1、Caractéristiques de la structure en acier

① La structure en acier est légère

② La fiabilité des travaux de structure en acier est élevée

③ L'acier a une bonne résistance aux vibrations (sismiques) et aux chocs

④ Le degré d'industrialisation de la fabrication de structures en acier est relativement élevé

⑤ Les structures en acier peuvent être assemblées avec précision et rapidité

⑥ Facile à réaliser une structure scellée

⑦ La structure en acier est facile à corroder

⑧ La structure en acier a une mauvaise résistance au feu

2. Les qualités d'acier couramment utilisées dans les structures en acier

① Acier de construction au carbone : Q195, Q215, Q235, etc.

② acier de construction faiblement allié à haute résistance

③ Acier de construction en carbone de haute qualité et acier de construction en alliage

④ acier à usage spécial

3. Principes de sélection des matériaux pour les structures en acier

Le principe de sélection des matériaux pour les structures en acier est de garantir la capacité portante de la structure porteuse et d'éviter une rupture fragile dans certaines conditions. Selon l'importance de la structure, les caractéristiques de charge, la forme structurelle, l'état de contrainte, la méthode de connexion, l'épaisseur de l'acier et l'environnement de travail et d'autres facteurs, prise en compte approfondie.

Les quatre types d'acier proposés dans le « Code de conception des structures en acier » GB50017-2003 sont des modèles « appropriés » à utiliser. Ils constituent le premier choix lorsque les conditions le permettent. L'utilisation d'autres types n'est pas interdite, à condition que l'acier utilisé réponde aux exigences du cahier des charges. .

4. Contenu technique principal de la structure métallique

Technologie des structures en acier de grande hauteur

Selon la hauteur du bâtiment et les exigences de conception, le cadre, le support de cadre, le cylindre et la structure de cadre géante sont adoptés respectivement, et ses composants peuvent être en acier, en béton armé rigide ou en béton tubulaire en acier. Les composants en acier sont légers et ont une bonne ductilité, et peuvent être en acier soudé ou en acier laminé, ce qui convient aux immeubles de très grande hauteur ; les composants rigides en béton armé ont une rigidité élevée et une bonne résistance au feu, et conviennent aux bâtiments de moyenne et grande hauteur ou aux structures inférieures ; Le béton des tuyaux en acier est facile à construire, pour les structures en colonnes uniquement.

Technologie de structure métallique spatiale

La structure en acier spatiale a un poids léger, une rigidité élevée, une belle apparence et une vitesse de construction rapide. Les grilles plates à rotule, les grilles multicouches à section variable et les coques réticulées avec des tuyaux en acier comme tiges sont les types structurels avec le plus grand nombre de structures en acier spatiales dans mon pays. Il présente les avantages d'une rigidité spatiale élevée et d'une faible consommation d'acier, et peut fournir une CAO complète conformément aux réglementations de conception, de construction et d'inspection. En plus de la structure en grille, la structure spatiale comprend également une structure de câble de suspension à longue portée et une structure câble-membrane.

Technologie des structures légères en acier

Accompagné d'une nouvelle forme structurelle composée de murs et de clôtures de toit en plaques d'acier de couleur claire. Poutres de mur en acier en forme de H à paroi mince de grande section et pannes de toit soudées ou laminées par des plaques d'acier de plus de 5 mm, un système de structure en acier léger composé de systèmes de support flexibles en acier rond et de connexions par boulons à haute résistance, la distance des colonnes peut être de 6 m à 9 m, et la portée peut atteindre 30 m ou plus, la hauteur peut atteindre plus de dix mètres et la consommation d'acier est de 20 à 30 kg/m2. Il existe désormais des procédures de conception standardisées et des entreprises de production spécialisées. La qualité du produit est bonne, la vitesse d'installation est rapide, le poids est léger, l'investissement est faible et la construction n'est pas limitée par les saisons. Il convient à diverses installations industrielles légères.

Technologie de structure composite en acier et béton

La structure porteuse de poutres et de colonnes composée de profilés en acier ou de gestion en acier et d'éléments en béton est une structure composite acier-béton et sa gamme d'applications s'est élargie ces dernières années. La structure composite présente les avantages de l'acier et du béton, et présente une résistance globale élevée, une bonne rigidité et de bonnes performances sismiques. Lorsque la structure en béton externalisée est utilisée, elle présente une meilleure résistance au feu et à la corrosion. Les éléments structurels composites peuvent généralement réduire la consommation d'acier de 15 à 20 %. Les planchers composites et les éléments en béton tubulaire en acier présentent également les avantages d'un coffrage réduit ou nul, d'une construction pratique et rapide et ont un grand potentiel de promotion. Il convient aux poutres de charpente, aux colonnes et aux planchers des immeubles à plusieurs étages ou de grande hauteur avec des charges importantes, aux colonnes et aux planchers des bâtiments industriels, etc.

Technologie de connexion et de soudage par boulons à haute résistance

Les boulons à haute résistance transmettent les contraintes par friction et se composent de trois parties : boulons, écrous et rondelles. La connexion par boulons à haute résistance présente les avantages d'une construction simple, d'un démontage flexible, d'une capacité portante élevée, d'une bonne résistance à la fatigue, de performances d'auto-verrouillage et d'une sécurité élevée. Il a remplacé le rivetage et le soudage partiel en ingénierie et est devenu la principale méthode de connexion dans la fabrication et l'installation de structures en acier. Pour les composants en acier fabriqués en atelier, le soudage automatique à l'arc immergé multifils doit être adopté pour les plaques épaisses, et le soudage sous laitier électrique et d'autres technologies doivent être adoptés pour les cloisons de colonnes en forme de boîte. Lors de l'installation et de la construction sur site, il convient d'utiliser une technologie de soudage semi-automatique, un fil fourré de soudage sous protection gazeuse et une technologie de fil fourré auto-blindé.

Technologie de protection des structures en acier

La protection des structures en acier comprend la protection incendie, la protection contre la corrosion et la rouille. Généralement, un traitement antirouille n'est pas requis après un traitement de revêtement résistant au feu, mais un traitement anticorrosion est toujours requis dans les bâtiments contenant des gaz corrosifs. Il existe de nombreux types de revêtements ignifuges domestiques, tels que la série TN, le MC-10, etc. Parmi eux, les revêtements ignifuges MC-10 comprennent la peinture émail alkyde, la peinture au caoutchouc chloré, la peinture au caoutchouc fluoré et la peinture chlorosulfonée. Pendant la construction, le revêtement et l'épaisseur de revêtement appropriés doivent être sélectionnés en fonction du type de structure en acier, des exigences de niveau de résistance au feu et des exigences environnementales.

5. Objectifs et mesures de la structure en acier

L'ingénierie des structures en acier implique un large éventail de domaines et est techniquement difficile, c'est pourquoi les normes nationales et industrielles doivent être respectées lors de leur promotion et de leur application. Les services administratifs locaux de la construction doivent prêter attention à la construction de structures en acier au stade professionnel, organiser la formation des équipes d'inspection de la qualité et résumer les pratiques de travail et les nouvelles applications technologiques en temps opportun. Les universités, les départements de conception et les entreprises de construction devraient accélérer la formation des techniciens en ingénierie des structures en acier et promouvoir la technologie mature de CAO des structures en acier. Les groupes universitaires de masse devraient coopérer au développement de la technologie des structures en acier, mener de nombreux échanges universitaires et activités de formation dans le pays et à l'étranger, et améliorer activement le niveau global de la conception, de la production, de la construction et de la technologie d'installation des structures en acier, et peuvent être incités à s'améliorer. dans le futur proche.

6. Méthode de connexion de la structure métallique

Il existe trois méthodes de connexion pour les structures en acier : la connexion par soudure , la connexion par boulons et la connexion par rivets .

Connexion soudée

La connexion du cordon de soudure est que la baguette de soudage et la construction soudée sont partiellement fondues par la chaleur générée par l'arc, puis condensées en une soudure après refroidissement, de sorte que la construction soudée soit reliée en une seule.

avantage​

Il n'affaiblit pas la section du composant, économise l'acier, présente une structure simple, est pratique à fabriquer, présente une rigidité de connexion élevée et présente de bonnes performances d'étanchéité. Il est facile d'adopter un fonctionnement automatique dans certaines conditions et l'efficacité de la production est élevée.

défaut

La zone affectée thermiquement formée par la température élevée de soudage de l'acier à proximité de la soudure peut être due au fait que certaines parties du matériau deviennent cassantes ; l'acier est soumis à des températures élevées et à un refroidissement inégalement répartis pendant le processus de soudage, ce qui amène la structure à produire des contraintes résiduelles de soudage et des déformations résiduelles, ce qui affecte la capacité portante de la structure. , la rigidité et les performances ont une certaine influence ; en raison de la rigidité élevée de la structure soudée, une fois qu'une fissure locale se produit, elle se propage facilement à l'ensemble, en particulier à basse température, elle est sujette à une rupture fragile ; la plasticité et la ténacité de la connexion soudée sont médiocres et peuvent se produire pendant le soudage. Les défauts réduisent la résistance à la fatigue.

Boulonné

La connexion par boulon consiste à connecter les pièces de connexion en une seule via les attaches telles que les boulons. Il existe deux types d'assemblages boulonnés : les assemblages boulonnés ordinaires et les assemblages boulonnés à haute résistance.

avantage

Le processus de construction est simple et l'installation est pratique. Il est particulièrement adapté à l’installation et au raccordement sur chantier, et il est également facile à démonter. Il convient aux structures qui doivent être assemblées et démontées et aux connexions temporaires.

défaut

Il est nécessaire d'ouvrir des trous sur les plaques et d'aligner les trous lors de l'assemblage, ce qui augmente la charge de travail de fabrication et nécessite une grande précision de fabrication ; les trous de boulons affaiblissent également la section transversale des composants, et les pièces connectées doivent souvent se chevaucher ou ajouter des plaques de connexion auxiliaires (ou de l'acier d'angle), de sorte que la structure est en acier plus complexe et plus chère.

Connexion par rivets

La connexion par rivet consiste à utiliser un rivet avec une tête de clou préfabriquée semi-circulaire à une extrémité, à insérer rapidement la tige de clou dans le trou de clou de la pièce de connexion après avoir brûlé le rouge, puis à utiliser un pistolet à riveter pour riveter l'autre extrémité dans une tête de clou pour rendre la connexion serrée. solide.

avantage

La force de rivetage est fiable, la plasticité et la ténacité sont bonnes, la qualité est facile à vérifier et à garantir, et elle peut être utilisée pour les structures de charge dynamique robustes et directement porteuses.

défaut

Le processus de rivetage est complexe, demande beaucoup de main-d'œuvre, est coûteux et demande beaucoup de main-d'œuvre, il a donc été essentiellement remplacé par le soudage et les connexions par boulons à haute résistance.

7、Connexion par soudage

Méthode de soudage

La méthode de soudage couramment utilisée pour les structures en acier est le soudage à l'arc, y compris le soudage à l'arc manuel, le soudage à l'arc automatique ou semi-automatique et le soudage sous protection gazeuse.

Le soudage manuel à l’arc est la méthode de soudage la plus couramment utilisée dans les structures en acier. Son équipement est simple et son fonctionnement est flexible et pratique. Cependant, les conditions de travail sont mauvaises, l'efficacité de la production est inférieure à celle du soudage automatique ou semi-automatique et la variabilité de la qualité des soudures est grande, ce qui dépend dans une certaine mesure du niveau technique du soudeur.

La qualité de soudure du soudage automatique est stable, les défauts internes de la soudure sont moindres, la plasticité est bonne et la résistance aux chocs est bonne, ce qui convient au soudage de longues soudures directes. Le soudage semi-automatique convient au soudage de courbes ou de soudures de toute forme grâce à une opération manuelle. Le soudage automatique et semi-automatique doit utiliser un fil de soudage et un flux adaptés au métal principal. Le fil de soudage doit être conforme aux dispositions de la norme nationale et le flux doit être déterminé en fonction des exigences du processus de soudage.

Le soudage sous protection gazeuse utilise un gaz inerte (ou co2) comme moyen de protection de l'arc pour isoler le métal en fusion de l'air afin de maintenir la stabilité du processus de soudage. Le chauffage à l'arc du soudage sous protection gazeuse est concentré, la vitesse de soudage est rapide et la profondeur de pénétration est grande, de sorte que la résistance de la soudure est supérieure à celle du soudage manuel. Il a une bonne plasticité et une bonne résistance à la corrosion et convient au soudage de plaques d'acier épaisses.

Forme de soudure

Selon la position mutuelle entre les composants connectés, la forme de connexion des cordons de soudure peut être divisée en quatre types : joint bout à bout, joint à recouvrement, joint en forme de T et joint d'angle. Il existe deux types de soudures de base utilisés pour ces connexions, les soudures bout à bout et les soudures d’angle. Dans des applications spécifiques, il doit être choisi en fonction de la force de connexion, combinée aux conditions de fabrication, d’installation et de soudage.

Construction soudée

① soudure bout à bout

La transmission de force de la soudure bout à bout est directe, douce et il n'y a pas de phénomène de concentration de contraintes significatif, les performances mécaniques sont donc bonnes et conviennent à la connexion de composants supportant des charges statiques et dynamiques. Cependant, en raison des exigences de qualité élevées des soudures bout à bout, les exigences relatives aux espaces de soudage entre les soudures sont relativement strictes et elles sont généralement utilisées dans les connexions fabriquées en usine.

② soudures d'angle

La forme des soudures d'angle : les soudures d'angle peuvent être divisées en soudures d'angle latérales parallèles à la direction de l'action de la force et en soudures d'angle avant perpendiculaires à la direction de l'action de la force et obliques à la direction de l'action de la force en fonction de leur direction de longueur et de la direction de l'extérieur. forcer l’action. soudures d'angle obliques et soudures périmétriques.

La forme de section transversale de la soudure d'angle est divisée en type ordinaire, type à pente plate et type à pénétration profonde. Le rapport entre la jambe de soudure et le bord de la section transversale ordinaire est de 1 : 1, ce qui est similaire à un triangle rectangle isocèle. La ligne de transmission de force se plie fortement, la concentration de contraintes est donc importante. Pour la structure supportant directement la charge dynamique, afin de rendre la transmission de force fluide, la soudure d'angle avant doit adopter le type à pente plate avec le rapport des deux côtés du congé 1: 1,5 (le côté long suit la direction de la force interne), et la soudure d'angle latérale doit adopter le rapport de formule de fusion profonde 1:1.

8. Connexion par boulon

La structure de la connexion boulonnée ordinaire

① Forme et spécifications des boulons ordinaires

La forme courante adoptée par la structure en acier est un type à grande tête hexagonale, et son nom de code est représenté par la lettre M et le diamètre nominal (mm). M18, M20, M22, M24 sont couramment utilisés en ingénierie. Selon les normes internationales, les boulons sont uniformément exprimés par la qualité de performance des boulons, telle que « qualité 4,6 », « qualité 8,8 », etc. Le nombre avant le point décimal indique la résistance à la traction minimale du matériau du boulon, par exemple « 4 » signifie 400 N/mm2, « 8 » signifie 800 N/mm2. Les nombres après la virgule (0,6, 0,8) indiquent le taux d'élasticité du matériau du boulon, c'est-à-dire le rapport entre la limite d'élasticité et la résistance à la traction minimale.

Selon la précision d'usinage des boulons, les boulons ordinaires sont divisés en trois qualités : A, B et C.

Les boulons de qualité A et B (boulons raffinés) sont fabriqués en acier de qualité 8.8, tournés par des machines-outils, avec une surface lisse et une taille précise, et équipés de trous de type I (c'est-à-dire que les trous de boulons sont percés ou élargis sur les composants assemblés), le la paroi du trou est lisse et précise au trou). En raison de sa haute précision de traitement, de son contact étroit avec la paroi du trou, de sa faible déformation de connexion et de ses bonnes performances mécaniques, il peut être utilisé pour des connexions qui résistent à un cisaillement et une tension importants. Cependant, la fabrication et l’installation demandent beaucoup de main d’œuvre et sont coûteuses, c’est pourquoi ils sont rarement utilisés dans les structures en acier.

Les boulons de niveau C (boulons grossiers) sont fabriqués en acier de qualité 4,6 ou 4,8, avec un traitement grossier et des dimensions imprécises. Seuls des trous de type II sont requis (c'est-à-dire que les trous de boulons sont percés sur une seule pièce à la fois ou percés sans gabarit de perçage. Généralement, le diamètre du boulon est plus petit que celui du boulon. Le diamètre de la tige est de 1 ~ 2 mm plus grand). Lors de la transmission de la force de cisaillement, la déformation de la connexion est importante, mais les performances de transmission de la force de tension sont toujours bonnes, aucun équipement spécial n'est requis pour le fonctionnement et le coût est faible. Il est souvent utilisé dans les assemblages boulonnés supportant des assemblages de traction et de cisaillement secondaire dans des structures supportant des charges statiques ou supportant indirectement des charges dynamiques.

② Dispositions des connexions boulonnées ordinaires

La disposition des boulons doit être simple, uniforme et compacte pour répondre aux exigences de force, et la structure doit être raisonnable et facile à installer. Il existe deux types de disposition, parallèle et décalée. Côte à côte est plus simple et décalé est plus compact.

Caractéristiques de contrainte des assemblages boulonnés ordinaires

1> Connexion par boulon de cisaillement

2> connexion par boulon de tension

3> connexion par boulon de cisaillement

Caractéristiques de contrainte des boulons à haute résistance

Selon les exigences de conception et de force, les assemblages boulonnés à haute résistance peuvent être divisés en type à friction et en type à pression. Lorsque la liaison par friction est soumise à un cisaillement, la force de cisaillement externe atteint la résistance de frottement maximale pouvant survenir entre les plaques comme état limite ; lorsque le glissement relatif se produit entre les plaques lorsque l'effort de cisaillement externe le dépasse, la connexion est considérée comme rompue et est détruite. Lorsque la connexion sous pression est cisaillée, la force de frottement peut être surmontée et le glissement relatif entre les plaques se produit, puis la force externe peut continuer à augmenter, et la défaillance finale du cisaillement de la vis ou de la pression du trou le mur apparaît comme l’état limite.

Entreprise Zhouxiang

Spécialisée dans la production de lignes de production d'acier léger et lourd pour poutres en H, de lignes de production de poutres en caisson, de lignes de production horizontales, de lignes automatiques de soudage et de redressage à double épissure, de toutes sortes de lignes d'assemblage automatisées personnalisées ; y compris machine de découpe plasma à flamme CNC, machine de découpe plate laser à fibre, machine de découpe de tuyaux laser, machine intégrée de tubes et de plaques, machine de soudage laser portative, machine d'assemblage de poutres en H, machine de soudage à l'arc submergé à portique, machine de redressage de poutres en H, tir grenailleuse, machine intégrée de soudage et de redressage d'assemblage de poutres en H, machine spéciale de soudage, machine auxiliaire, machine à rouler, machine à cintrer les profilés, diverses machines à souder, etc.

Fabriqué par Zhouxiang, qualité professionnelle, haute précision, haute vitesse.

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