Considerações centrais para o design e construção de sistemas de treliça de tubo circular
Como uma forma central de estruturas espaciais de longo espaço, os sistemas de treliça de tubo circular de truss redondos requerem uma abordagem equilibrada para a segurança estrutural, os requisitos funcionais e a viabilidade da engenharia durante o projeto e a construção. As principais considerações são descritas abaixo, divididas em duas fases principais: a fase de design e a fase de construção.
I. Fase de projeto: Princípios principais - "Segurança, Adaptabilidade, Economia"
O design serve como base de um sistema de treliça de tubo circular. A treliça de pano de fundo para cabines de fotos deve integrar de forma abrangente vários fatores, como cargas, materiais, articulações e forma espacial, para evitar riscos potenciais de segurança ou falhas funcionais causadas por supervisões do projeto.
1. Cálculo de carga e análise de força estrutural (prioridade superior)
As cargas são a base fundamental para o projeto estrutural. Eles devem cobrir completamente "cargas permanentes + cargas variáveis + cargas acidentais" para evitar omissões ou erros de cálculo:
Cargas permanentes: inclua o peso próprio da treliça (peso de tubos de aço circular e articulações), acabamentos no teto (por exemplo, impermeabilização e camadas de isolamento térmico), treliça de fundo para o design do estágio e o peso de tetos e equipamentos suspensos (por exemplo, lâmpadas e dutos de ar). Essas cargas devem ser calculadas com precisão com base nas especificações dos tubos circulares (diâmetro e espessura da parede) e densidade de aço.
Cargas variáveis:
Cargas vivas do telhado (por exemplo, peso do pessoal de manutenção), treliça de fundo ajustável normalmente avaliado em 0,5-1,0 kN/m² (valores específicos devem estar em conformidade com os códigos locais).
Cargas de vento: calculadas com base na pressão básica do vento da localização do edifício, altura da treliça e coeficiente de forma. Para estruturas longas de extensão, os coeficientes de vibração do vento devem ser considerados para evitar a ressonância.
Cargas de neve: em regiões frias, treliça de fundo para exposições calculadas de acordo com os valores padrão de profundidade de neve ou pressão da neve. Atenção especial do sistema de treliça de pano de fundo leve deve ser dada ao impacto da inclinação do telhado na distribuição da neve para impedir o acúmulo e a sobrecarga locais da neve.
Cargas acidentais:
Cargas sísmicas: nas zonas de fortificação sísmica, as ações sísmicas horizontais e verticais do sistema de truss de tubo redondo devem ser calculadas com base no nível de intensidade sísmica. As treliças de tubo circular são estruturas flexíveis, portanto o desempenho sísmico das articulações requer verificação focada.
Cargas de temperatura: As estruturas de extensão longa se expandem e se contraem devido a diferenças diurnas ou sazonais de temperatura. As juntas de expansão ou as juntas deslizantes devem ser instaladas para impedir que a quebra de membro causada pelo estresse da temperatura.
2. Seleção de material: requisitos de força correspondente e ambiente
Os principais materiais das treliças de tubo circular são tubos de aço e conectores articulares. A seleção deve equilibrar a força, a resistência à corrosão, a estrutura redonda da treliça de tubo e a economia:
Material do tubo de aço:
O aço de baixo carbono, como o Q235B (para cargas comuns) ou Q345b (para cenários de carga pesada e longa), é preferida devido à sua soldagem estável e propriedades mecânicas.
Em ambientes costeiros ou de alta corrosão, tubos de aço galvanizados ou tubos de aço inoxidável (por exemplo, 304 aço inoxidável) devem ser usados para impedir a corrosão de aço e prolongar a vida útil da estrutura.
Especificações do tubo de aço:
O diâmetro (geralmente φ50 - 300 mm) e a espessura da parede (geralmente 3-12 mm) são selecionados com base na força suportada pelos membros. O quadro de treliça redondo de tubo isso evita a "engenharia excessiva" (custos crescentes) ou "sub-engenharia" (capacidade insuficiente da carga de carga).
A uniformidade das especificações do tubo de aço dentro da mesma treliça deve ser garantida para reduzir a complexidade do processamento.
Materiais conjuntos:
As juntas são críticas para a transmissão de força em treliças.
Placas de aço (por exemplo, placas de aço Q345B grossas) cortadas em placas de reforço.
Juntas de aço fundido acabadas (adequadas para juntas complexas).
A força de resistência do material, o projeto da treliça de truss de articulações não deve ser menor que a dos tubos de aço para evitar a falha da junta antes da falha do membro.
3. Projeto conjunto: garantindo "transmissão de força confiável e estrutura racional"
As articulações são os elos fracos das treliças circulares do tubo. O projeto deve abordar "conexão do tubo de aço" e "transmissão de força eficaz". Os tipos de articulações comuns incluem juntas soldadas (mais amplamente utilizadas) e juntas parafusadas (para cenários destacáveis):
Juntas soldadas:
A qualidade da solda entre os tubos de aço e as placas de reforço deve ser garantida. A altura e o comprimento da solda devem ser determinados pelos cálculos de força (normalmente, a altura da solda não é inferior a 0,8 vezes a espessura da parede do tubo de aço).
Ao conectar tubos circulares a placas de reforço, "ranhuras" devem ser feitas nas extremidades dos tubos para garantir a penetração total da solda e evitar a "soldagem a frio" (o que causa rachaduras sob carga sob carga).
O contato direto entre os tubos de aço nas articulações deve ser evitado; Uma lacuna de 5 a 10 mm deve ser reservada para facilitar as operações de soldagem.
Juntas parafusadas:
Adequado para estruturas temporárias (por exemplo, quadros de estágio, cabines de exposição temporárias). Parafusos de alta resistência (por exemplo, grau 8.8 ou 10.9 parafusos de alta resistência do tipo atrito) devem ser usados. O número e o diâmetro dos parafusos são calculados com base na capacidade de cisalhamento e portador de tração.
Os orifícios dos parafusos nas placas de reforço devem ser posicionados com precisão para garantir apertados entre os tubos de aço e as placas de reforço, impedindo momentos de flexão adicionais nos parafusos.
Detalhes estruturais conjuntos:
A concentração de estresse nas articulações deve ser evitada. Por exemplo, as extremidades dos tubos de aço devem ser "arredondadas" e as bordas das placas de reforço devem ser chanfradas.
Quando vários tubos de aço se encontram em uma única junta, seus ângulos devem ser organizados racionalmente para garantir que a força de cada tubo seja transmitida diretamente à placa do reforço sem gerar forças adicionais.
4. Forma espacial e adaptabilidade de span
A forma de uma treliça de tubo circular deve ser projetada em conjunto com as funções de construção (por exemplo, inclinação do telhado, altura clara) e características de força estrutural:
Controle de Span:
A extensão econômica das treliças ordinárias do tubo de aço Q235B é de 15 a 30 m, enquanto as treliças de tubo de aço Q345b podem atingir 30 a 60 m.
Para vãos superiores a 60 m, deve-se adotar uma forma composta de "treliça + suporte" (por exemplo, suporte de coluna, suporte de teto) ou tubos de aço de maior especificação para evitar a deflexão excessiva de treliça (os códigos requerem a deflexão máxima de treliças para não exceder 1/250 do intervalo).
Inclinação do telhado:
A inclinação deve ser projetada com base nos requisitos de drenagem (normalmente não menos que 3%) para evitar o acúmulo de água no telhado (o que aumenta a carga).
O projeto da inclinação deve ser coordenado com o ângulo de membros de treliça para garantir a distribuição de força racional no acorde inferior (em tensão) e acorde superior (em compressão) e impedir que a "instabilidade do membro da compressão" (a taxa de esbelto dos membros da compressão geralmente não deve exceder 200).
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