Жаңалықтар - Болат құрылымы: заманауи инженериядағы негізгі құрылымдық жүйе

Қазіргі сәулет өнерінде, көлікте, өнеркәсіпте және энергетикада,болат құрылымМатериалдық және құрылымдық жағынан қос артықшылықтарымен инженерлік технологиядағы инновацияны қозғаушы негізгі күшке айналды. Негізгі жүк көтергіш материал ретінде болатты пайдалана отырып, ол индустрияландырылған өндіріс және модульдік орнату арқылы дәстүрлі құрылымдардың шектеулерін жеңіп, күрделі жобалардың кең ауқымы үшін тиімді шешімдер ұсынады.

Болат конструкцияларының артықшылықтары мен кемшіліктері - CHINA ROYAL STEEL

Болат конструкциясының анықтамасы және сипаты
Болат конструкциясы дегеніміз - жүк көтергіш құрылымдық жүйе, ол мыналардан тұрадыболат пластиналарболат бөліктері (H сәулелері, U арналары, бұрыштық болатжәне т.б.), және болат құбырлар, дәнекерлеу, жоғары беріктіктегі болттар немесе шегелер арқылы бекітіледі. Оның мәні - болаттың жоғары беріктігі мен төзімділігін пайдаланып, тік жүктемелерді (девег және жабдық салмағы) және көлденең жүктемелерді (жел және жер сілкінісі) ғимараттан немесе жобадан іргетасқа біркелкі тасымалдау, құрылымдық тұрақтылықты қамтамасыз ету. Бетон конструкцияларымен салыстырғанда, болат конструкцияларының негізгі артықшылығы олардың механикалық қасиеттерінде жатыр: олардың созылу беріктігі 345 МПа-дан асады, бұл кәдімгі бетонға қарағанда 10 еседен астам; және олардың тамаша пластикасы олардың жүктеме астында сынбай деформациялануына мүмкіндік береді, бұл құрылымдық қауіпсіздіктің қос кепілдігін береді. Бұл сипаттама оларды үлкен аралықта, биік және ауыр жүктеме жағдайларында алмастырылмайтын етеді.

Болат конструкциялардың негізгі түрлері

(I) Құрылымдық түрі бойынша жіктеу
Шлюз қаңқасының құрылымы: Бағандар мен арқалықтардан тұратын бұл құрылым тірек жүйесімен біріктірілген «шлюз» пішінді қаңқаны құрайды. Ол өнеркәсіптік зауыттарға, логистикалық қоймаларға, супермаркеттерге және басқа да құрылымдарға жарамды. Жалпы аралықтары 15-тен 30 метрге дейін, ал кейбіреулері 40 метрден асады. Компоненттерді зауыттарда алдын ала дайындауға болады, бұл оларды 15-30 күн ішінде орнатуға мүмкіндік береді. Мысалы, JD.com компаниясының Азиядағы №1 логистикалық парк қоймалары негізінен осы типтегі құрылымды пайдаланады.
Ферма құрылымы: Бұл құрылым үшбұрышты немесе трапеция тәрізді геометрияны қалыптастыру үшін түйіндермен байланысқан түзу шыбықтардан тұрады. Шыбықтар тек осьтік күштерге ұшырайды, болаттың беріктігін толық пайдаланады. Ферма құрылымдары стадион шатырларында және көпірлердің негізгі аралықтарында жиі қолданылады. Мысалы, Бейжің жұмысшылар стадионын жөндеу кезінде 120 метрлік бағансыз аралыққа қол жеткізу үшін ферма құрылымы қолданылды.
Рамалық құрылымдар: Қатты байланыстырылған арқалықтар мен бағандардан тұратын кеңістіктік жүйе икемді қабат жоспарларын ұсынады және көп қабатты кеңсе ғимараттары мен қонақ үйлер үшін негізгі таңдау болып табылады.
Тор құрылымдары: Көбінесе тұрақты үшбұрышты және шаршы түйіндерден тұратын бірнеше мүшеден тұратын кеңістіктік тор берік тұтастық пен жер сілкінісіне тамаша төзімділікті қамтамасыз етеді. Олар әуежай терминалдары мен конференция орталықтарында кеңінен қолданылады.

(II) Жүктеме сипаттамалары бойынша жіктеу
Иілгіш элементтер: Арқалықтармен ұсынылған бұл элементтер иілу моменттеріне төтеп береді, жоғарғы жағында қысу және төменгі жағында кернеу болады. Олар көбінесе H-тәрізді секцияларды немесе өнеркәсіптік зауыттардағы кран арқалықтары сияқты дәнекерленген қорап секцияларын пайдаланады және беріктік пен шаршауға төзімділік талаптарына сай болуы керек.
Осьтік жүктемелі элементтер: Бұл элементтер тек осьтік керілуге/сығуға, мысалы, ферма байлау шыбықтарына және торлы элементтерге ұшырайды. Байлау шыбықтары беріктікке арналған, ал қысу шыбықтары тұрақтылықты қажет етеді. Әдетте дөңгелек түтіктер немесе бұрыштық болат секциялар қолданылады. Эксцентрлік жүктемелі компоненттер: Олар осьтік күштерге де, рамалық бағандар сияқты иілу моменттеріне де ұшырайды. Арқалық ұштарындағы жүктеменің эксцентриситетіне байланысты күштер мен деформацияларды теңестіру үшін симметриялы көлденең қималар (мысалы, қорап бағандары) қажет.

Болат конструкциялардың негізгі артықшылықтары
(I) Тамаша механикалық қасиеттер
Болат конструкциялардың ең маңызды артықшылықтары - жоғары беріктік пен жеңіл салмақ. Белгілі бір аралықта болат арқалықтың өлі салмағы бетон арқалықтың салмағының тек 1/3-1/5 бөлігін құрайды. Мысалы, 30 метрлік аралықтағы болат ферманың салмағы шамамен 50 кг/м, ал бетон арқалықтың салмағы 200 кг/м-ден асады. Бұл іргетас шығындарын (20%-30%-ға) азайтып қана қоймай, сонымен қатар сейсмикалық әсерлерді азайтып, құрылымның сейсмикалық қауіпсіздігін жақсартады.
(II) Құрылыстың жоғары тиімділігі
Болат конструкцияларының компоненттерінің 90%-дан астамы зауыттарда миллиметрлік дәлдікпен алдын ала дайындалады. Орналастыру орнында тек көтеру және қосу жұмыстарын қажет етеді. Мысалы, 10 қабатты болат кеңсе ғимараты компоненттерді өндіруден бастап аяқтауға дейін небәрі 6-8 ай уақыт алады, бұл бетон конструкциясымен салыстырғанда құрылыс уақытын 40%-ға қысқартады. Мысалы, Шэньчжэньдегі алдын ала дайындалған болат тұрғын үй жобасы «әр жеті күн сайын бір қабат» құрылыс жылдамдығына қол жеткізді, бұл жұмыс орнында жұмыс күшін айтарлықтай азайтты.
(III) Жер сілкінісіне төзімділік және беріктік
Болаттың беріктігі болат конструкцияларының жер сілкінісі кезінде деформация арқылы энергияны таратуға мүмкіндік береді. Мысалы, 2008 жылғы Вэньчуань жер сілкінісі кезінде Чэндудегі болат конструкциялары зауыты тек шамалы деформацияға ұшырады және құлау қаупі болған жоқ. Сонымен қатар, коррозияға қарсы өңдеуден (мырыштау және жабу) кейін болаттың қызмет ету мерзімі 50-100 жыл болуы мүмкін, ал техникалық қызмет көрсету құны бетон конструкцияларына қарағанда әлдеқайда төмен.
(IV) Қоршаған ортаны қорғау және тұрақты даму
Болаттың қайта өңдеу деңгейі 90%-дан асады, бұл оны бұзғаннан кейін қайта балқытуға және өңдеуге мүмкіндік береді, бұл құрылыс қалдықтарының ластануын болдырмайды. Сонымен қатар, болат конструкциясы қалыптауды немесе техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді, бұл жерде ылғалды жұмыстарды минималды түрде қажет етеді және бетон конструкцияларымен салыстырғанда шаң шығарындыларын 60%-дан астамға азайтады, бұл жасыл құрылыс қағидаттарына сәйкес келеді. Мысалы, 2022 жылғы Бейжің қысқы Олимпиада ойындарына арналған Ice Cube алаңын бөлшектегеннен кейін кейбір компоненттер басқа жобаларда қайта пайдаланылды, бұл ресурстарды қайта өңдеуге қол жеткізуге мүмкіндік берді.

Болат конструкциялардың кеңінен қолданылуы
(I) Құрылыс
Қоғамдық ғимараттар: стадиондар, әуежайлар, конгресс және көрме орталықтары және т.б. үлкен кеңістіктер мен кең дизайнға қол жеткізу үшін болат конструкцияларды пайдаланады.
Тұрғын үйлер: Құрастырмалы болат құрылымды тұрғын үйлер барған сайын танымал болып келеді және жеке тұрғын үй талаптарына сай келеді.
Коммерциялық ғимараттар: күрделі жобалар мен тиімді құрылысқа қол жеткізу үшін болат конструкцияларды пайдаланатын аса биік кеңсе ғимараттары мен сауда орталықтары.
(II) Көлік
Көпір құрылысы: Теңіз арқылы өтетін көпірлер және теміржол көпірлері. Болат көпірлер үлкен аралықтарды ұсынады және қатты жел мен жер сілкінісіне төзімді.
Теміржол көлігі: метро станциясының шатырлары және жеңіл рельсті жол арқалықтары.
(III) Өнеркәсіптік
Өнеркәсіптік зауыттар: Ауыр машина жасау зауыттары және металлургиялық зауыттар. Болат конструкциялар ірі жабдықтардың жүктемелеріне төтеп бере алады және жабдықты кейінгі модификациялауды жеңілдетеді.
Қойма нысандары: суық тізбекті қоймалар және логистикалық орталықтар. Портал қаңқалы құрылымдар үлкен көлемді сақтау талаптарына сай келеді және тез салынып, тез пайдалануға беріледі.
(IV) Энергия
Энергетикалық нысандар: Жылу электр станциясының негізгі ғимараттары мен электр беру мұнаралары. Болат конструкциялар ауыр жүктемелер мен қатал сыртқы ортаға жарамды. New Energy: Жел турбинасының мұнаралары мен фотоэлектрлік монтаждау жүйелері тасымалдау мен орнатуды жеңілдететін жеңіл болат конструкциялармен жабдықталған, бұл таза энергияны дамытуды қолдайды.