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Problèmes à prendre en compte dans la conception des structures métalliques à grandes portées
Heure de publication :
2021-11-05 16:21
Il existe de nombreux types de structures en acier dans les structures métalliques à grande portée, classés selon différentes méthodes. Selon le mode de transmission des efforts des structures en acier, les structures métalliques à grande portée peuvent être divisées en structures planes et en structures spatiales ; les structures planes peuvent être subdivisées en structures en treillis d'acier, en arcs et câbles d'acier, ainsi qu'en diverses structures précontraintes d'acier générées par des barres de renfort en acier ; quant aux structures spatiales, elles se répartissent en structures en coque mince en acier, en structures en treillis sphériques en acier, en structures en coque treillissée en acier, et en diverses structures précontraintes d'acier. La classification repose sur la sélection des composants ou modules préfabriqués de base qui constituent la structure, à savoir les modules plaque-coque, les modules poutres, les éléments-barres, les modules câbles et les modules membranes.
Normes de calcul pour les structures en acier à grande portée
1. Accordez une attention particulière au choix des types de structures en acier. Le personnel chargé de la conception doit sélectionner des systèmes de structures en acier adaptés aux conditions du projet, telles que l'investissement dans la structure en acier, la conception, la topographie, les avantages socioéconomiques et les exigences fonctionnelles. La méthode de support de la structure en acier doit correspondre aux caractéristiques de capacité portante de cette structure. La solution de support doit offrir un maintien longitudinal ainsi qu'un maintien horizontal nécessaire pour les structures en acier dominées par une flexion globale ; un maintien horizontal fiable pour les structures dominées par une force globale ; une ancrage fiable pour les structures en acier dominées par une traction globale ; et un système de soutien de coffrage horizontal fiable pour les structures en acier planes.
2. Faites attention à la méthode d'analyse. Lors de l'analyse des coques réticulées sphériques et des coques réticulées à double couche, on peut supposer que les nœuds sont fixes et que les éléments ne supportent que des forces axiales, en utilisant un modèle d'élément de barre. Lors de l'analyse des coques réticulées à couche unique, les nœuds doivent être considérés comme rigides, et les éléments supportent à la fois des forces axiales, des moments de flexion et des contraintes de cisaillement, en utilisant un modèle d'élément de poutre. Lorsque l'on simule dans le modèle les fils d'acier et les tirants en acier en tant qu'éléments préfabriqués flexibles, les modèles de calcul des différents éléments doivent être capables de refléter les conditions de charge de la structure en acier.
Lors de la conception de structures en acier à grande portée, l'influence de la structure d'appui sous-jacente doit être prise en compte. En particulier, sous l'effet des températures et des charges sismiques, l'influence de la rigidité en flexion de la structure d'appui sous-jacente doit être considérée. Lorsqu'on tient compte de l'influence de la structure en acier, on peut recourir à des méthodes simplifiées pour simuler la rigidité en flexion de la structure d'appui sous-jacente. Si nécessaire, un modèle de disposition composé de la structure supérieure à grande portée et de la structure d'appui sous-jacente doit être utilisé pour l'analyse.
3. Faites attention aux déformations thermiques et aux charges de vent.
a. La température a un impact significatif sur la conception des composants préfabriqués et des appuis en caoutchouc dans les structures métalliques à grande portée, et l'analyse des contraintes ne peut être négligée.
b. Faites attention aux charges de vent. Les charges de vent ont un impact significatif sur les structures métalliques à grande portée et peuvent devenir la charge contrôlante de la structure métallique. Par conséquent, l'analyse des effets du vent sur la structure métallique doit être particulièrement soignée.
c. Prêtez attention à l'influence de la déformation des appuis en caoutchouc sur les structures métalliques à grandes portées. L'effondrement des appuis en caoutchouc entraînera des moments fléchissants supplémentaires importants, des poussées horizontales et des contraintes de cisaillement longitudinales dans les structures métalliques à grandes portées. Le calcul des structures métalliques précontraintes doit inclure la détermination de l'état initial de précontrainte ainsi que le calcul des conditions de charge. La détermination de l'état initial de précontrainte et l'analyse des conditions de charge doivent tenir compte de l'influence de la non-linéarité géométrique.
4. Accordez de l'attention à l'analyse de la fiabilité des structures en acier. La fiabilité des structures en acier pourrait devenir un facteur de contrôle dans la conception structurale ; par conséquent, une analyse géométrique non linéaire de la stabilité des structures en acier à grande portée est nécessaire.
5. Prêtez attention à l'effet combiné de l'action sismique. Lorsque l'effet sismique des structures en acier à grande portée est combiné avec d'autres effets de charge, l'effet sismique vertical et l'effet sismique horizontal doivent être calculés simultanément, et la combinaison dominée par l'effet sismique vertical doit être prise en compte.
6. Accordez de l'attention au confort des structures en acier. Lorsque des structures en acier à grande portée sont utilisées pour les fermes de toiture, les exigences en matière de confort doivent être satisfaites en fonction des différentes fonctions d'application. Afin de réduire le coût du projet, on peut recourir à des méthodes d'amortissement dissipatrices d'énergie pour répondre aux exigences de confort des structures en acier.
7. Accordez une attention particulière à l'analyse des contraintes pendant la phase de construction. Les efforts internes de la structure en acier aux différents stades du processus de construction diffèrent des efforts internes analysés lors de la conception ; par conséquent, la capacité portante et la fiabilité de la structure en acier durant la phase de construction doivent être vérifiées sur la base de l'analyse de l'ensemble du processus de construction.
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