Since entering the 1990s, the development of steel structure buildings in China has been very rapid, especially the completion of some iconic high-rise buildings representing the city, which has opened a new page for the development of steel structures in China. از زمان ورود به دهه 1990 ، توسعه ساختمانهای سازه فولادی در چین بسیار سریع بوده است ، به خصوص تکمیل برخی از ساختمانهای مرتفع نمادین به نمایندگی از این شهر ، که صفحه جدیدی را برای توسعه سازه های فولادی در چین باز کرده است. For example, the 88-story, 420m-high Jin Mao Tower in Shanghai, which is the third tallest in the world, has been completed and is now in operation. به عنوان مثال ، برج 88 طبقه ، 420 متر ارتفاع جین مائو در شانگهای که سومین بلندترین جهان است ، تکمیل شده و اکنون در حال بهره برداری است. Shanghai Pudong World Financial Center, which is said to be the world 's highest height, has a 95-story 460m high and a building area of 310,000 m2. مرکز مالی جهانی Shanghai Pudong ، که گفته می شود بالاترین ارتفاع جهان است ، دارای 95 طبقه 460 متر ارتفاع و مساحت ساختمان 310،000 متر مربع است. Construction is now being stepped up. اکنون ساخت و سازها در حال پیشرفت است. The Dalian Presidential Building, which is invested by foreign investors, is being stepped up and is under construction, with a total of 95 floors. ساختمان ریاست جمهوری دالیان که توسط سرمایه گذاران خارجی سرمایه گذاری می شود ، در پله ای قرار دارد و در حال احداث است و در مجموع 95 طبقه دارد. After its completion, it is said that its height will be among the best in the world. گفته می شود که پس از اتمام آن ، ارتفاع آن در زمره بهترین های جهان خواهد بود.
The development of light steel structure is in full swing, especially in the construction of industrial plants. توسعه سازه های فلزی سبک ، بویژه در ساخت کارخانه های صنعتی کاملاً در حال انجام است. It can be seen from the substantial increase in the number of steel structure manufacturing and construction companies. از افزایش قابل توجه تعداد شرکتهای ساخت و سازه فلزی می توان دریافت. For example, Shanghai 's steel structure manufacturing and construction units have grown from dozens of originals to more than 400 at present, and Baosteel in Shanghai alone has Nearly one hundred steel structure manufacturing plants. به عنوان مثال واحد ساخت و سازه های ساخت و سازه های فلزی شانگهای از دویست اصل به بیش از 400 دستگاه در حال حاضر افزایش یافته است ، و بائوستیل در شانگهای به تنهایی دارای تقریباً صد کارخانه ساخت سازه فولادی است. Under the great situation, how to make good use of the situation and grasp the quality of design and construction is a very urgent issue at present. در شرایط بسیار خوبی ، چگونگی استفاده صحیح از شرایط و درک کیفیت طراحی و ساخت و ساز در حال حاضر یک مسئله بسیار ضروری است. This article intends to give a brief introduction to the advantages of light steel structure, material selection and design points, plastic design and the use of web buckling strength and skin effect, which will help readers have a more comprehensive understanding of light steel structure. این مقاله قصد دارد تا مختصراً در مورد مزایای ساختار فولاد سبک ، انتخاب مواد و نکات طراحی ، طراحی پلاستیک و استفاده از مقاومت در برابر فشار وب و جلوه پوستی توضیح دهد ، که به خوانندگان کمک می کند درک کاملی از ساختار فولاد سبک داشته باشند.
صنعت فولاد سبک و دامنه کاربرد آن
ساختار به اصطلاح فولاد سبک معمولاً به سازه ای متشکل از مواد فلزی زیر اشاره دارد:
① cold-formed thin-walled steel structure; structure ساختار فولادی با دیواره نازک سرد ② hot-rolled light-weight steel structure; structure ساختار سبک وزن سبک نورد گرم؛ ③ welded or high-frequency welded light-weight steel structure; structure ساختار فولادی با وزن سبک جوش داده شده یا فرکانس بالا جوش داده شده است. Structure composed of welded composite beams and welded composite columns. ساختار متشکل از پرتوهای کامپوزیت جوش داده شده و ستون های کامپوزیت جوش داده شده.
1. دامنه کاربرد
According to the current situation in China, this structure has been widely used in single-storey industrial plants, multi-storey industrial plants, office buildings, and non-load-bearing components in high-rise buildings due to its wide utility and obvious advantages. با توجه به شرایط فعلی چین ، این سازه به دلیل کاربردهای گسترده و مزایای بارز آن در کارخانه های صنعتی تک طبقه ، کارخانه های صنعتی چند طبقه ، ساختمان های اداری و اجزای باربری در ساختمان های مرتفع مورد استفاده قرار گرفته است. . For single-storey industrial plants, usually H-shaped steel, welded connection is used as beam and column, C-shaped or Z-shaped light steel plate is used for purlin, roofing system or floor system is made of pressed color steel plate, and the top can be poured Concrete and profiled steel plates can be used as rebar, and can also be equipped with rebar if necessary. برای کارخانه های صنعتی تک طبقه ، معمولاً از جنس استیل H ، از اتصال جوش داده شده به عنوان پرتو و ستون استفاده می شود ، از صفحه فولادی سبک C یا شکل Z برای پورین استفاده می شود ، سیستم بام یا سیستم کف از ورق فولادی با رنگ فشرده استفاده می شود ، می توان ریخت و صفحات بتونی بتونی و پروفیل را می توان به عنوان میلگرد استفاده کرد و در صورت لزوم می تواند به میلگرد نیز مجهز شود. The wall enclosure can also be made of single-layer or sandwich-laminated steel plates, which can be filled with various insulation layers. محفظه دیواری همچنین می تواند از صفحات استیل تک لایه یا ساندویچ ساخته شده باشد که می توان با لایه های مختلف عایق پر کرد.
2. مزایای اصلی
(1) Short construction period: the biggest advantage of light steel structure is that all components can be spliced and installed on site by the factory. (1) دوره ساخت کوتاه: بزرگترین مزیت سازه فولاد سبک این است که می توان تمام کارخانه ها را توسط کارخانه تقسیم و نصب کرد. It takes only 45d to 2 months for a small industrial plant, and 8 to 12 if reinforced concrete is used. برای کارخانه کوچک صنعتی فقط 45 تا 2 ماه طول می کشد و در صورت استفاده از بتن مسلح 8 تا 12 ماه. About months. حدود ماهها
⑵Good comprehensive economic benefits: due to the short construction period, it can be put into use in advance to obtain investment benefits in advance; - مزایای جامع اقتصادی: به دلیل کوتاه بودن دوره ساخت و ساز ، می توانید از قبل برای به دست آوردن مزایای سرمایه گذاری از قبل استفاده کنید. more due to the use of brightly colored color profiled steel plates, which are beautiful and gorgeous, improving the dynamic sense of the surrounding environment; بیشتر به دلیل استفاده از صفحات استیل رنگی و برجسته ، که زیبا و زرق و برق هستند ، باعث بهبود حس پویا محیط اطراف می شوند. because the building itself has light weight In general, there is no need to make pile foundation, which can save investment; زیرا خود ساختمان دارای وزن سبک است به طور کلی نیازی به ساختن پایه شمع نیست که بتواند موجب صرفه جویی در سرمایه گذاری شود. due to the use of polystyrene foam sandwich board or veneer plus insulation cotton and other measures, the effect of heat preservation, heat insulation and chapter insulation is good. به دلیل استفاده از تخته ساندویچ فوم پلی استایرن یا روکش به علاوه پنبه عایق کاری و سایر اقدامات ، تأثیر حفظ حرارت ، عایق حرارتی و عایق فصل مناسب است. The color steel plate is made of galvanized as the substrate and silicone as the surface, processed by two-divided and two-baked, and the durability is also good. صفحه فولادی رنگی از سطح گالوانیزه به عنوان بستر و سیلیکون به عنوان سطح ساخته شده است ، که توسط دو قسمت و دو پخته شده پردازش می شود و دوام آن نیز مناسب است. According to the current market price in China, the cost of the light steel structure is already lower than that of the reinforced concrete structure. با توجه به قیمت فعلی بازار در چین ، هزینه ساختار فولاد سبک در حال حاضر پایین تر از ساختار بتونی مسلح است. The greater the span of the plant, the more obvious its advantages, which is also a major advantage on which it relies on competition. هرچه طول گیاه بیشتر باشد ، مزایای آن آشکارتر می شود ، که این نیز یک مزیت عمده بر آن است که به آن تکیه می کند.
(3) Good seismic performance: Because the steel structure is a flexible structure and light weight, it can effectively reduce the earthquake response and disaster impact, which is very conducive to earthquake resistance. (3) عملکرد لرزه ای خوب: از آنجا که سازه فولادی یک ساختار انعطاف پذیر و وزن سبک است ، می تواند به طور موثری پاسخ زلزله و تأثیرات در برابر بلایای را کاهش دهد ، که این امر بسیار مقاومت در برابر زلزله دارد. China is a country with many earthquake areas. چین کشوری است که مناطق زلزله زده زیادی دارد. Steel structures should be widely used in the construction of earthquake areas, which can greatly reduce earthquake disasters and casualties. از سازه های فلزی باید بطور گسترده در ساخت مناطق زلزله زده استفاده شود که می تواند بلایای زلزله و تلفات را تا حد زیادی کاهش دهد. The painful lessons of the Tangshan earthquake should be remembered. باید درسهای دردناک زلزله تنگشان را بیاد آورد. At present, Tianjin has officially launched light steel structure housing. در حال حاضر ، تیانجین رسماً مسکن سازه های سبک فولادی را راه اندازی کرده است.
برای تخریب و جابجایی مناسب است: در صورت عدم رضایت صاحب سایت از محل کارخانه یا تغییرات غیر منتظره در محیط خارجی ، کل ساختمان را می توان در مدت زمان کوتاهی با حداقل ضرر ویران کرد و همه این موارد در دسترس نیست ساختمانهای بتونی مسلح.
دقیقاً به دلیل مزایای زیادی که در ساختار فولاد سبک وجود دارد ، و با ظهور مداوم محصولات جدید جلوگیری از آتش سوزی و ضد خوردگی در سال های اخیر ، کاستی های مقاومت به خوردگی ضعیف سازه فولاد سبک بهتر حل شده است و این امر در صنعتی به دست می آید. گیاهان و تأسیسات عمرانی به طور گسترده استفاده می شود.
Steel structure is generally divided into ordinary steel structure and light steel structure, and there is no obvious boundary between them. ساختار فولادی به طور کلی به سازه فولادی معمولی و ساختار فولاد سبک تقسیم می شود و هیچ مرز مشخصی بین آنها وجود ندارد. The calculation rules are the same. قوانین محاسبه یکسان است. The so-called light steel structure is generally a type of structure with a small structural load, a small structural rod and a thin wall thickness. ساختار به اصطلاح فولاد سبک به طور کلی نوعی سازه با بار ساختاری کوچک ، میله سازه ای کوچک و ضخامت دیواره نازک است. The main load-bearing structure is generally a portal steel frame, roof frame and net frame. سازه بار اصلی به طور کلی یک قاب فولادی پرتال ، قاب سقف و قاب خالص است. Because the load acting on the light steel structure is small, the internal force generated by the structural effect is generally small, which makes the strength of the structure often not a problem. از آنجا که بار عمل شده بر روی ساختار فولاد سبک ، اندک است ، نیروی داخلی حاصل از اثر سازه به طور کلی کوچک است ، که باعث می شود استحکام سازه اغلب مشکلی نداشته باشد. However, due to the small cross-section of the member and the small cross-sectional inertia, the structural As the stiffness also decreases, the overall and local stability of the structure becomes the main problem that must be paid attention to in the design. اما با توجه به سطح مقطع کوچک عضو و عدم تحرک مقطع کوچک ، ساختار از آنجا که سفتی نیز کاهش می یابد ، پایداری کلی و محلی سازه به مشکل اصلی تبدیل می شود که باید در طراحی مورد توجه قرار گیرد. This is the characteristic of light steel structure. این ویژگی ساختار فولاد سبک است. Knowing this feature, we can take corresponding measures, such as adding support and bracing to meet the slenderness ratio requirements of the rod, and adding stiffeners to meet the local stability of the component. با دانستن این ویژگی می توان اقدامات مربوطه از جمله اضافه کردن پشتیبانی و مهاربندی را برای برآورده کردن الزامات نسبت باریک بودن میله و اضافه کردن سفت کننده ها برای برآوردن پایداری موضعی این مؤلفه انجام داد.
A. ویژگی های ساختار قاب پورتال
Let's talk about our common portal frame structure. بیایید در مورد ساختار قاب معمول پورتال ما صحبت کنیم. The structure of the portal frame light-weight house is generally composed of the main frame and the supporting system. ساختار خانه سبک وزن فریم پورتال به طور کلی از قاب اصلی و سیستم پشتیبانی تشکیل شده است. The main frame includes: 1) the main load-bearing member-the portal frame; قاب اصلی شامل موارد زیر است: 1) عضو اصلی بار- قاب پورتال. 2) the wall frame; 2) قاب دیوار؛ 3) the purlin, etc .; 3) پاولین و غیره؛ the supporting system includes: 1) Vertical support between rigid frame columns; سیستم پشتیبانی شامل موارد زیر است: 1) پشتیبانی عمودی بین ستونهای قاب سفت و سخت. 2) Horizontal support between rigid frame beams; 2) پشتیبانی افقی بین تیرهای قاب سفت و سخت؛ 3) Rigid tie bars and braces; 3) میله های کراوات سفت و محکم؛ 4) Corner bracing, etc .; 4) بند بند و غیره؛
همانطور که از ساختار فوق مشاهده می شود ، سیستم پشتیبانی بخش بزرگی را اشغال می کند ، که این نیز ویژگی ساختار فولاد سبک است.
The load acting on the portal frame house is generally: vertical load (structural weight, snow load, ash load), horizontal load (wind load, crane braking force), and seismic load (horizontal and vertical). میزان بار در خانه فریم پورتال به طور کلی است: بار عمودی (وزن سازه ، بار برف ، بار خاکستر) ، بار افقی (بار باد ، نیروی ترمز جرثقیل) و بار لرزه ای (افقی و عمودی). Due to the light weight of the light steel structure, the response to earthquakes is also relatively light, which is very beneficial for earthquake resistance. با توجه به وزن کم ساختار فولاد سبک ، پاسخ به زمین لرزه نیز نسبتاً سبک است که برای مقاومت در برابر زلزله بسیار مفید است.
ب - قضاوت كنيد كه آيا اين سازه براي سازه فولادي سبك مناسب است يا خير
Whether is light steel can be determined according to the size of the structure under load and the type of structure. اینکه آیا فولاد سبک با توجه به اندازه سازه تحت بار و نوع سازه قابل تعیین است. 1. Floor and roof structure system: if it is a reinforced concrete floor or roof slab, the light steel structure cannot be used when the load is large; 1- سیستم ساخت و ساز کف و سقف: اگر یک کف بتونی تقویت شده یا یک اسلب سقف باشد ، در صورت بزرگ بودن بار ، از ساختار فلزی سبک استفاده نمی شود. 2. Crane load: if there is a large tonnage crane, it does not meet the requirements of light steel structure; 2. بار جرثقیل: اگر جرثقیل بزرگی وجود دارد ، الزامات ساختار فولاد سبک را برآورده نمی کند. 3. Structural system: If the building is multi-story, or a relatively high single-story structure, it should not be designed according to light steel. 3- سیستم سازه ای: اگر ساختمان چند طبقه باشد ، یا یک ساختار تک طبقه نسبتاً زیاد است ، نباید طبق فولاد سبک طراحی شود.
ج. "مقررات داخلی چارچوب سفت و سخت داخلی تنظیمات فنی ساختار فولادی در خانه" CECS102: 2002 دامنه کاربرد
مناسب برای قاب پورتال جامد یک و یا چند دهانه ای ، دارای سقف سبک و دیواره بیرونی سبک ، جرثقیل بریج یا فقط جرثقیل پل کار متوسط و سبک با ظرفیت بلند کردن بیش از 20t یا سازه فولادی یک خانه یک طبقه با 3t جرثقیل معلق
D. نقش هر یک از اعضای قاب پورتال
Portal type rigid frame, the various loads on the building are mainly borne by it and transferred to the foundation. قاب سفت و سخت از نوع پورتال ، بارهای مختلفی که در ساختمان وجود دارد ، عمدتا توسط آن تحمل می شود و به پایه و اساس منتقل می شود. The connection between the rigid frame and the foundation has two forms: rigid connection and hinged connection. اتصال بین قاب سفت و فونداسیون به دو شکل وجود دارد: اتصال سفت و اتصال لولایی. Generally, hinged connection should be used. به طور کلی باید از اتصال لولایی استفاده شود. When the horizontal load is large, the house When the height is high or the rigidity is high, rigid connection can also be adopted. هنگامی که بار افقی بزرگ است ، خانه وقتی ارتفاع زیاد باشد یا استحکام زیاد باشد ، می توان اتصال سفت و سختی را نیز برقرار کرد. The rigid frame column and the inclined beam are rigidly connected. ستون قاب سفت و سخت و پرتوی شیب دار سفت و سخت به هم وصل شده اند. The characteristic of the rigid frame is that the rigidity in the plane is large and the rigidity out of the plane is very small, which determines that it can bear the load parallel to the plane of the rigid frame when the horizontal load is acting, but it can't help the load of the vertical rigid frame. مشخصه قاب سفت و سخت این است که سفتی در هواپیما بزرگ است و استحکام خارج از هواپیما بسیار اندک است ، که تعیین می کند که می تواند بار را به موازات صفحه فریم سفت و سخت هنگام تحمل بار افقی تحمل کند ، اما این می تواند بار قاب سفت و سخت عمودی کمک کند.
قاب دیواری به طور عمده وظیفه وزن دیوار و بار افقی (بار باد) را که بر روی دیوار کار می کند ، دارد و به طور غیر مستقیم آن را به ساختار اصلی منتقل می کند.
Purlins, bear the roof load, and pass it to the frame. پارلین ها ، بار سقف را تحمل می کنند ، و آن را به قاب منتقل می کنند. The purlins are also connected to each rigid frame by bolts, together with the wall frame beams and the rigid frame to form a spatial structure. همچنین پاولین ها به وسیله پیچ و مهره ها به همراه هر یک از تیرهای قاب دیواری و قاب سفت و سخت به هر قاب سفت و سخت متصل می شوند تا یک ساختار فضایی را تشکیل دهند.
Because the purlin and the wall frame beam are connected by bolts, the connection point is similar to the hinge, and because the slenderness ratio of the purlin and the wall frame beam is larger, under the action of parallel to the longitudinal load of the house, its transmission stiffness Limited, so it is necessary to set a certain number of rigid tie bars between the rigid frames of the roof. از آنجا که پرلین و تیر قاب دیواری به وسیله پیچ و مهره ها به هم متصل می شوند ، نقطه اتصال شبیه به لولا است و به دلیل اینکه نسبت صافی لاله و پرتوی دیواره دیافراگم بزرگتر است ، تحت عمل موازی با بار طولی خانه. سختی انتقال آن محدود است ، بنابراین لازم است تعداد مشخصی از میله های کراوات سفت و سخت را بین قاب های سفت و سخت سقف تنظیم کنید. We just said that the rigidity outside the plane of the rigid frame is very small, so we must set up the inter-column support between the rigid frame columns and the horizontal support between the rigid frame beams to form a structure with sufficient rigidity; ما فقط گفتیم که استحکام خارج از صفحه قاب سفت و سخت بسیار کمی است ، بنابراین باید بین ستون های قاب سفت و سخت و پشتیبان افقی بین تیرهای قاب سفت و سخت ، پایه ستونی را تنظیم کنیم.
از آنجا که استحکام خارج از هواپیما از پاکسین ها و قاب های دیواری اندک است ، بنابراین برای کاهش نسبت باریک بودن در این جهت ، لازم است بریس ها (افزایش پشتیبانی) تنظیم شود ؛
For rigid frame inclined beams, the upper flange is generally compressed, the lower flange is tensioned, and the upper chord is generally not unstable due to the purlin connection. در مورد تیرهای شیب دار با قاب سفت و سخت ، فلنج بالایی به طور کلی فشرده می شود ، فلنج پایین تنش یافته و وتر فوقانی به دلیل اتصال پورلین معمولاً ناپایدار نیست. However, when the roof wind load is applied, the lower flange of the inclined beam may change its sign. با این حال ، هنگامی که بار باد سقف اعمال می شود ، فلنج پایین پرتوهای شیب دار ممکن است نشانه آن را تغییر دهد. The pressure becomes unstable, so it is necessary to install the support. فشار ناپایدار می شود ، بنابراین لازم است که تکیه گاه نصب شود.
In addition, the portal frame and the foundation are connected by anchor bolts. علاوه بر این ، قاب پورتال و پایه توسط پیچ های لنگر متصل می شوند. When the shear force formed by the horizontal load is large, the bolts must bear these shear forces. وقتی نیروی برشی که توسط بار افقی ایجاد شده است بزرگ است ، پیچ ها باید این نیروهای برشی را تحمل کنند. We generally do not want the bolts to bear this part of the shear force. ما به طور کلی نمی خواهیم پیچ ها این قسمت از نیروی برشی را تحمل کنند. It does not consider its role, but sets the shear key between the column foot of the rigid frame and the foundation to bear this part of the shear force. نقش آن را در نظر نمی گیرد ، اما کلید برشی را بین پای ستون قاب سفت و پایه قرار می دهد تا این قسمت از نیروی برشی را تحمل کند.
