Стальная конструкция

Проектирование стали , или, более конкретно, проектирование стальных конструкций — это область проектирования конструкций, используемая для проектирования стальных конструкций. Эти структуры включают школы , дома , мосты , коммерческие центры , высотные здания , склады , самолеты , корабли и стадионы . Проектирование и использование стальных рам обычно используются при проектировании стальных конструкций. Более совершенные конструкции включают стальные пластины и оболочки .

В строительной инженерии конструкция представляет собой тело или комбинацию частей твердых тел в пространстве, которые образуют систему приспособленности для выдерживания нагрузок и моментов сопротивления . Влияние нагрузок и моментов на конструкции определяется посредством структурного анализа . Стальная конструкция состоит из структурных элементов, изготовленных из стали , обычно со стандартными профилями поперечного сечения и стандартами химического состава и механических свойств. Глубина стальных балок, используемых при строительстве мостов, обычно определяется максимальным моментом, а затем поперечное сечение проверяется на прочность на сдвиг вблизи опор и боковое скручивание (путем определения расстояния между поперечными элементами, соединяющими соседние балки). Стальные элементы колонны должны быть проверены на предмет предотвращения коробления после выполнения требований по осям и моментам.

В настоящее время существует два распространенных метода расчета стали: первый метод — это метод расчета допустимой прочности (ASD). Второй метод — это метод расчета коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD). Оба используют силовой или окончательный подход к дизайну уровней. ^[1]

Уравнения сочетания нагрузок

Допустимая прочность конструкции

Для ASD требуемая прочность Ra _{определяется} из следующих сочетаний нагрузок (по AISC SCM, 13 изд.) и: ^[2]

Д + Ф
Д + Ч + Ж + Л + Т
D + H + F + (L _r или S или R)
D + H + F + 0,75(L + T) + 0,75(L _r или S или R)
Д + Н + Ф ± (0,6 Вт или 0,7 Е)
D + H + F + (0,75W или 0,7E) + 0,75L + 0,75(L _r или S или R)
0,6Д + 0,6Вт
0,6D±0,7E

где:

D = собственная нагрузка,
D _i = вес льда,
E = сейсмическая нагрузка,
F = нагрузка от жидкостей с четко определенным давлением и максимальной высотой,
F _a = паводковая нагрузка,
H = нагрузка от бокового давления грунта, давления грунтовых вод или давления сыпучих материалов,
L = временная нагрузка в зависимости от занятости,
L _r = временная нагрузка на крышу,
S = снеговая нагрузка,
R = номинальная нагрузка от первоначальной дождевой воды или льда, без учета затопления,
T = самодеформирующаяся нагрузка,
W = ветровая нагрузка,
W _i = ветер на льду..

Существуют специальные положения для учета паводковых и атмосферных нагрузок, т.е. D _i и W _i.

Обратите внимание, что расчет допустимой прочности НЕ эквивалентен расчету допустимого напряжения, как это предусмотрено 9-м изданием AISC. При проектировании допустимой прочности по-прежнему используется подход к проектированию, основанный на силе или предельном уровне.

Расчет коэффициента нагрузки и сопротивления

Для LRFD требуемая прочность R _u определяется из следующих учтенных сочетаний нагрузок:

1,4(Д + Ж)
1,2(D + F + T) + 1,6(L + H) + 0,5(L _r или S или R)
1,2D + 1,6(L _r или S или R) + (L или 0,8 Вт)
1.2D + 1.0W + L + 0.5(L _r или S или R)
1,2Д±1,0Э+Л+0,2С+0,9Д+1,6В+1,6Ч
0,9D + 1,6 H ± (1,6 Вт или 1,0 E)

где буквы для нагрузок те же, что и для АСД.

Для учета ветра ASCE допускает «поправочный коэффициент положения», который превращает коэффициент действия ветра до 1,36:

1.2D+1.36W+....то же самое вышеили0,9Д – 1,36 Вт1.8(Д+Ф)<cr/>

Руководство по стальным конструкциям AISC

Американский институт стальных конструкций ( AISC ), Inc. публикует Руководство по стальным конструкциям (Руководство по стальным конструкциям, или SCM), которое в настоящее время находится в 16-м издании. Инженеры-строители используют это руководство при анализе и проектировании различных стальных конструкций. Некоторые главы книги таковы.

Размеры и свойства различных типов стальных профилей, доступных на рынке (W, S, C, WT, HSS и т. д.)
Общие соображения по проектированию
Проектирование изгибаемых элементов
Проектирование элементов сжатия
Конструкция натяжных элементов
Расчет элементов, подвергающихся комбинированному нагружению
Учет проектирования болтов
Рекомендации по проектированию сварных швов
Проектирование соединительных элементов
Расчет простых сдвиговых соединений
Расчет соединений с изгибающим моментом
Расчет полностью ограниченных моментных соединений (FR)
Проектирование связей связей и ферменных соединений
Проектирование несущих пластин балок, опорных плит колонн, анкерных стержней и стыков колонн
Проектирование соединений подвесок, пластин кронштейнов и соединений крановых рельсов
Общая номенклатура
Спецификация и комментарии к зданиям из стальных конструкций
Спецификация RCSC и комментарии к конструктивным соединениям с использованием высокопрочных болтов
Кодекс стандартной практики и комментарии к зданиям и мостам из стальных конструкций
Разные данные и математическая информация

Справочник CISC по стальным конструкциям

Канадский институт стальных конструкций издает «Справочник CISC по стальным конструкциям». CISC — национальная отраслевая организация, представляющая отрасли производства металлоконструкций, стальных балок с открытыми стенками и стальных пластин в Канаде. Оно служит той же цели, что и руководство AISC, но соответствует канадским стандартам.

См. также

Конструкционная сталь

Ссылки

^ Руководство по стальным конструкциям (13-е изд.). Американский институт стальных конструкций . 2006. ISBN 1-56424-055-Х .
^ https://shop.iccsafe.org/media/wysiwyg/material/9346S7-sample.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}

[1] Руководство по стальным конструкциям (13-е изд.). Американский институт стальных конструкций . 2006. ISBN 1-56424-055-Х .

[2] ttps://shop.iccsafe.org/media/wysiwyg/material/9346S7-sample.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}

[1]

[2]