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Perspectiva de aplicación de tubería soldada con costura recta en estructura de acero

Date:2022-11-14    keywords: tubería soldada con costura recta, estructura de acero
Numerosos ejemplos en la naturaleza muestran las excelentes propiedades estructurales de las formas tubulares circulares bajo compresión, torsión y flexión multidireccional. Inspira a las personas a romper con el concepto de diseño de estructura de acero tradicional y combinar la estructura de tubo circular con la apariencia del edificio para formar una estructura de tubo de acero atractiva.

Continúan emergiendo edificios de gran espacio y gran envergadura, como gimnasios, salas de exposiciones, terminales de aeropuertos, estaciones de metro y plantas industriales a gran escala. Las estructuras tradicionales de hormigón armado, estructuras de mampostería, estructuras de madera, etc., son difíciles de lograr una estructura espacial de gran envergadura.


lsaw straight seam welded pipe


1) Clasificación y características de las tuberías de acero


Tubería de acero sin costura (SMLS): el grosor de la pared puede ser más grueso y el diámetro y el grosor son relativamente pequeños, lo cual es su ventaja, pero el diámetro de la tubería es limitado y el costo de las tuberías de acero sin costura de gran diámetro es relativamente alto.

Tubería de acero soldada de alta frecuencia (ERW pipe): la tubería soldada de alta frecuencia tiene una buena forma de tubería, un grosor de pared uniforme, un alto grado de automatización y un bajo costo de producción, pero el grosor de la pared es relativamente delgado y el diámetro de la tubería es relativamente pequeño. para hacer estructuras de vigas de tubería en estructuras de acero.

El tubo soldado con costura recta (LSAW) adopta la tecnología de soldadura por arco sumergido de doble cara y se suelda bajo condiciones estáticas. La calidad de la soldadura es alta, la soldadura es corta y la probabilidad de defectos es pequeña. La tubería de acero se expande en toda su longitud, la forma de la tubería es buena, el tamaño es preciso, el rango de espesor de la pared de la tubería de acero y el rango de diámetro de la tubería son amplios, el grado de automatización es alto y el costo de producción es menor que eso de la tubería de acero sin costura. Tiene amplias perspectivas en estructuras de acero que soportan columnas, como puentes, represas y plataformas en alta mar, estructuras de edificios de gran envergadura y estructuras de mástiles de torres de postes.

Tubería soldada por arco sumergido en espiral (SSAW): la costura de soldadura se distribuye en una línea en espiral, y la costura de soldadura es larga, especialmente en condiciones dinámicas.Forma un cierto ángulo con el eje de la tubería de acero, generalmente entre 30-70 °.Este ángulo es consistente con el ángulo de falla por corte, por lo que su rendimiento de flexión, tracción, compresión y torsión es muy inferior al de la tubería LSAW.Al mismo tiempo, debido a la limitación de la posición de soldadura, la forma de silla de montar y la forma de pez las soldaduras en forma de cresta producidas afectarán la apariencia. Además, durante el proceso de construcción, las soldaduras de línea de intersección en las uniones de la tubería principal soldada en espiral dividen la costura en espiral, lo que genera una gran tensión de soldadura, lo que debilita en gran medida el rendimiento de seguridad de los componentes y la tubería soldada por arco sumergido en espiral. no debe usarse en estructuras de acero importantes.

2) Características de la estructura de tubería de acero

1. La sección tiene simetría biaxial, el baricentro de la sección y el centro de cortante coinciden, etc. El momento de inercia de la sección es el mismo para cada eje, lo que tiene ventajas sobresalientes como elemento de flexión y compresión.
2. La sección está cerrada, la rigidez torsional es grande y la estabilidad local de la placa es buena. Especialmente la sección de tubería redonda es particularmente eficaz contra la torsión.
3. La apariencia es simple y suave, las varillas se pueden soldar directamente en el mismo punto y la placa de refuerzo se puede omitir para ahorrar acero.
4. En comparación con la sección abierta, la sección tiene las características de superficie lisa, sin ángulo muerto y área de superficie externa pequeña, lo que favorece el ahorro de recubrimientos anticorrosión y resistentes al fuego, y también es conveniente para la eliminación de polvo.
5. El coeficiente de resistencia al viento de la sección de la tubería de acero es pequeño, lo que tiene ventajas significativas cuando se expone a fluidos (como el viento y el flujo de agua).
6. El espacio interior de la estructura de tubería de acero está disponible. Rellenar la tubería de acero con hormigón (estructura de tubo de acero rellena de hormigón) no solo puede mejorar la capacidad de carga del componente, sino también prolongar el límite de resistencia al fuego del componente (hasta 2 h en promedio); la inyección de agua en la tubería puede utilizar la circulación interna de agua para la prevención de incendios, la transmisión de líquidos, como oleoductos, tuberías de drenaje, etc., también se pueden colocar cables de pretensado en las tuberías para aplicar el pretensado en el cuerpo.

3) Estado de la aplicación y perspectiva de tubería soldada con costura recta (LSAW) en estructura de acero


Statu quo en el país y en el extranjero:

1. En 1947, se construyó en el Golfo de México la primera plataforma marina moderna con estructura de tubo de acero, lo que abrió el preludio a la aplicación de la estructura de tubo de acero;
2. La sala de espera del aeropuerto de Stuttgart en Alemania adopta la estructura de soporte en forma de árbol de miembros de tubería de acero y nodos de acero fundido, que tiene las características de forma única, simplicidad y claridad;
3. La estructura del techo del edificio de la terminal del aeropuerto de Kansai en Osaka, Japón, adopta la armadura triangular curva de sección de tubo circular;

4. En Bushleyn Palace, Londres, Inglaterra, la armadura de sección de tubo circular expuesta transmite la carga de la fachada a la columna, y se inyecta agua en la sección de tubo para la prevención de incendios, lo que compensa la débil resistencia al fuego de los edificios con estructura de acero;
5. El techo de apertura y cierre de Skydome en Toronto, Canadá y la estación de tren de alta velocidad en el aeropuerto Charles de Gaulle en Francia son edificios famosos con estructura de tubos de acero.
6. Se completaron las sedes olímpicas de China representadas por el Nido de Pájaro, estableciendo un edificio emblemático histórico único para los Juegos Olímpicos de 2008. El proyecto utilizó por primera vez acero Q460 de baja aleación y alta resistencia. Además, las columnas de la sala del Gran Teatro Nacional de China están fabricadas por primera vez con tubos de acero soldados por arco sumergido resistentes al fuego y a la intemperie, que pueden protegerse contra la deformación y el ablandamiento a temperaturas superiores a 600 °C.

Perspectivas de aplicación:
Como un nuevo tipo de estructura, la estructura de tubo de acero se ha desarrollado rápidamente en el mundo en los últimos años. En los últimos cinco años, el uso de tubos de acero en Europa ha aumentado un 25%. Las estadísticas del Instituto Norteamericano del Hierro y el Acero confirman que, dado que la industria siderúrgica de los EE. UU. se dirige al mercado subyacente de la construcción comercial, la demanda de estructuras de tubos de acero también está aumentando. El consumo aumenta a una tasa del 5 % al 10 % cada año.

En los últimos años, con el continuo crecimiento de la producción de acero de mi país, las estructuras de acero, con sus propias ventajas, representan una proporción cada vez mayor de los edificios, y las estructuras de tubos de acero también han logrado grandes avances. La estructura de armadura de tubería en la estructura de tubería de acero es preferida por las personas debido a sus ventajas únicas, y actualmente se usa principalmente en algunos edificios públicos grandes;

Tiene un gran potencial de aplicación en columnas de plantas industriales y armaduras de techo, estructuras de acero ligeras y estructuras de acero residenciales;
Tiene amplias perspectivas en estructuras de acero que soportan columnas, como puentes, represas y plataformas en alta mar, estructuras de edificios de gran envergadura y estructuras de mástiles de torres de postes.

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