Diseño de estructuras de celosía de tubos de acero de gran luz
En estructuras de acero de gran luz., cuanto más dispersos estén los puntos de apoyo de la estructura de acero, mayores son las limitaciones en el diseño plano y la combinación espacial; en cambio, Cuanto más concentrados estén los puntos de apoyo de la estructura de acero., cuanto mayor sea la flexibilidad. Este artículo analiza varios tipos de estructuras de acero de gran luz y explora sus sistemas estructurales para proporcionar conocimientos e inspiración a sus pares en el campo..
2. Principales formas estructurales de estructuras de acero de gran luz.
a. Estructura de concha de rejilla
Una estructura de rejilla de superficie curva se conoce como estructura de rejilla., que se puede dividir en rejillas de una o dos capas. Los materiales para las carcasas de rejilla incluyen carcasas de rejilla de acero., conchas de rejilla de madera, y conchas de rejilla de hormigón armado. Las formas estructurales principales incluyen conchas de rejilla esféricas., conchas de cuadrícula hiperbólica, conchas de rejilla cilíndricas, y conchas de rejilla paraboloide hiperbólica.
Las estructuras de rejilla combinan las características principales de los sistemas de varillas y las estructuras de carcasa delgada.. Las varillas son relativamente simples., y la distribución de fuerza es razonable. Tienen alta rigidez y capacidad de expansión., permitiendo ensamblar componentes pequeños en espacios grandes. Los pequeños componentes y nodos de conexión se pueden prefabricar en fábricas.. La instalación es conveniente y no requiere maquinaria grande., hacer que los indicadores económicos globales sean favorables. Las estructuras son versátiles en diseño., acomodar una variedad de planos arquitectónicos y formas espaciales según las necesidades creativas.
b. Estructura del marco espacial
Una estructura de marco espacial es una estructura espacial compuesta de múltiples varillas conectadas en nodos de acuerdo con un patrón geométrico determinado.. Cuando tales estructuras estén formadas con capas dobles o múltiples., se les conoce como marcos espaciales. Normalmente están hechos de tubos de acero o materiales de sección de acero., las formas principales incluyen:
- Estructuras espaciales compuestas por sistemas de celosías planas..
- Marcos espaciales compuestos por pirámides cuadrangulares..
- Marcos espaciales compuestos por pirámides triangulares..
- Marcos espaciales compuestos por pirámides hexagonales..
Las principales características de los marcos espaciales son el trabajo espacial., caminos simples de transmisión de fuerza, peso ligero, alta rigidez, buen comportamiento sísmico, y fácil construcción e instalación. Las varillas y nudos pueden estandarizarse y comercializarse., permitiendo la producción en masa en las fábricas, lo que mejora la eficiencia de la producción. El diseño plano de los marcos espaciales es flexible., y el techo plano es propicio para la instalación del techo y la configuración del equipo.. Además, Los marcos espaciales son estéticamente agradables., ligero, y elegante, haciéndolos adecuados para aplicaciones arquitectónicas y decorativas..
C. Estructura de la membrana
Estructuras de membrana, también conocido como estructuras de tela, son una nueva forma de estructura espacial de gran envergadura desarrollada a mediados del siglo XX.. Uso de tejidos flexibles de alto rendimiento, La membrana está sostenida por presión de aire interna., o mediante cables de acero flexibles o soportes rígidos, creando una membrana pretensada con cierta rigidez capaz de cubrir grandes espacios. Las principales formas estructurales incluyen estructuras de membrana sustentadas por aire., estructuras de membrana extensible, y estructuras de membrana soportadas por marcos.
Las principales características de las estructuras de membrana son el peso ligero., grandes luces, diversas formas arquitectónicas, construcción conveniente, buena economía, alta seguridad, buena transmisión de luz, y propiedades de autolimpieza. Sin embargo, su durabilidad es relativamente pobre.
d. Estructura atirantada
Las estructuras atirantadas utilizan cables de tracción como principales componentes portantes., dispuestos en patrones específicos. Las estructuras de tejados atirantados suelen consistir en un sistema de cables., sistema de techo, y sistema de apoyo. Las principales formas estructurales incluyen:
- Estructuras atirantadas monocapa unidireccionales.
- Estructuras atirantadas radiales monocapa.
- Estructuras atirantadas monocapa bidireccionales.
- Estructuras atirantadas pretensadas de doble capa unidireccionales.
- Estructuras atirantadas pretensadas radiales.
- Estructuras atirantadas pretensadas bidireccionales de doble capa.
- Estructuras de red de cables pretensados.
Las características de fuerza de las estructuras atirantadas implican resistir cargas externas a través de la tensión axial de los cables., sin producir momentos de flexión ni fuerzas cortantes. Esto aprovecha al máximo la resistencia del acero.. Las estructuras atirantadas tienen formas versátiles., arreglo flexible, y adaptable a diversos diseños arquitectónicos. Debido al peso ligero de los cables de acero, la estructura del techo es relativamente ligera, y la instalación no requiere grandes equipos de elevación. Sin embargo, El análisis y la teoría del diseño de estructuras atirantadas es más complejo en comparación con las estructuras convencionales., limitando su aplicación generalizada.
mi. Estructura de carcasa delgada
Las estructuras de concha en ingeniería arquitectónica son a menudo estructuras de concha delgadas. (técnicamente definidos como proyectiles con t/R ≤ 1/20). Las estructuras de capas delgadas se pueden clasificar según la formación de su superficie en capas rotacionales y capas traslacionales., y por materiales de construcción en finas láminas de hormigón armado, cáscaras delgadas de ladrillo, conchas delgadas de acero, y carcasas finas de material compuesto.
Las estructuras de carcasa tienen un excelente rendimiento de carga., Capaz de soportar cargas sustanciales con espesores de carcasa muy delgados.. La resistencia y rigidez de las estructuras de concha se derivan principalmente de su forma geométrica., que reemplaza las fuerzas internas de flexión con compresión directa, aprovechando así plenamente el potencial del material. Como tal, Las estructuras de concha son una forma estructural altamente económica y racional con alta resistencia., alta rigidez, y eficiencia de materiales.
El uso de pilotes tubulares en la construcción de cimientos ha sido una opción popular durante muchos años.. Los pilotes tubulares se utilizan para transferir la carga de una estructura a un lugar más profundo., capa más estable de suelo o roca.
Beneficios de las armaduras de tuberías El uso de armaduras de tuberías en la construcción ofrece varias ventajas notables: Resistencia y capacidad de carga: Las armaduras de tuberías son reconocidas por su alta relación resistencia-peso.. Los tubos interconectados distribuyen las cargas uniformemente., dando como resultado una estructura robusta y confiable. Esto permite la construcción de grandes luces sin la necesidad de excesivas columnas o vigas de soporte..
El estándar para tuberías sin costura para el transporte de fluidos depende del país o región en el que se encuentre., así como la aplicación específica. Sin embargo, Algunas normas internacionales ampliamente utilizadas para tuberías sin costura para el transporte de fluidos son: ASTM A106: Esta es una especificación estándar para tubos de acero al carbono sin costura para servicio de alta temperatura en los Estados Unidos.. Se utiliza comúnmente en plantas de energía., refinerías, y otras aplicaciones industriales donde están presentes altas temperaturas y presiones. Cubre tuberías en grados A., B, y C, con propiedades mecánicas variables según el grado. API 5L: Esta es una especificación estándar para tuberías utilizadas en la industria del petróleo y el gas.. Cubre tubos de acero soldados y sin costura para sistemas de transporte por tuberías., incluyendo tuberías para transportar gas, agua, y aceite. Las tuberías API 5L están disponibles en varios grados., como X42, X52, X60, y X65, dependiendo de las propiedades del material y los requisitos de aplicación. ASTM A53: Esta es una especificación estándar para tubos de acero galvanizados en caliente y negros sin costura y soldados utilizados en diversas industrias., incluidas aplicaciones de transporte de fluidos. Cubre tuberías en dos grados., A y B, con diferentes propiedades mecánicas y usos previstos. DE 2448 / EN 10216: Estas son las normas europeas para tubos de acero sin costura utilizados en aplicaciones de transporte de fluidos., incluyendo agua, gas, y otros fluidos. Leer más
Las tuberías sin costura para el transporte de fluidos están diseñadas para resistir varios tipos de corrosión según el material utilizado y la aplicación específica.. Algunos de los tipos más comunes de corrosión que estas tuberías están diseñadas para resistir incluyen: Corrosión uniforme: Este es el tipo de corrosión más común., donde toda la superficie de la tubería se corroe uniformemente. Para resistir este tipo de corrosión, Las tuberías suelen estar hechas de materiales resistentes a la corrosión., como acero inoxidable o revestidos con revestimientos protectores. Corrosión galvánica: Esto ocurre cuando dos metales diferentes están en contacto entre sí en presencia de un electrolito., lo que lleva a la corrosión del metal más activo. Para prevenir la corrosión galvánica, Las tuberías pueden estar hechas de metales similares., o pueden aislarse entre sí mediante materiales o revestimientos aislantes. Corrosión por picadura: Las picaduras son una forma localizada de corrosión que ocurre cuando áreas pequeñas en la superficie de la tubería se vuelven más susceptibles al ataque., conduciendo a la formación de pequeños hoyos. Este tipo de corrosión se puede prevenir utilizando materiales con alta resistencia a las picaduras., como aleaciones de acero inoxidable con molibdeno añadido, o aplicando recubrimientos protectores. Corrosión por grietas: La corrosión por grietas ocurre en espacios estrechos o espacios entre dos superficies., semejante Leer más
Cribas de alambre tipo cuña, también conocido como pantallas de alambre de perfil, Se utilizan comúnmente en diversas industrias por sus capacidades de detección superiores.. Están construidos con alambre de forma triangular.,
2 7/8En J55 K55, la tubería de revestimiento de pozo perforado es uno de los principales productos de acero que fabricamos., se pueden usar para agua, aceite, campos de perforación de pozos de gas. Los espesores se pueden suministrar desde 5,51 a 11,18 mm según la profundidad del pozo del cliente y las propiedades mecánicas requeridas.. Normalmente están provistos de conexión roscada., como NUE o EUE, que será más fácil de instalar en el sitio. La longitud de los tubos de revestimiento perforados de 3 a 12 m está disponible para las diferentes alturas de las plataformas de perforación del cliente.. El diámetro del orificio y el área abierta en la superficie también se personalizan. Los diámetros de agujero más populares son 9 mm., 12milímetros, 15milímetros, 16milímetros, 19milímetros, etc..
