Notă importantă a expertului: Acesta este un text educațional de arhivă, nu o specificație actuală de proiectare, un calcul static, o dovadă a capacității de încărcare sau instrucțiuni de fabricație și asamblare. Proiectarea halelor, domurilor, scheletelor, coloanelor înalte, turnurilor, structurilor de mine și conducte necesită un proiectant autorizat, fundații geotehnice și alte fundații autorizate, efecte reale, stabilitate, oboseală, verificări la incendiu și coroziune, precum și reglementări și standarde valabile.
Proiectarea și construcția structurilor de oțel nu face parte din oferta publică actuală a Savo Kusić. Producția de astăzi constă în ferestre din lemn, ferestre din lemn-aluminiu și uși personalizate.
hale industriale
1. Domuri. Există cupole în care toate tijele se află pe suprafața domului, care formează sisteme spațiale, în timp ce în altele, cupolele sunt formate prin aranjarea radială a legăturilor individuale. Domurile care sunt grile spațiale pot avea următoarele forme:
- cupolele lui Schwedler, unde nervurile sunt radiale și conectate între ele prin grinzi orizontale (fig. 1)
- Domuri de plasă, a căror suprafață este formată dintr-o rețea de triunghiuri, fără nervuri radiale, dar cu benzi cuprinzătoare de același număr de unghiuri (fig.2). Dacă o astfel de cupolă se bazează pe un poligon regulat cu un număr par de laturi, sistemul este instabil și inutilizabil fără o stabilizare specială.
- Domurile Zimmerman, unde există, asemănător cu domurile Schwedler și cu plasă, inele orizontale, dar numărul de unghiuri de pe inele scade treptat odată cu creșterea înălțimii inelelor. Avantajul domurilor Zimmerman în comparație cu domurile Schwedler și cupolele cu plasă este că doar forțele verticale apar la colțurile părții inferioare, în timp ce forțele orizontale de la vânt sunt primite de mijlocul pereților în direcția longitudinală (fig. 3).
- Domurile slick sau cu placă, în care, la fel ca în domurile cu plasă, toate suprafețele individuale sunt triunghiulare, în timp ce metoda de sprijin este similară cupolelor lui Zimmerman (fig.4).
- Acoperișuri de cort, unde nervurile sunt rectilinii (fig.5).
Fig. 1, 2, 3, respectiv 4
Sl.5
2. Săli de sport. Construcția sălilor de sport este determinată de forma arenei și de amenajarea scaunelor. Sunt evitați stâlpii, astfel încât observatorii să aibă o vedere clară asupra întregului interior.
3. Săli de expoziție. In cazul salilor de expozitie se foloseste o baza dreptunghiulara, pentru a face aranjarea elementelor de fixare cat mai simpla. Uneori sunt prevăzute și coloane interioare, dar există o mai mare libertate în distribuția spațiului dacă nu există coloane în hol.
4. Săli de atelier. Proiectul unei structuri de oțel pentru o hală de atelier este realizat prin cooperarea unui expert în exploatare, a unui proiectant de macara și a unui proiectant de structură de oțel. Specialistul de antrenare determină dimensiunile bazei și distanța dintre stâlpi în funcție de dispunerea mașinilor și de planul de lucru. De asemenea, determină umplerea pereților, învelișul acoperișului precum și metodele de fundare, conform avizului experților în construcții. Proiectantul macaralei determină greutățile proprii ale cărucioarelor și macaralelor, distanțele dintre roți și presiunile cele mai nefavorabile pe roți. Pe baza datelor expertului în exploatare și proiectantului macaralei, proiectantul structurii de oțel stabilește structura de susținere a halei. Suporturile macaralei trebuie să fie cât mai rigide și, dacă este necesar, proiectate cu o surplosă, astfel încât atunci când trece o macara puternic încărcată, șina macaralei să aibă o poziție orizontală, și în acest fel să se poată alege un motor de macara relativ mic.
5, Săli în formă de ferăstrău. Halele în formă de ferăstrău sunt în general construite atunci când este necesară o iluminare uniformă și trebuie evitată pătrunderea directă a razelor solare în interiorul halei. Acest lucru este deosebit de important în halele de producție și depozite ale industriei textile. Acoperișurile tăiate au suprafețe vitrate goale60pe cale de a90o, în timp ce panta suprafeței masive se ridică la30o. Suprafata vitrata este asezata pe partea in care nu este soare, adica spre nord. La proiectarea acoperișurilor tăiate, ar trebui să se țină cont de o serie întreagă de probleme, a căror soluție este opinia autoritară a investitorului, și anume: acoperișul poate fi realizat din panouri prefabricate ușoare sau țigle pe o bază de lemn, elementele de fixare cu ferăstrău pot fi zăbrele (fig.6), cadre cu trei îmbinări (fig.7), sau cadre pe două îmbinări cu tensiune (fig8). Soluția de zăbrele are cea mai mică greutate, dar au dezavantajul că zăbrelele se lipesc, de ex. în industria textilă, rețin scame de lână. Dacă se urmărește să existe cât mai puține stâlpi în interiorul clădirii, se poate aplica o soluție cu grile de deschidere mare în ambele planuri de acoperiș, care se sprijină reciproc și se sprijină la capete pe suporturi de grilă.
Fig. 6
Sl.7
Sl. 8
Construcții pentru cârmă
Construcțiile de deasupra rampei poartă macarale rotative suspendate. Sunt utilizate pentru asamblarea grosieră a navelor pentru traficul maritim și fluvial. Macaralele rotative înalte și macaralele pe cablu concurează cu aceste construcții. În fig.9este prezentată construcția trenului de aterizare al companiei Nordseewerke Emden. Greutate3000t, construit1912.
Sl.9
Construcții cu schelete din oțel
O structură schelet din oțel este o structură cu mai multe etaje, ale cărei coloane, suporturi și grinzi din oțel transferă în sine în fundații sarcina din greutatea proprie a altor materiale, precum și sarcinile utile. Pereții exteriori și interiori servesc doar la închiderea spațiului. Pe lângă greutatea proprie și sarcina utilă, scheletul de oțel primește și presiunea vântului asupra clădirii, în direcțiile longitudinale și transversale.
Construcțiile scheletice au în general o astfel de formă încât stâlpii și grinzile formează cadre transversale. Aceste cadre au aproximativ aceeași distanță între ele pe direcția longitudinală a clădirii și sunt conectate prin suporturi longitudinale. Ramele pot avea doi sau trei stâlpi. Legăturile substructurii la stâlpi pot fi rigide sau articulate.
Pentru rigidizarea longitudinală a clădirii, se pun cuplaje verticale în câmpuri fără ferestre (fig.10), sau toate suporturile pereților exteriori sunt legate rigid de stâlpi astfel încât să se creeze o construcție de cadru cu numeroase noduri (fig.11).
Fig. 10
Sl.11
Alegerea materialelor pentru tavane, pereți interiori și exteriori este de o importanță decisivă pentru economia și oportunitatea soluției. Acele materiale trebuie să aibă efect de izolare termică și fonică, trebuie să fie ușoare și rezistente la influențele atmosferice, trebuie să protejeze pereții de oțel de foc, rugină și condens. Plafoanele sunt realizate din beton cu armătură obișnuită sau încrucișată sau din piese prefabricate din beton.
Posibilitatea de aplicare a construcțiilor schelet din oțel este foarte diversă. Sunt utilizate în construcția de clădiri înalte și comerciale, hoteluri și multe fabrici industriale și au multe avantaje în comparație cu alte metode de construcție. Rezistența ridicată a oțelului duce la dimensiuni relativ mici ale elementelor de susținere. Deoarece pereții de aici nu participă la transportul încărcăturii, ei pot avea o grosime egală pe toate etajele. Timpul necesar pentru construcția scheletului de oțel este scurt, asamblarea se poate face în orice vreme. Modificările aduse structurii pot fi implementate cu ușurință în timpul asamblarii și chiar și după preluarea clădirii, fără a pune în pericol siguranța clădirii. Taparea terenului poate fi egalată cu ușurință prin ridicarea stâlpilor fără a întrerupe funcționarea clădirii în sine.
În astfel de construcții se folosesc materiale ușoare pentru tavane și pereți, iar structura de susținere în sine este de asemenea ușoară, astfel încât greutatea proprie totală a clădirii este relativ mică. Drept urmare, costul finanțării este scăzut. Ele pot fi demontate cu ușurință, prin care piesele individuale din oțel pot fi reutilizate parțial.
Stâlpi înalți și turnuri
Coloanele și turnurile înalte sunt structuri înalte și zvelte, relativ puțin încărcate, pentru care oțelul este un material deosebit de potrivit.
1. Stalpi de iluminat. Pentru iluminarea uniformă a celor mai mari zone posibile, în special în zona instalațiilor feroviare și a minelor, se ridică coloane de înălțime 25 până la 40m. În vârf se află o platformă pe care sunt amplasate instalațiile de iluminat. Pentru a permite repararea acelor instalatii sunt prevazute cadre de catarare (fig. 12), curele de colt, diagonalele si orizontale sunt realizate din unghiuri. Calculul se face ca la structurile din industria constructiilor.
Fig. 12
2. Stâlpi pentru rețeaua de tramvai. Având în vedere modul de tensionare a cablului de susținere, este necesară o rezistență egală la încovoiere în raport cu toate axele orizontale. În funcție de înălțime, grosimea tablei variază de la 8 la 10 mm.
3. Stâlpi pentru rețeaua feroviară electrică. Acestea variază în înălțime de la 8 la 16 m. Înălțimea depinde de deschidere, și deci de săgeata frânghiei de susținere, care se poate așeza vertical sau oblic față de conductor (fig. 12). Secțiunea, care este dreptunghiulară în partea de jos și pătrată în partea de sus, ar trebui să fie cât mai mică posibil. Este util să legați diagonalele de la colțuri direct de curele, fără foi înnodate. Fiecare centură de colț are o placă de rezemare la capătul inferior, iar întreaga coloană se sprijină pe o fundație comună pentru toate cele patru curele. Coloana este atașată la fundație cu șuruburi de ancorare din beton.
4. Stâlpi de linie electrică. În cazul liniilor importante de transport de înaltă tensiune, stâlpii sunt fabricați aproape exclusiv din oțel. Înălțimea acestora depinde de deschiderea liberă, de dispunerea consolelor, materiale și tensiuni admise, conductoare și cablu de protecție pe stâlp, precum și de condițiile de sarcină. Numărul de sisteme de curent alternativ care sunt transmise prin poli are de asemenea influență. În funcție de scop, se disting următoarele tipuri de stâlpi: stâlpi de rezemare pentru transportul conductoarelor în direcție (fig.13), stâlpi de colț cu puncte de întrerupere a traseului pentru primirea componentelor conductoare orizontale, stâlpi de tensionare (fig.13), poli de conectare sau împărțiți utilizați pentru conectare sau împărțirea conductorilor în diferite direcții.
Fig. 13
Coloana are aproape întotdeauna o secțiune pătrată și este formată din mai multe părți în înălțime. Centurile și diagonalele sunt realizate din unghiuri. Pentru a crește rezistența la flambaj, curelele sunt umplute parțial cu beton după asamblare. Legarea diagonalelor și curelelor se realizează, dacă este posibil din punct de vedere structural, fără foi nodale. Coloanele mai mici, în special coloanele portante, sunt ancorate de traverse de lemn care sunt îngropate3 m. Stâlpii înalți sunt plasați exclusiv pe o fundație de bloc de beton.
Mine
Pentru instalațiile miniere de suprafață se aplică termeni profesionali, dintre care cei mai importanți sunt explicați în fig. 14. Partea principală a turnului de export al minei este turnul de ghidare. Înălțimea turnului depinde de înălțimea platformei de intrare deasupra câmpului, de lungimea coșului, de lungimea pasajului, de înălțimea barei de protecție și de înălțimea căderii dintre bara de protecție și mânere.
Fig. 14.1.
Fig. 14.2.
De-a lungul anilor, s-au dezvoltat anumite forme de turnuri de export, în funcție de poziția mașinii de antrenare față de turn. Dacă în timpul conducerii simple, adică atunci când există un coș care urcă și unul care coboară, coșurile atârnă unul lângă celălalt, văzute din partea laterală a mașinii de antrenare, atunci ambele role pot sta una lângă cealaltă pe aceeași platformă, iar apoi turnul este cu un singur etaj. În fig. 15 arată o soluție cu patru role una lângă alta.
Fig. 15
Dacă coșurile atârnă unul în spatele celuilalt, rolele trebuie să se afle unul deasupra celuilalt, astfel încât să fie un turn cu două etaje (fig. 16). Și cu turnul dublu, când patru coșuri stau unul lângă altul. privite de la mașina de antrenare, toate cele patru role pot sta una lângă alta pe un turn cu un singur etaj (fig. 15).
Dacă, totuși, privind dinspre mașină, sunt așezate patru coșuri unul în spatele celuilalt, o mașină trebuie așezată pe părțile opuse ale turnului, iar turnul se rezolvă ca o construcție cu două etaje cu o parte inferioară desfăcută (fig. 17). Numai atunci când nu există suficient spațiu în apropierea arborelui pentru a plasa carcasa mașinii lângă turn, mașina de antrenare este plasată pe turn propriu-zis.
Pe lângă turnurile de export, instalațiile de suprafață ale minei pot include hale cu puțuri și săli de spălătorie în care se prelucrează cărbunele. Proiectarea acestor instalații necesită cooperarea proiectantului structurii de oțel cu compania care furnizează echipamentele. În principiu, aceste obiecte nu diferă de alte structuri din oțel, cu excepția faptului că necesită o adaptare constantă a structurii la echipamentul mecanic. La o hală de atelier, de exemplu, se poate considera că toate cadrele sunt egale, ceea ce, totuși, este rar într-o hală de mine sau într-o spălătorie.
Fig. 16
Fig. 17
Construcții de țevi
Conducta este cea mai favorabilă secțiune transversală pentru o tijă presată, care este susținută în mod egal în toate direcțiile. În plus, cea mai mică grosime a peretelui poate fi obținută cu țevi. În toate celelalte secțiuni, această grosime este mai limitată de instabilitatea locală decât în cazul unui tub cilindric. Conductele sunt deosebit de insensibile la riscul de răsucire, ceea ce nu este cazul altor secțiuni ale structurilor din oțel. Pe lângă aceste avantaje statice ale țevilor, dezavantajul lor este o formă nefavorabilă pentru primirea momentelor de încovoiere, precum și conectarea dificilă a țevilor mai groase în unghi.
Țevile pot fi realizate fie din foi îndoite cu o cusătură longitudinală sudată, fie ca role fără sudură. In ambele cazuri, pretul conductei este mai mare decat pretul profilului, avand in vedere dificultatile de fabricatie. Din aceste motive, construcțiile de țevi sunt competitive doar cu o reducere corespunzătoare a greutății materialului. Conductele sunt folosite în special ca stâlpi ai clădirilor, dacă sunt încărcate numai cu forțe normale. Conductele sunt folosite și pentru stâlpii pasajelor subterane și structurilor subterane. Acum sunt adesea folosite pentru a face schele. Pentru a preveni coroziunea internă, toate fitingurile și conexiunile, precum și țevile de capăt, trebuie să fie complet etanșate.
Notă de aplicare: Exemplele istorice, dimensiunile, tipologiile și afirmațiile privind economia sau comoditatea sistemului nu trebuie utilizate ca înlocuitori pentru standardele actuale, condițiile de șantier, caracteristicile tehnice ale materialelor și echipamentelor sau verificării de către experti a construcției specifice.