La aplicación y el desarrollo de la estructura de acero no solo dependen de sus propias características, sino que también están restringidos por el desarrollo de la economía nacional. Durante mucho tiempo después de la Fundación de la República Popular china, debido a las limitaciones de la producción de acero, las estructuras de acero se limitaron a otros grandes proyectos en los que las estructuras no podían ser reemplazadas, lo que afectó en cierta medida el desarrollo de las estructuras de acero. En 1996, la producción de acero de China alcanzó los 100 millones de toneladas y en 2003 alcanzó un récord de 220 millones de toneladas. Cambiar gradualmente la situación de exceso de oferta de acero. La política tecnológica de estructura de acero de China también ha cambiado de “uso restringido” a “promoción activa y razonable y aplicación”. Con la amplia aplicación de las estructuras de acero, la Ciencia y la tecnología de la ingeniería de estructuras de acero se mejorarán aún más.
Desarrollo del acero de alto rendimiento
La característica destacada de la estructura de acero es su alta resistencia, por lo que es especialmente adecuada para grandes tramos y grandes cargas. El uso de acero de alta resistencia puede aprovechar mejor las ventajas de la estructura de acero. Para garantizar la plasticidad, tenacidad y soldabilidad necesarias, el acero de alta resistencia utilizado en las estructuras de acero suele ser acero de baja aleación. En el caso de los puentes de acero, el punto de rendimiento utilizado actualmente en China es
16mnq ya es común, y el uso de este acero en el puente del Río Nanjing Yangtze ahorra un 15% de acero en comparación con 16q. El punto de rendimiento alcanza los 420
Ya en 1977, el puente Baihe del ferrocarril Beijing – Chengde adoptó 15mnvnqc (q420qd), lo que ahorró más del 10% de acero que 16mnq. Los dos tipos de acero de baja aleación mencionados anteriormente se han incluido oficialmente en el Código de diseño estructural de puentes ferroviarios. El punto máximo de rendimiento del acero recomendado en el Código de diseño de estructuras de acero también alcanzó 420.
El acero de alta resistencia se está desarrollando rápidamente en el extranjero, y japón, Estados unidos, Rusia y otros países han establecido puntos de rendimiento en 700.
El acero mencionado se enumera en las especificaciones.
El desarrollo del acero resistente a la corrosión también ha recibido una amplia atención. El acero resistente a la intemperie se ha utilizado en la construcción de ingeniería costera y estructuras de puentes en los Estados unidos, Japón y otros países. Algunas empresas están desarrollando acero resistente al fuego, que puede mantener una resistencia de más de 2 / 3 de la temperatura ambiente, incluso si se calienta a 600 grados celsius. Además, el acero en forma de I de borde ancho (también conocido como acero en forma de h), los tubos de acero cuadrados, las placas de acero perfiladas y el acero de paredes delgadas formadas en frío pueden utilizar eficazmente la eficiencia del acero, lograr buenos beneficios económicos y tener amplias perspectivas de desarrollo.
Investigación y mejora de la teoría de la computación
El actual Código de diseño de estructuras de acero de China adopta el diseño de Estado límite basado en la teoría de probabilidad, que es el resultado de una gran cantidad de investigación teórica y análisis experimentales, pero todavía hay muchos problemas que deben estudiarse y mejorarse más a fondo, y mucho trabajo debe completarse. Por ejemplo, un análisis estadístico de los defectos geométricos, la distribución del estrés residual y el impacto de los defectos y el estrés residual en el Estado de capacidad final en los componentes y estructuras reales; La capacidad de carga final de los componentes comprimidos y sus factores de influencia; El Estado límite de la estructura y los componentes bajo cargas repetidas y dinámicas; La utilización plástica del acero y la resistencia después del pandeo de los componentes de la placa, teniendo en cuenta el análisis inelástico de segundo orden de la altura general del marco de acero, etc. cuanto más profundo sea el conocimiento del rendimiento real de los componentes y la estructura, más preciso será el resultado del cálculo para reflejar la situación real, aprovechando así al máximo el papel del acero para garantizar la seguridad de la estructura.
Innovación estructural
Los avances en la teoría y los métodos de cálculo, así como la aparición de nuevos materiales y procesos, proporcionan las condiciones para la innovación de formas de estructuras de acero.
Las computadoras son capaces de calcular rápidamente los resultados de estructuras muy complejas, lo que conduce a una rápida promoción y aplicación de estructuras espaciales, como estructuras de red con múltiples miembros y alta incertidumbre; El estudio de la teoría del cálculo y la aplicación de alambre de acero de alta resistencia hacen que las estructuras de cable suspendido de gran envergadura y las estructuras atirantadas se apliquen a puentes e ingeniería de construcción; La estructura de acero pretensada también es un nuevo tipo de estructura, cuya forma principal es agregar algunos miembros de acero de alta resistencia a la estructura de acero general y ejercer presión sobre la estructura. La esencia es reemplazar algunos aceros ordinarios por aceros de alta resistencia para ahorrar materiales; Las estructuras combinadas de acero y hormigón pueden aprovechar al máximo las ventajas de los materiales. La estructura de tubo de acero relleno de hormigón relleno de tubo de acero liso se ha aplicado a puentes y columnas de fábrica, y es una nueva estructura prometedora.
Otra innovación de la forma estructural es integrar diferentes tipos de estructuras estresadas, como vigas, arcos y cables colgantes, en la misma estructura, como el puente del Río Jiujiang yangtze, el puente del Río Wuhan tianxingzhou yangtze, el estadio integral de los suburbios del Norte de beijing, la piscina de los Juegos asiáticos, el Estadio Nacional de beijing, etc.
Con el desarrollo de pernos de alta resistencia y tecnología de soldadura, las estructuras remachadas han sido reemplazadas por pernos o estructuras completamente soldados. La conexión de perno de alta resistencia se ha utilizado ampliamente en la estructura de acero de la planta, la estructura del mástil de la torre y la estructura de la red. La viga reforzada en forma de caja del puente del Río Xiling Yangtze adopta una estructura completamente soldados, y la viga del puente del Río Amarillo sunkou adopta una nueva forma de soldadura integral y empalme externo de la Junta.
La investigación de la estructura de acero de los edificios de gran altura también es un aspecto importante. En los últimos años, China ha construido una serie de edificios de gran altura, como el edificio principal de la Plaza Internacional Shimao (333 metros), el edificio internacional Nanning King (276 metros), el edificio central Beijing – Guangzhou (208 metros), la sucursal hotelera Jinjiang (153 metros), el edificio del Centro de desarrollo de Shenzhen (165 metros), etc.
Aplicación del diseño optimizado
El objetivo de optimizar el diseño es minimizar el uso de acero o el costo de las estructuras de acero. Para lograrlo, es necesario seleccionar una forma estructural optimizada y determinar el tamaño optimizado de la sección transversal. Debido a la amplia aplicación de computadoras, el diseño optimizado se ha convertido en posible y se ha desarrollado. En la actualidad, el diseño optimizado se ha aplicado al diseño de estructuras de acero como puentes y vigas de grúas, y se han logrado beneficios económicos notables.
Investigación sobre la tecnología de fabricación y construcción
Con el fin de garantizar la calidad de la estructura de acero, mejorar la eficiencia de la producción, acortar aún más el ciclo de construcción y reducir los costos, el proceso de fabricación y la tecnología de instalación deben estudiarse y mejorarse aún más; Para los productos con grandes lotes, se puede lograr gradualmente la estandarización y la serialización.
Fuente: https://zhuanlan.zhihu.com/p/436405293
