Conception de structures en treillis de tuyaux en acier de grande portée
Dans les structures en acier de grande portée, plus les points d'appui de la structure en acier sont dispersés, plus les contraintes sur la disposition planaire et la combinaison spatiale sont grandes; inversement, plus les points d'appui de la structure en acier sont concentrés, plus la flexibilité est grande. Cet article analyse différents types de structures en acier de grande portée et explore leurs systèmes structurels pour fournir des informations et une inspiration aux pairs du domaine..
2. Principales formes structurelles des structures en acier de grande portée
un. Structure de coque de grille
Une structure de grille à surface incurvée est connue sous le nom de structure de coque de grille., qui peut être divisé en coques de grille monocouche et double couche. Les matériaux pour les coques en grille comprennent les coques en grille en acier, coquilles de grille en bois, et coques grillagées en béton armé. Les principales formes structurelles comprennent des coques à grille sphérique, coques de grille hyperbolique, coques à grille cylindrique, et coques de grille paraboloïde hyperbolique.
Les structures à coque en grille combinent les principales caractéristiques des systèmes à tiges et des structures à coque mince. Les tiges sont relativement simples, et la répartition de la force est raisonnable. Ils ont une rigidité et une capacité de couverture élevées, permettant d'assembler de petits composants dans de grands espaces. Les petits composants et noeuds de connexion peuvent être préfabriqués en usine. L'installation est pratique et ne nécessite pas de grosses machines, rendant les indicateurs économiques globaux favorables. Les structures sont de conception polyvalente, s'adapter à une variété de plans architecturaux et de formes spatiales en fonction des besoins créatifs.
b. Structure du cadre spatial
Une structure à ossature spatiale est une structure spatiale composée de plusieurs tiges reliées aux nœuds selon un certain motif géométrique.. Lorsque de telles structures sont formées de couches doubles ou multiples, ils sont appelés cadres spatiaux. Généralement constitué de tuyaux en acier ou de matériaux profilés en acier, les principales formes comprennent:
- Cadres spatiaux composés de systèmes de fermes planaires.
- Cadres spatiaux composés de pyramides quadrangulaires.
- Cadres spatiaux composés de pyramides triangulaires.
- Cadres spatiaux composés de pyramides hexagonales.
Les principales caractéristiques des cadres spatiaux sont le travail spatial, chemins de transmission de force simples, poids léger, haute rigidité, bonne performance sismique, et construction et installation faciles. Les tiges et nœuds peuvent être standardisés et commercialisés, permettant une production de masse dans les usines, ce qui améliore l'efficacité de la production. La disposition planaire des cadres spatiaux est flexible, et le toit plat est propice à l'installation du plafond et à la configuration des équipements. En plus, les cadres spatiaux sont esthétiques, poids léger, et élégant, ce qui les rend adaptés aux applications architecturales et décoratives.
c. Structure membranaire
Structures membranaires, également connu sous le nom de structures en tissu, sont une nouvelle forme de structure spatiale à grande portée développée au milieu du 20e siècle. Utiliser des tissus flexibles haute performance, la membrane est soutenue par la pression de l'air interne, ou par des câbles en acier flexibles ou des supports rigides, créer une membrane précontrainte avec une certaine rigidité capable de couvrir de grands espaces. Les principales formes structurelles comprennent les structures à membrane soutenue par l'air, structures à membrane tendue, et structures membranaires supportées par un cadre.
Les principales caractéristiques des structures membranaires sont la légèreté, grandes portées, formes architecturales diverses, construction pratique, bonne économie, haute sécurité, bonne transmission de la lumière, et propriétés autonettoyantes. Cependant, leur durabilité est relativement mauvaise.
d. Structure haubanée
Les structures à haubans utilisent des câbles de traction comme principaux composants porteurs, disposés selon des motifs spécifiques. Les structures de toiture à haubans sont généralement constituées d'un système de câbles, système de toiture, et système de support. Les principales formes structurelles comprennent:
- Structures haubanées unidirectionnelles monocouches.
- Structures haubanées radiales monocouches.
- Structures haubanées monocouches bidirectionnelles.
- Structures haubanées précontraintes unidirectionnelles double couche.
- Structures haubanées précontraintes radiales.
- Structures haubanées précontraintes bidirectionnelles double couche.
- Structures en treillis de câbles précontraints.
Les caractéristiques de force des structures à haubans impliquent la résistance aux charges externes grâce à la tension axiale des câbles., sans produire de moments de flexion ni d'efforts tranchants. Cela utilise pleinement la résistance de l'acier. Les structures à haubans sont de forme polyvalente, disposition flexible, et adaptable à diverses configurations architecturales. Grâce au faible poids des câbles en acier, la structure du toit est relativement légère, et l'installation ne nécessite pas de gros équipement de levage. Cependant, l'analyse et la théorie de conception des structures à haubans sont plus complexes que celles des structures conventionnelles, limiter leur application généralisée.
e. Structure à coque fine
Les structures à coque en ingénierie architecturale sont souvent des structures à coque mince (techniquement défini comme des coques avec t/R ≤ 1/20). Les structures à coques minces peuvent être classées selon leur formation de surface en coques de rotation et coques de translation., et par des matériaux de construction en coques minces en béton armé, coques minces en brique, coques fines en acier, et coques fines en matériau composite.
Les structures de coque ont d'excellentes performances portantes, capable de supporter des charges importantes avec des épaisseurs de coque très fines. La résistance et la rigidité des structures en coque proviennent principalement de leur forme géométrique., qui remplace les efforts internes de flexion par une compression directe, exploitant ainsi pleinement le potentiel du matériau. En tant que tel, les structures en coque sont une forme structurelle très économique et rationnelle avec une résistance élevée, haute rigidité, et efficacité matérielle.
L’utilisation de pieux tubulaires dans la construction de fondations est un choix populaire depuis de nombreuses années. Les pieux tubulaires sont utilisés pour transférer la charge d’une structure vers une structure plus profonde, couche de sol ou de roche plus stable.
Avantages des fermes de tuyaux L'utilisation de fermes de tuyaux dans la construction offre plusieurs avantages notables: Résistance et capacité de charge: Les fermes de tuyaux sont réputées pour leur rapport résistance/poids élevé. Les tuyaux interconnectés répartissent les charges uniformément, résultant en une structure robuste et fiable. Cela permet la construction de grandes portées sans avoir besoin de colonnes ou de poutres de support excessives..
La norme pour les tuyaux sans soudure transportant des fluides dépend du pays ou de la région dans laquelle vous vous trouvez., ainsi que l'application spécifique. Cependant, Certaines normes internationales largement utilisées pour les tuyaux sans soudure transportant des fluides sont: ASTMA106: Il s'agit d'une spécification standard pour les tubes sans soudure en acier au carbone destinés à un service à haute température aux États-Unis.. Il est couramment utilisé dans les centrales électriques, raffineries, et autres applications industrielles où des températures et des pressions élevées sont présentes. Il couvre les tuyaux de qualité A, B, et C, avec des propriétés mécaniques variables selon la nuance. API 5L: Il s'agit d'une spécification standard pour les conduites utilisées dans l'industrie pétrolière et gazière.. Il couvre les tubes en acier sans soudure et soudés pour les systèmes de transport par pipeline, y compris les tuyaux pour le transport du gaz, Eau, et de l'huile. Les tuyaux API 5L sont disponibles en différentes qualités, comme X42, X52, X60, et X65, en fonction des propriétés du matériau et des exigences de l'application. ASTMA53: Il s'agit d'une spécification standard pour les tuyaux en acier noir et galvanisés à chaud sans soudure et soudés utilisés dans diverses industries., y compris les applications de transport de fluides. Il couvre les tuyaux en deux qualités, A et B, avec des propriétés mécaniques et des utilisations prévues différentes. DEPUIS 2448 / DANS 10216: Il s'agit de normes européennes pour les tubes en acier sans soudure utilisés dans les applications de transport de fluides., y compris l'eau, gaz, et autres fluides. En savoir plus
Les tuyaux sans soudure transportant des fluides sont conçus pour résister à différents types de corrosion en fonction du matériau utilisé et de l'application spécifique.. Certains des types de corrosion les plus courants auxquels ces tuyaux sont conçus pour résister comprennent: Corrosion uniforme: C'est le type de corrosion le plus courant, où toute la surface du tuyau se corrode uniformément. Pour résister à ce type de corrosion, les tuyaux sont souvent fabriqués à partir de matériaux résistants à la corrosion, comme l'acier inoxydable ou doublé de revêtements protecteurs. Corrosion galvanique: Cela se produit lorsque deux métaux différents sont en contact l'un avec l'autre en présence d'un électrolyte., conduisant à la corrosion du métal le plus actif. Pour éviter la corrosion galvanique, les tuyaux peuvent être faits de métaux similaires, ou ils peuvent être isolés les uns des autres à l'aide de matériaux ou de revêtements isolants. Corrosion par piqûres: Les piqûres sont une forme localisée de corrosion qui se produit lorsque de petites zones à la surface du tuyau deviennent plus susceptibles d'être attaquées., conduisant à la formation de petites fosses. Ce type de corrosion peut être évité en utilisant des matériaux à haute résistance aux piqûres., tels que les alliages d'acier inoxydable avec du molybdène ajouté, ou en appliquant des revêtements de protection. Corrosion caverneuse: La corrosion caverneuse se produit dans des espaces étroits ou des espaces entre deux surfaces, tel En savoir plus
Écrans en fil de cale, également connu sous le nom d'écrans en fil profilé, sont couramment utilisés dans diverses industries pour leurs capacités de criblage supérieures. Ils sont construits à partir de fil de forme triangulaire,
2 7/8dans J55 K55, le tuyau de cuvelage de puits perforé est l'un des principaux produits de nous en acier, ils peuvent être utilisés pour l'eau, huile, champs de forage de puits de gaz. Les épaisseurs peuvent être fournies entre 5,51 et 11,18 mm en fonction de la profondeur du puits du client et des propriétés mécaniques requises.. Normalement, ils sont fournis avec un raccord fileté, comme NUE ou EUE, qui sera plus facile à installer sur le site. La longueur des tuyaux de tubage perforés de 3 à 12 m est disponible pour les différentes hauteurs des plates-formes de forage du client.. Le diamètre du trou et la zone ouverte sur la surface sont également personnalisés. Les diamètres de trous populaires sont de 9 mm, 12mm, 15mm, 16mm, 19mm, etc..
