосы, что значительно снижает зависимость от традиционной энергии и сокращает выбросы углерода. Эти проекты не только позволили добиться замечательных результатов в области защиты окружающей среды и энергосбережения, но и предоставили полезный практический опыт для содействия устойчивому развитию строительной отрасли.

3. Поля приложений блестящие

3.1 Предпочтительный выбор промышленных зданий

В области промышленных зданий полностью оборудованные стальные конструкции стали предпочтительной структурной формой для таких зданий, как фабрики и склады, благодаря своим уникальным преимуществам, обеспечивающим прочную основу для эффективной работы промышленного производства.

При строительстве заводов полностью оборудованные стальные конструкции показали отличную адаптируемость. Крупным машиностроительным заводам приходится выдерживать нагрузку тяжелого оборудования и выполнять частые подъемные операции. Высокопрочные характеристики стальных конструкций позволяют им легко справляться с этими задачами. Например, на крупных автомобильных заводах в цехе необходимо устанавливать различное крупногабаритное штамповочное оборудование, сварочные роботы и т. д. Рама и система крановых балок стальной конструкции могут обеспечить стабильную поддержку этого оборудования, обеспечивая безопасность и эффективность производственного процесса. В то же время большой пролет стальной конструкции позволяет создать просторное внутреннее пространство без колонн, что удобно для размещения оборудования и организации технологического потока, а также повышает коэффициент использования производственных площадей.

fast construction speed of the steel structure is of great significance for some factory projects that are in urgent need of production. In a highly competitive market environment, enterprises that can start production as soon as possible can seize the market opportunity.

В складском строительстве полностью оборудованные стальные конструкции также имеют значительные преимущества. Бурное развитие современной логистической отрасли выдвинуло более высокие требования к складским площадям и пропускной способности. Склады со стальными конструкциями могут иметь конструкции с большими пролетами для удовлетворения крупномасштабных потребностей в хранении товаров. Например, на складах в крупных логистическо-распределительных центрах используются стальные решетки или портальные рамные конструкции. Стальная конструкция имеет небольшой вес и имеет относительно низкие требования к несущей способности фундамента. В некоторых районах с плохими геологическими условиями это также может снизить стоимость строительства инфраструктуры.

Склады со стальными конструкциями также обладают хорошей масштабируемостью. С развитием бизнеса возможно потребуется расширение масштабов склада. Метод соединения стальной конструкции облегчает разборку и добавление компонентов, что позволяет легко расширить склад. Кроме того, прочность стальной конструкции хорошая. При нормальных условиях обслуживания он может обеспечить долгосрочное и стабильное использование склада, снижая затраты на последующее обслуживание и замену.

3.2 Неповторимое очарование коммерческих зданий

В области коммерческих зданий полностью оборудованная стальная конструкция придала уникальный шарм таким зданиям, как торговые центры и офисные здания, благодаря своим уникальным преимуществам, отвечая разнообразным потребностям коммерческих помещений и становясь идеальным выбором для современных коммерческих зданий.

Полностью оборудованные стальные конструкции торговых центров могут обеспечить гибкую и открытую планировку пространства. Интерьер торгового центра необходимо разделить на различные функциональные зоны, такие как торговые зоны, обеденные зоны, развлекательные зоны и т. д. Большие пролеты стальной конструкции позволяют свободно разделить внутреннее пространство в соответствии с потребностями бизнеса, без большого количества несущих стен, предоставляя торговцам больше выставочного и делового пространства. Например, в крупных торговых центрах обычно используются каркасные системы из стальных конструкций с просторными и светлыми внутренними помещениями, в которых могут разместиться различные крупные коммерческие объекты и многочисленные предприятия, создавая комфортную и удобную среду для покупок. В то же время стальная конструкция имеет высокую скорость строительства, что может сократить период строительства торгового центра, позволить торговому центру открыться как можно скорее, воспользоваться рыночными возможностями и принести более быструю прибыль инвесторам.

Что касается внешнего вида, стальная конструкция обладает высокой пластичностью и может приобретать различные уникальные архитектурные формы, отвечающие стремлению коммерческого здания к индивидуальности и привлекательности. Некоторые современные торговые центры используют стальные конструкции для создания уникальных фасадов и форм крыш, становясь достопримечательностями города и привлекая внимание потребителей.

Являясь важным местом для коммерческого офиса, офисные здания также предъявляют высокие требования к пространственной гибкости и структурной устойчивости. Полностью оборудованные офисные здания со стальной конструкцией могут предоставить открытые офисные помещения, что позволяет предприятиям выполнять индивидуальную отделку и планировку в соответствии со своими потребностями. Открытая офисная зона и гибкая конструкция перегородок могут удовлетворить потребности офисного режима и командной работы различных предприятий. Кроме того, стальная конструкция имеет хорошие сейсмические характеристики, что может обеспечить безопасность офисного персонала и целостность офисных помещений в случае стихийных бедствий, таких как землетрясения. Например, в некоторых сейсмоопасных районах многие высотные офисные здания построены из стальных конструкций. Благодаря разумному структурному проектированию и мерам по усилению сейсмостойкость здания повышается, обеспечивая безопасную и надежную офисную среду для предприятий и сотрудников.

Офисные здания со стальной конструкцией также обладают хорошей устойчивостью. Характеристики стали, пригодные для вторичной переработки, соответствуют современным концепциям защиты окружающей среды. По истечении срока службы здания

Компоненты стальной конструкции можно перерабатывать и использовать повторно, что снижает образование строительных отходов. В то же время здания со стальными конструкциями потребляют мало энергии во время использования. Приняв энергосберегающее оборудование и оптимизировав ограждающую конструкцию здания, можно еще больше снизить энергопотребление и снизить эксплуатационные расходы предприятий.

3.3 Сияющая сцена общественных зданий

В сфере общественных зданий полностью оборудованные стальные конструкции стали ярким примером таких зданий, как спортивные залы и выставочные залы, благодаря своим уникальным преимуществам и отличным характеристикам. Они не только предоставляют людям полнофункциональное пространство для общественной деятельности, но и демонстрируют художественное очарование современной архитектуры.

Гимназии как место проведения крупномасштабных мероприятий, таких как спортивные мероприятия и культурные мероприятия, предъявляют чрезвычайно высокие требования к пространству и конструктивным характеристикам. Полностью оборудованные стальные конструкции играют ключевую роль при строительстве спортивных залов. Его высокая прочность и большой пролет позволяют реализовать дизайн большого пространства без колонн, отвечающего потребностям спортивных соревнований и зрителей. В то же время хорошая сейсмостойкость и структурная прочность стальной конструкции позволяют ей сохранять структурную стабильность и безопасность перед лицом стихийных бедствий, таких как землетрясения и сильные ветры.

С точки зрения дизайна, гибкость стальной конструкции позволяет спортивному залу придавать уникальный внешний вид. Например, в конькобежном зале «Ледяная лента» на зимних Олимпийских играх в Пекине используется седловидная крыша из вантовой сетки, состоящая из 22 отечественных закрытых тросов с высоким содержанием ванадия и пролетом 198 метров. Количество используемой стали составляет лишь 1/4 от количества традиционных стальных конструкций. Он не только имеет легкий вес и эффективную несущую силу конструкцию, но и его уникальная форма также символизирует след, оставленный спортсменами, когда они скользят по льду на высокой скорости. Оно наполнено динамичностью и художественным смыслом и стало одним из знаковых зданий зимних Олимпийских игр в Пекине.

Являясь важным местом для демонстрации культурных, художественных, научных и технологических достижений, выставочный зал также неотделим от опоры полностью оборудованной стальной конструкции. Стальная конструкция может обеспечить гибкое выставочное пространство, удобное для разделения и корректировки пространства в соответствии с содержанием и масштабом выставки. В больших выставочных залах обычно необходимо демонстрировать множество крупных экспонатов, а большие пролеты и высокая несущая способность стальных конструкций могут легко удовлетворить эти потребности.

Что касается внешнего вида, выставочные залы могут использовать пластику стальных конструкций для создания творческого и культурно богатого архитектурного образа. Например, форма Оперного театра Гуанчжоу в форме «округлого двойного гравия» реализует неправильную гиперболическую крышу через стальную конструкцию. Уникальная архитектурная форма интегрирована с окружающей средой, демонстрируя идеальное сочетание современной архитектуры и искусства, и стала символом городской культуры и знаковым зданием.

4. Углубленный анализ основной технологии.

4.1 Тщательный выбор материалов

При строительстве полностью оснащенных стальных конструкций выбор материалов имеет решающее значение и напрямую связан с производительностью, безопасностью и долговечностью конструкции. Существует множество типов стали, подходящих для полностью оборудованных стальных конструкций, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики и применимые сценарии.

Углеродистая конструкционная сталь — один из распространенных видов стали, среди которых широко используется Q235. Он обладает хорошими комплексными характеристиками, умеренной прочностью и пределом текучести около 235 МПа, что позволяет удовлетворить требования к несущим нагрузкам обычных строительных конструкций. Он обладает хорошей пластичностью и вязкостью, может производить определенную деформацию без внезапного разрушения при воздействии напряжения и обладает хорошей свариваемостью, что удобно для сварки на строительной площадке. Он имеет относительно невысокую стоимость и является идеальным выбором для обычных промышленных предприятий, складов и других построек.

Низколегированная высокопрочная сталь типа Q345 значительно повышает свою прочность за счет добавления небольшого количества легирующих элементов (таких как марганец, ванадий и др.), а ее предел текучести достигает 345 МПа и выше. В то же время он также обладает хорошей коррозионной стойкостью и свариваемостью и играет важную роль в проектах с высокими требованиями к структурной прочности и долговечности, таких как мосты с большими пролетами и высотные здания. Например, в знаковых высотных зданиях некоторых городов сталь Q345 широко используется для изготовления основного структурного каркаса, чтобы обеспечить устойчивость здания, когда оно подвергается огромным вертикальным нагрузкам и горизонтальным ветровым нагрузкам.

Высокопрочная сталь, такая как Q550, Q690 и т. д., имеет прочность на разрыв, значительно превышающую прочность обычной стали. Предел прочности Q550 может достигать 690-830 МПа, а предел прочности Q690 еще выше. Этот тип стали подходит для специальных зданий с чрезвычайно высокими требованиями к конструктивным характеристикам, таких как большепролетные конструкции крыш крупных стадионов и конструкции несущих труб сверхвысотных зданий. Использование высокопрочной стали позволяет эффективно сократить количество используемой стали, уменьшить вес конструкции и повысить устойчивость и безопасность здания. При строительстве некоторых крупных спортивных объектов стальные фермы из высокопрочной стали Q690 достигли больших пролетов, предоставляя зрителям широкое пространство для просмотра без колонн.

Нержавеющие стали, такие как 304 и 316, известны своей превосходной коррозионной стойкостью. Нержавеющая сталь 304 содержит 18% хрома и 8% никеля, обладает хорошей коррозионной стойкостью и стойкостью к окислению и может сохранять стабильные характеристики во влажных и агрессивных средах. Поэтому в нержавеющую сталь 316 добавляют молибден для дальнейшего улучшения ее способности противостоять точечной и щелевой коррозии. Поэтому нержавеющая сталь часто используется в таких областях, как морская техника и химическое оборудование, где предъявляются строгие требования к коррозионной стойкости. При строительстве морских платформ нержавеющая сталь используется для изготовления ключевых структурных компонентов и соединителей, устойчивых к долгосрочной эрозии морской водой.

selection criteria for steel are strict and multiple factors need to be considered comprehensively. Steel with appropriate strength grade should be selected according to the stress characteristics and design load of the structure. For components that bear large loads, high-strength steel should be selected; for components that are generally less stressed, steel with moderate strength can be selected to achieve economical and reasonable purposes. The environmental conditions in which the structure is located should be considered. For example, in humid and corrosive environments, stainless steel or weathering steel should be preferred; in cold areas, the low-temperature impact toughness of steel should be considered to ensure that the steel will not suffer brittle fracture in low-temperature environments.

weldability of steel is also one of the important considerations. Welding is a common way to connect steel structures. Good weldability can ensure the quality and performance of welded joints. For welded structures, steel with good weldability should be selected, and its weldability should be evaluated based on the chemical composition and carbon equivalent of the steel. Factors such as the processing performance, supply status and cost of steel should also be considered to ensure that the selected steel can not only meet the performance requirements of the structure, but also be easy to process, manufacture and purchase in actual projects, while controlling costs.

4.2 Изобретательность дизайна

design of fully equipped steel structure is a complex and delicate work, which requires full consideration of the safety, functionality and economy of the structure. Among them, structural design and node design are key links, which embody the ingenuity of designers.

Что касается структурного проектирования, необходимо выбрать подходящую структурную систему на основе таких факторов, как функция использования, условия нагрузки и условия размещения здания. Обычные системы стальных конструкций включают рамную конструкцию, ферменную конструкцию, решетчатую конструкцию, конструкцию тросовой подвески и т. д. Каждая система имеет свои уникальные силовые характеристики и сферу применения.

frame structure consists of beams and columns, which are connected by nodes to form a spatial skeleton. It has the advantages of flexible plane layout and high space utilization, and is suitable for multi-story and high-rise buildings. In buildings such as office buildings and teaching buildings, the frame structure can provide spacious indoor space, which is convenient for functional zoning and layout.

truss structure is composed of rods connected by nodes. It is generally a plane or space structure composed of triangular units. It has reasonable force and can give full play to the strength of the material. It is suitable for large-span roof structures and bridge structures. For example, the roofs of some large industrial plants adopt truss structures, which can achieve larger spans, reduce internal support, and provide a wide space for production.

Сетчатая структура — это пространственная сетчатая структура, состоящая из множества стержней по определенному правилу. Он обладает характеристиками пространственной силы, высокой жесткостью и хорошей целостностью. Подходит для общественных зданий с большими пролетами, таких как спортивные залы и выставочные залы. Крыша Национального центра водных видов спорта «Водный куб» представляет собой новую многогранную пространственную жесткую рамную решетчатую конструкцию с расходом стали всего 120 кг/м2, что обеспечивает эффективное покрытие помещений с большими пролетами и демонстрирует уникальную архитектурную форму.

cable-suspended structure is mainly composed of cables, towers and anchors. It uses the tension of the cable to bear the load. The structure is light and suitable for bridges and buildings with super-large spans. For example, the famous Golden Gate Bridge has a main span of 1,280 meters and uses a cable-suspended structure to cross the strait, becoming a classic of world bridge construction.

В процессе проектирования конструкции также необходимы точный механический анализ и расчет. Благодаря знаниям строительной механики, механики материалов и т. д. рассчитываются внутренние силы и деформации конструкции при различных нагрузках, чтобы обеспечить соответствие конструкции требованиям прочности, жесткости и устойчивости. С помощью передового программного обеспечения для анализа конструкций, такого как SAP2000, Midas и т. д., можно более точно моделировать и анализировать сложные конструкции, обеспечивая надежную основу для проектирования.

Проектирование узлов является важной частью проектирования стальной конструкции, которая напрямую влияет на целостность и надежность конструкции. Способы узлового соединения включают сварное соединение, болтовое соединение, болтосварное смешанное соединение и т. д. Каждый метод соединения имеет свои преимущества и недостатки и сценарии применения. Сварное соединение является одним из широко используемых методов соединения стальных конструкций. Его преимуществами являются простая конструкция, герметичное соединение, надежная передача усилия и экономия стали. Сварка может объединить компоненты в единое целое и улучшить жесткость и стабильность конструкции. В некоторых деталях с высокими требованиями к конструктивной целостности, например, соединения стальных балок и стальных колонн, часто используются сварные соединения. Однако сварка также имеет некоторые недостатки, например, во время сварки возникают остаточные напряжения и деформации, что оказывает определенное влияние на эксплуатационные характеристики конструкции; Качество сварки во многом зависит от процесса сварки и технического уровня сварщика, поэтому возможны дефекты сварки.

Болтовые соединения делятся на обычные болтовые соединения и высокопрочные болтовые соединения. Обычные болтовые соединения просты в конструкции, легко разбираются и собираются, имеют низкую стоимость. Они подходят для некоторых второстепенных конструкций или временных сооружений, не требующих высокой прочности соединения. Высокопрочные болтовые соединения передают сдвиговые усилия за счет предварительного натяжения, создающего трение между соединяемыми частями. Они плотно соединены, обладают хорошими силовыми характеристиками и устойчивы к усталости. Они широко используются в важных структурных соединениях. Высокопрочные болтовые соединения широко применяются в узлах каркасов высотных зданий, соединениях стальных балок мостов и других деталях.

Болт-сварные гибридные соединения сочетают в себе преимущества сварки и болтовых соединений и широко используются в некоторых сложных узловых конструкциях. Например, при соединении стальных балок со стальными колоннами сначала можно применять сварные соединения для обеспечения целостности и жесткости узлов, а затем применять высокопрочные болтовые соединения для повышения надежности и разъемности узлов.

При узловом проектировании размеры и конструкция узлов должны быть обоснованно определены в соответствии с силовыми характеристиками и способами соединения узлов. Например, для сварных узлов следует определять форму, размеры и длину шва, обеспечивающие прочность и качество сварного шва; для болтовых узлов следует определять диаметр, количество и расположение болтов, обеспечивающие надежность болтового соединения. Также необходимо учитывать технологию обработки узлов и целесообразность строительства и монтажа, чтобы конструкцию узла можно было легко обработать и установить на месте.

4.3 Постоянное совершенствование технологии строительства

construction technology of fully equipped steel structure is a key link to ensure the quality and safety of the structure. It is necessary to strictly follow the scientific construction process and strive for excellence in each process to achieve the expected effect of the design.

construction process usually includes steps such as construction preparation, foundation construction, component production and transportation, on-site installation, connection and fixation, painting and protection.

На этапе подготовки строительства необходимо выполнить детальное проектирование организации строительства, сформулировать план и график строительства, уточнить задачи и требования каждого этапа строительства. Строительную площадку следует выровнять, обмерить и разложить так, чтобы создать условия для последующего строительства. В то же время строительный персонал должен быть организован для проведения технических инструктажей и обучения технике безопасности, чтобы гарантировать, что строительный персонал знаком с технологией строительства и правилами техники безопасности.

Строительство фундамента является важной основой для строительства стальных конструкций, и его качество напрямую влияет на устойчивость всей конструкции. Согласно проектным требованиям должны быть выполнены земляные работы, заливка и ремонт фундамента. Для больших зданий со стальными конструкциями фундамент обычно представляет собой железобетонный фундамент. Необходимо следить за тем, чтобы размеры, положение и прочность фундамента соответствовали проектным требованиям. В процессе строительства фундамента следует уделять внимание контролю ровности и вертикальности фундамента. Обеспечьте хорошие базовые условия для установки стальных колонн.

components are made in the factory. Through advanced processing equipment and technology, the steel is processed into the shape and size required by the design. In the process of component production, the processing accuracy must be strictly controlled to ensure that the dimensional deviation of the components is within the allowable range. For example, the length, width, height and other dimensional accuracy of components such as steel beams and steel columns must be controlled at the millimeter level to ensure the smooth installation on site. The components are pre-treated as necessary, such as rust removal and anti-corrosion, to improve the durability of the components.

После изготовления компонентов их необходимо транспортировать и хранить. Во время транспортировки необходимо принять эффективные защитные меры для предотвращения столкновений и повреждений компонентов. В соответствии с требованиями строительной площадки время и последовательность транспортировки компонентов должны быть разумно организованы, чтобы гарантировать своевременную доставку компонентов на строительную площадку. При хранении следует выбирать сухое и вентилируемое место, компоненты следует хранить по категориям, а также принимать соответствующие меры поддержки и крепления для предотвращения деформации компонентов.

Монтаж на месте является основным звеном строительства стальных конструкций, поэтому требуется профессиональное подъемное оборудование и технологии. В зависимости от веса, размера и места установки компонентов выберите подходящее подъемное оборудование, например, башенные краны, автокраны и т. д. В процессе подъема необходимо строго соблюдать план строительства, чтобы обеспечить точность подъема, позиционирования и установки компонентов. При установке стальной колонны сначала выровняйте нижнюю часть стальной колонны с закладными болтами фундамента, затем медленно опустите ее, отрегулируйте вертикальность и положение стальной колонны и, наконец, затяните болты, чтобы зафиксировать ее. Монтаж стальной балки обычно осуществляется от одного конца к другому. Сначала установите главную балку, затем установите второстепенную балку и прочно соедините стальную балку и стальную колонну с помощью соединительной пластины и болтов.

Соединение и фиксация являются ключевыми шагами для обеспечения целостности стальной конструкции. При сварных соединениях операции необходимо выполнять в соответствии с требованиями сварочного процесса, выбирать соответствующие сварочные материалы и параметры сварки, контролировать качество сварки. В процессе сварки следует уделять внимание предотвращению сварочных деформаций и дефектов, а также проводить необходимые проверки и испытания сварных соединений, такие как внешний контроль, ультразвуковая дефектоскопия и т. д. Для болтовых соединений операции следует выполнять в соответствии с предварительным натяжением и моментом затяжки, требуемыми конструкцией, чтобы обеспечить надежность болтового соединения. При затяжке болтов следует использовать такие инструменты, как динамометрические ключи, для их затяжки в предписанном порядке и методе.

Покрытие и защита являются важными мерами по повышению долговечности стальных конструкций. После установки стальной конструкции поверхность компонента следует покрасить, чтобы образовалась защитная пленка, предотвращающая коррозию и окисление стали. Перед покраской поверхность детали следует тщательно очистить от ржавчины, чтобы обеспечить адгезию покрытия. В зависимости от условий использования и требований конструкции выберите подходящий тип покрытия и процесс нанесения покрытия. В обычных условиях для покраски можно использовать обычную антикоррозийную краску; в сильноагрессивной среде необходимо использовать покрытие с лучшей коррозионной стойкостью, например, эпоксидную цинксодержащую краску, полиуретановую краску и т. д. Толщина и количество слоев покрытия также должны соответствовать проектным требованиям. Обычно для обеспечения защитного эффекта требуется несколько слоев грунтовки, промежуточной краски и верхнего слоя.

5. Перспективы на будущее и прогноз тенденций

5.1 Интеграция новых технологий

В будущем область полностью оборудованных стальных конструкций откроет волну интеграции новых технологий, а применение интеллектуальных технологий и новых материалов принесет новые возможности и изменения в ее развитие.

application prospects of intelligent technology in fully equipped steel structures are broad. With the rapid development of technologies such as the Internet of Things, big data, and artificial intelligence, steel structure buildings will achieve intelligent design, production, and management. In the design stage, with the help of building information modeling (BIM) technology, designers can create three-dimensional digital models to accurately design and simulate and analyze every detail of the steel structure. Through BIM technology, collaborative design between different professions can be achieved, effectively avoiding design conflicts and errors, and improving design efficiency and quality. Using artificial intelligence algorithms, design schemes can also be optimized, and multiple feasible schemes can be automatically generated according to different design requirements and constraints. The best scheme can be selected through data analysis and simulation evaluation.

В производственном процессе интеллектуальные технологии обеспечат автоматизированное производство и контроль качества компонентов стальных конструкций. С помощью автоматизированных производственных линий можно точно контролировать такие параметры процессов, как резка, сварка и обработка стали, что повышает эффективность производства и точность продукции. Используя датчики и технологии Интернета вещей, производственный процесс можно контролировать в режиме реального времени, проблемы на производстве можно обнаруживать и своевременно решать, а также обеспечивать стабильность качества продукции. Например, в процессе сварки качество сварного шва контролируется в режиме реального времени с помощью датчиков. При обнаружении дефектов параметры сварки автоматически корректируются или производство останавливается на ремонт.

На этапе эксплуатации и управления зданиями со стальными конструкциями интеллектуальные технологии также играют важную роль. С помощью различных датчиков, установленных в конструкции здания, данные о силе, деформации, температуре и других данных о конструкции собираются в режиме реального времени, а состояние здоровья конструкции оценивается и прогнозируется с помощью анализа больших данных и алгоритмов искусственного интеллекта. Если конструкция является ненормальной, система может вовремя предупредить, предоставить менеджерам основу для принятия решений, принять соответствующие меры по техническому обслуживанию и усилению, а также обеспечить безопасное использование здания. Интеллектуальная система управления имуществом также может осуществлять мониторинг и управление энергопотреблением здания, состоянием работы оборудования и т. д. в режиме реального времени, а также повышать эффективность эксплуатации и уровень энергосбережения здания.

application of new materials will also bring new breakthroughs to fully equipped steel structures. In addition to traditional steel, some high-performance steel and composite materials will gradually be widely used. High-strength steels such as Q890 and Q1100 have higher yield strength and tensile strength, which

может еще больше уменьшить собственный вес конструкции и улучшить несущую способность конструкции. В некоторых сверхвысотных зданиях и мостах с большими пролетами использование высокопрочной стали позволяет уменьшить количество используемой стали, снизить стоимость проекта и повысить устойчивость и безопасность конструкции.

Устойчивая к атмосферным воздействиям сталь также является новым типом материала с широкими перспективами применения. Он добавляет в обычную углеродистую сталь легирующие элементы, такие как фосфор, медь, хром и никель, для образования плотной защитной пленки на поверхности стали. Он обладает хорошей устойчивостью к атмосферной коррозии и может использоваться в течение длительного времени без покраски. В некоторых наружных стальных конструкциях, таких как мосты и башни, использование атмосферостойкой стали может снизить затраты на техническое обслуживание и продлить срок службы конструкции.

application of composite materials in fully equipped steel structures has also received more and more attention. For example, the steel-concrete composite structure combines the light weight and high strength of the steel structure with the compressive and fire-resistant properties of the concrete structure. It has good mechanical properties and economic benefits and has been widely used in high-rise buildings, bridges and other fields. The combination of fiber reinforced composite materials (FRP) and steel also provides new ideas for the development of steel structures. FRP has the advantages of light weight, high strength, corrosion resistance, and fatigue resistance. After being compounded with steel, it can significantly improve the seismic performance and durability of the structure. It is suitable for building structures in earthquake-prone areas and harsh environments.

5.2 Перспективы направления развития

В направлении устойчивого развития и многофункциональности полностью оборудованные стальные конструкции продемонстрировали четкую тенденцию развития и внесут важный вклад в трансформацию и прогресс строительной отрасли.

Устойчивое развитие является важным направлением будущего развития полностью оборудованных стальных конструкций. Поскольку внимание мира к защите окружающей среды и сохранению ресурсов продолжает расти, преимущества зданий со стальными конструкциями в защите окружающей среды и энергосбережении станут более заметными. Характеристики зданий со стальными конструкциями, пригодными для вторичной переработки, соответствуют концепции устойчивого развития. По истечении срока службы здания сталь можно переработать и переработать, чтобы уменьшить образование строительных отходов. В будущем здания со стальными конструкциями будут уделять больше внимания экологическому проектированию и строительству, использовать возобновляемые источники энергии и энергосберегающее оборудование, а также снижать энергопотребление зданий во время использования. В ограждающих конструкциях здания используйте эффективные теплоизоляционные материалы, чтобы уменьшить теплопередачу и повысить энергоэффективность здания. Используйте новые энергетические технологии, такие как солнечные фотоэлектрические панели и геотермальные тепловые насосы, чтобы достичь самообеспеченности или частичной самообеспеченности здания энергией, снизить зависимость от традиционной энергии и сократить выбросы углекислого газа.

На этапе проектирования также будет полностью учтено гармоничное сосуществование зданий и окружающей среды, а также будут приняты концепции экологически чистого дизайна для снижения воздействия на природную среду. Например, рационально спланировать планировку и ориентацию здания, в полной мере использовать естественное освещение и вентиляцию, а также сократить использование систем искусственного освещения и кондиционирования. Создайте зеленые ландшафты и системы сбора дождевой воды вокруг здания, чтобы добиться повторного использования водных ресурсов и улучшить экологическую среду.

Многофункциональность также является одной из тенденций развития полностью оснащенных металлоконструкций. Благодаря постоянному улучшению спроса людей на строительные функции, здания со стальными конструкциями будут иметь больше функций и характеристик. При архитектурном проектировании внимание будет уделяться гибкости и вариативности пространства, чтобы здание могло адаптироваться к различным потребностям использования. Используя передвижные перегородки и мебель, можно свободно комбинировать и регулировать внутреннее пространство для удовлетворения индивидуальных потребностей различных пользователей. Здания со стальными конструкциями также будут объединять множество функций, таких как офис, жилье, бизнес, отдых и т. д., чтобы создать комплексное пространство здания. В некоторых крупномасштабных комплексных проектах в некоторых городах здания со стальными конструкциями органично объединяют функциональные зоны, такие как офисные помещения, коммерческие помещения и жилые районы, образуя полностью функциональное, удобное и эффективное городское жилое пространство.

При функциональном проектировании зданий внимание также будет уделяться интеллекту и гуманизации, оснащению передовыми интеллектуальными системами управления, чтобы обеспечить интеллектуальное управление строительным оборудованием, окружающей средой и т. д., а также предоставить пользователям комфортную и удобную среду для жизни и работы. В некоторых общественных зданиях стальные конструкции будут иметь лучшие акустические, оптические и тепловые характеристики, обеспечивая людям более комфортное пространство для деятельности. Например, в спортивных залах, выставочных залах и других зданиях акустический эффект улучшается за счет использования звукопоглощающих материалов и разумного планирования пространства, что повышает качество обслуживания зрителей и посетителей. При проектировании освещения зданий используются передовые светотехнические технологии и материалы, позволяющие максимизировать естественное освещение, обеспечивая при этом температуру и комфорт в помещении.

Новости

Изучение всей стальной конструкции оборудования: углубленный анализ от основ до передовых технологий