Phân tích thiết kế đống bằng thép carbon
Cọc tấm thép carbon được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật dân dụng để giữ lại các cấu trúc, đê quai, và hệ thống nền tảng. Phân tích thiết kế này khám phá hành vi cấu trúc của thép carbon cọc ván, Tập trung vào các thuộc tính vật chất của họ, Điều kiện tải, và phương pháp thiết kế. Nó bao gồm các bảng tham số, công thức, và những cân nhắc thực tế để hướng dẫn các kỹ sư trong việc tối ưu hóa các thiết kế đống tấm.
1. Tính chất vật liệu của cọc tấm thép carbon
Cọc tấm thép carbon thường được sản xuất từ các loại thép carbon thấp đến trung bình (ví dụ., S235, S275, S355 mỗi tiêu chuẩn), Cung cấp sự cân bằng sức mạnh, độ dẻo, và chi phí. Các thuộc tính vật chất ảnh hưởng đến khả năng chống lại sự uốn cong, cắt, và oằn địa phương.
| Tài sản | Giá trị | Đơn vị |
|---|---|---|
| Sức mạnh năng suất (S_Y) | 235Mạnh500 | MPa |
| Độ bền kéo cuối cùng (Σ_u) | 360Mạnh600 | MPa |
| Mô đun đàn hồi (E) | 210 | GPA |
| Tỷ lệ Poisson (N) | 0.3 | – |
| Tỉ trọng (r) | 7850 | kg/m³ |
2. Thông số thiết kế
Các thông số thiết kế chính cho cọc tấm thép carbon bao gồm mô đun phần, thời điểm quán tính, và sức mạnh khóa liên động, trong đó xác định khả năng chống lại tải trọng bên và duy trì sự ổn định.
| Thông số | Biểu tượng | Phạm vi điển hình | Đơn vị |
|---|---|---|---|
| Phần mô đun | W | 500Mạnh5000 | cm³/m |
| Lực quán tính | TÔI | 10,000Cấm200.000 | cm⁴/m |
| Độ dày của tường | t | 2–25 | mm |
| Chiều rộng | b | 400Mạnh900 | mm |
| Chiều cao | h | 200Mạnh600 | mm |
3. Điều kiện tải
Cọc tấm phải chịu áp lực trái đất bên, Áp lực thủy tĩnh, và tải phụ phí. Áp lực đất hoạt động (P_A) được tính toán bằng lý thuyết Rankine từ:
P_A = 0.5 × k_a × × h²
Ở đâu:
- P_a = áp lực đất hoạt động (kn/mét)
- K_a = hệ số áp suất đất hoạt động = (1 – tội lỗi) / (1 + tội lỗi)
- γ = Trọng lượng đơn vị đất (kn/m³)
- H = chiều cao tường (m)
- φ = góc ma sát bên trong (độ)
Đối với một loại đất cát điển hình (= 30 °, C = 18 kn/m³, H = 5 m), P_A = 75 kn/mét.
4. Phân tích cấu trúc
4.1 Công suất thời điểm uốn cong
Thời điểm uốn tối đa (M) Một đống tấm có thể chống lại là:
M = σ_y × W / C_M
Ở đâu:
- M = dung lượng khoảnh khắc (knm/m)
- σ_Y = Sức mạnh năng suất (MPa)
- W = phần mô đun (cm³/m)
- γ_M = Yếu tố an toàn vật liệu (Thường 1.15)
Đối với một đống S355 (S_Y = 355 MPa, W = 1800 cm³/m), M = 555 knm/m.
4.2 Lệch
Lệch (d) Dưới tải bên được tính toán bằng lý thuyết chùm tia:
d = (w × l⁴) / (8 × và × i)
Ở đâu:
- Δ = độ lệch tối đa (mm)
- w = tải trọng đồng đều (kn/m)
- L = chiều dài nhúng (m)
- E = mô đun đàn hồi (210 GPA)
- I = khoảnh khắc quán tính (cm⁴/m)
Cho w = 20 kn/m, L = 6 m, I = 50,000 cm⁴/m, d ≈ 3.4 mm.
4.3 Buckling địa phương
Các phần có thành mỏng có nguy cơ vênh cục bộ. Sự căng thẳng quan trọng (σ_cr) là:
σ_cr = k × (Π² × e) / [12 × (1 - n²) × (b/t)²]
Ở đâu:
- k = hệ số oằn (ví dụ., 4 cho các cạnh được hỗ trợ đơn giản)
- B/T = Tỷ lệ chiều rộng trên độ dày
Cho b/t = 50, σ_CR 336 MPa, phải vượt quá ứng dụng ứng dụng.
4.4 Sức mạnh khóa liên động
Khả năng cắt khóa liên động (F_S) đảm bảo tính toàn vẹn của tường:
F_s = τ × a_interlock
Ở đâu:
- τ = Sức mạnh cắt (≈ 0.6 × s_y)
- A_interlock = khu vực khóa liên động (mm²)
Cho σ_y = 355 MPa, A_interlock = 200 mm², F_S 42.6 kn/m.
5. Cân nhắc thiết kế
Những cân nhắc chính bao gồm:
- Độ sâu nhúng: Được xác định bởi trạng thái cân bằng của các khoảnh khắc và lực lượng, Thông thường 1,5 trận2 lần cao hơn.
- Ăn mòn: Thép carbon ăn mòn trong môi trường biển; lớp phủ bảo vệ hoặc phụ cấp (ví dụ., 1Mạnh2 mm) được yêu cầu.
- Điều kiện lái xe: Đất cứng có thể yêu cầu các phần dày hơn hoặc sức mạnh năng suất cao hơn.
6. Thiết kế ví dụ
Cho a 5 M Tường giữ trong đất cát (= 30 °, C = 18 kn/m³):
- P_A = 75 kn/mét
- Yêu cầu w = (P_A × H² / 8) × γ_M / S_Y = 1800 cm³/m (Thép S355)
- Độ sâu nhúng ≈ 7.5 m (1.5H)
Chọn AZ 18-700 cọc (W = 1800 cm³/m, S_Y = 355 MPa).
Cacbon cọc ván thép Thiết kế liên quan đến cân bằng sức mạnh vật liệu, phần thuộc tính, và tải trọng môi trường. Bằng cách áp dụng các công thức và tham số ở trên, Các kỹ sư có thể đảm bảo sự ổn định, sự an toàn, và hiệu quả trong các ứng dụng từ cofferdams tạm thời đến cấu trúc giữ lâu.
Việc sử dụng cọc ống trong thi công nền móng là lựa chọn phổ biến trong nhiều năm qua. Cọc ống được sử dụng để chuyển tải trọng của công trình xuống phần sâu hơn, lớp đất hoặc đá ổn định hơn.
Lợi ích của giàn ống Việc sử dụng giàn ống trong xây dựng mang lại một số lợi ích đáng chú ý: Sức mạnh và khả năng chịu tải: Giàn ống nổi tiếng với tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao. Các đường ống kết nối với nhau phân bổ tải trọng đồng đều, dẫn đến một cấu trúc vững chắc và đáng tin cậy. Điều này cho phép xây dựng các nhịp lớn mà không cần cột hoặc dầm đỡ quá mức..
Tiêu chuẩn cho đường ống liền mạch truyền chất lỏng tùy thuộc vào quốc gia hoặc khu vực bạn đang ở, cũng như ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, Một số tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng rộng rãi cho các ống liền mạch truyền chất lỏng là: ASTM A106: Đây là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép carbon liền mạch dùng cho dịch vụ nhiệt độ cao tại Hoa Kỳ. Nó thường được sử dụng trong các nhà máy điện, nhà máy lọc dầu, và các ứng dụng công nghiệp khác nơi có nhiệt độ và áp suất cao. Nó bao gồm các đường ống ở cấp A, B, và C, với các tính chất cơ học khác nhau tùy thuộc vào cấp. API 5L: Đây là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho đường ống dùng trong ngành dầu khí. Nó bao gồm các ống thép liền mạch và hàn cho hệ thống vận chuyển đường ống, bao gồm cả ống dẫn khí, Nước, và dầu. Ống API 5L có nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như X42, X52, X60, và X65, tùy thuộc vào đặc tính vật liệu và yêu cầu ứng dụng. ASTM A53: Đây là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép mạ kẽm nhúng nóng và đen liền mạch và hàn được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm các ứng dụng truyền tải chất lỏng. Nó bao gồm các đường ống ở hai cấp, A và B, với các tính chất cơ học khác nhau và mục đích sử dụng khác nhau. TỪ 2448 / TRONG 10216: Đây là những tiêu chuẩn Châu Âu dành cho ống thép liền mạch được sử dụng trong các ứng dụng truyền tải chất lỏng, bao gồm cả nước, khí ga, và các chất lỏng khác. Đọc thêm
Ống liền mạch truyền chất lỏng được thiết kế để chống lại các loại ăn mòn khác nhau tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng và ứng dụng cụ thể. Một số loại ăn mòn phổ biến nhất mà các đường ống này được thiết kế để chống lại bao gồm: Ăn mòn đồng đều: Đây là loại ăn mòn phổ biến nhất, nơi toàn bộ bề mặt của ống bị ăn mòn đồng đều. Để chống lại loại ăn mòn này, ống thường được làm bằng vật liệu chống ăn mòn, chẳng hạn như thép không gỉ hoặc được lót bằng lớp phủ bảo vệ. Sự ăn mòn điện: Điều này xảy ra khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau với sự có mặt của chất điện phân, dẫn đến sự ăn mòn kim loại hoạt động mạnh hơn. Để ngăn chặn sự ăn mòn điện, ống có thể được làm bằng kim loại tương tự, hoặc chúng có thể được cách ly với nhau bằng vật liệu cách điện hoặc lớp phủ. Ăn mòn rỗ: Rỗ là một dạng ăn mòn cục bộ xảy ra khi các khu vực nhỏ trên bề mặt đường ống trở nên dễ bị tấn công hơn, dẫn đến sự hình thành các hố nhỏ. Loại ăn mòn này có thể được ngăn chặn bằng cách sử dụng vật liệu có khả năng chống rỗ cao, chẳng hạn như hợp kim thép không gỉ có thêm molypden, hoặc bằng cách áp dụng lớp phủ bảo vệ. Đường nứt ăn mòn: Ăn mòn kẽ hở xảy ra ở những không gian hẹp hoặc khoảng trống giữa hai bề mặt, như là Đọc thêm
Màn hình dây nêm, còn được gọi là màn hình dây hồ sơ, thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau nhờ khả năng sàng lọc vượt trội. Chúng được làm từ dây hình tam giác,
2 7/8trong ống vỏ giếng đục lỗ J55 K55 là một trong những sản phẩm chủ yếu của chúng tôi bằng thép, chúng có thể được sử dụng cho nước, dầu, mỏ khoan giếng khí. Độ dày có thể được cung cấp từ 5,51-11,18mm dựa trên độ sâu giếng của khách hàng và các đặc tính cơ học cần thiết. Thông thường chúng được cung cấp kết nối luồng, như NUE hoặc EUE, sẽ dễ dàng hơn để cài đặt tại trang web. Chiều dài của ống vỏ đục lỗ 3-12m có sẵn cho các chiều cao giàn khoan khác nhau của khách hàng. Đường kính lỗ và diện tích mở trên bề mặt cũng được tùy chỉnh. Đường kính lỗ phổ biến là 9mm, 12mm, 15mm, 16mm, 19mm, vân vân.
