Ne preskačite popularizaciju znanja o industrijskim zgradama sa čeličnim okvirom od portala
Generalno govoreći, industrijska zgrada sa portalnim čeličnim okvirom je industrijska zgrada sa čeličnom konstrukcijom kao glavnim nosivim sistemom. Njegova suština dizajna leži u korištenju portalnog čeličnog okvira kao glavnog nosivog nosača - oblikovanog poput dnevnih vrata, jednostavnog je, ali dovoljno stabilnog da podnese težinu glavne konstrukcije zgrade. Također je uobičajen lagani tip, s glavnim nosivim komponentama uključujući čelične grede i čelične stubove, predstavljajući cjelokupni raspored u obliku "vrata" koji je tipičan za industrijske zgrade sa portalnim čeličnim okvirom.
Konstrukcijski oblik industrijskih zgrada sa portalnim čeličnim okvirom može se fleksibilno prilagoditi stvarnim potrebama. Konkretno, lagane industrijske zgrade sa portalnim čeličnim okvirom idealne su za čelične radioničke zgradebez proizvodnih dizalica, dok su teške dizalice neophodne za one kojima su potrebne dizalice za transport teških materijala/opreme. Što se tiče rasporeda, nude opcije s jednim rasponom, dva raspona i više raspona, a mogu biti opremljene nadstrešnicama, aneksima ili čak nadograđene navišekatne čelične zgradePrema zahtjevima projekta. Personalizirane modifikacije (npr. nadstrešnice otporne na kišu, mali pomoćni aneksi) također se mogu prilagoditi njima.
Ove prednosti čine industrijske zgrade sa portalnim čeličnim okvirom veoma prikladnim za potrebe građevinske industrije. Bez prekomjernih nosećih stubova, izbjegavaju ometanje prilikom postavljanja fabričke opreme, skladištenja robe u skladištu ili olakšavanja rada radnika. Štaviše, njihove ključne komponente mogu se prefabrikovati u fabrikama i sastavljati na licu mjesta - ovo ne samo da skraćuje ciklus izgradnje industrijskih zgrada sa portalnim čeličnim okvirom, već i osigurava konzistentan kvalitet. Također su otporne na jak vjetar, snijeg i zemljotres, osiguravajući dugoročnu stabilnost.
Danas, industrijske zgrade s portalnim čeličnim okvirom nisu samo prvi izbor za fabričke radionice i velika skladišta, već su i pouzdane za komercijalne objekte i kulturne i zabavne sadržaje. U stvari, svi projekti koji zahtijevaju otvoreni unutrašnji prostor daju prednost montažnim industrijskim zgradama s portalnim čeličnim okvirom, jer one uravnotežuju funkcionalnost, efikasnost i izdržljivost - ključne razloge njihove popularnosti u modernoj gradnji.
Lako razumijevanje komponenti i strukturnih detalja industrijskih zgrada sa portalnim čeličnim okvirom
U glavnim konstrukcijskim komponentama industrijskih zgrada sa čeličnim okvirom, stubovi i krovne grede mogu biti projektovani kao elementi u obliku slova H ili rešetkasti elementi sa punim rebrima. Kako bi se smanjila potrošnja čelika, ovi elementi mogu imati i promjenjivi poprečni presjek na osnovu raspodjele dijagrama momenata savijanja. Iako elementi sa punim rebrima koriste nešto više čelika, jednostavni su za izradu i široko se primjenjuju u praktičnim projektima industrijskih zgrada sa čeličnim okvirom.
Za sekundarnu konstrukciju industrijskih zgrada s portalnim čeličnim okvirom, hladno oblikovani tankozidni čelik se preferira za krovne grede i zidne pojaseve; ako razmak između stupova postrojenja prelazi 12 m, rešetkaste grede su ekonomičnije. Kao savitljivi elementi, sekundarna konstrukcija se spaja s glavnim krutim okvirom pomoću vijaka - nosi opterećenja iz sistema ograda, prenosi ih na glavnu konstrukciju i pruža bočnu podršku kako bi se poboljšala ukupna stabilnost glavne konstrukcije u industrijskim zgradama s portalnim čeličnim okvirom.
Jezgro sistema ograđivanja za industrijske zgrade sa čeličnim okvirom su obložni paneli, koji su obično izrađeni od tankih limova valjanih profila ili drugih laganih kompozitnih materijala. Ovi paneli su povezani sa sekundarnom konstrukcijom putem specifičnih metoda kako bi podnijeli vanjska opterećenja poput vjetra, snijega i građevinskih opterećenja. Vrijedi napomenuti da obložni paneli nisu samo poduprti sekundarnom konstrukcijom, već mogu pružiti i bočnu podršku za sekundarnu konstrukciju, do određene mjere povećavajući stabilnost sekundarne konstrukcije.
Štaviše, nakon što se obložne ploče spoje sa sekundarnom strukturom, one formiraju snažnu krutost na smicanje u svojoj ravni - fenomen poznat kao "efekat dijafragme". Ovaj efekat omogućava industrijskim zgradama sa portalnim čeličnim okvirom opterećenim ravninom da imaju određene prostorne strukturne performanse.
Osim toga, krovne i međustupne veze industrijskih zgrada s portalnim čeličnim okvirom obično se projektuju kao zategnuti elementi, pri čemu se preferiraju zategnute poprečne čelične veze. Ako konstrukcija uključuje dizalice nosivosti veće od 5 tona, međustupne veze moraju se zamijeniti kutnim čeličnim ili drugim profiliranim čeličnim vezama. Za međustupne veze u dijelu međuspratne konstrukcije industrijskih zgrada s portalnim čeličnim okvirom, također treba odabrati kutne čelične ili druge profilirane čelične veze.
U skladu sa stvarnim arhitektonskim zahtjevima, elementi portalnog čeličnih okvira različitih veličina mogu se rasporediti i kombinirati kako bi se formirali različiti strukturni oblici, koji zadovoljavaju potrebe korištenja različitih jednokatnih zgrada. Uobičajeni oblici uključuju one s djelomičnim mezaninima, s ventilatorima ili parapetima, s nadstrešnicama i s prepustima strehe. Također se mogu projektirati kao jednonagibni, višerasponski s jednim sljemenom i dvostrukim nagibima, višerasponski s više sljemena i više nagiba, te kombinirani visoki i niski rasponi. Osim toga, u nekim scenarijima se koriste i portalni čelični okviri okvira.
▪ Osnovni oblici Portalne zgrade sa čeličnim okvirom
▪ Lokalni spojevi drugog sprata - pogledajte višespratne okvirne sisteme
U izvedenim strukturnim oblicima portalnih čeličnih okvira, oprema za dizalice također se može fleksibilno rasporediti prema stvarnim potrebama, a istovremeno se mogu dodati i djelomični prostori drugog kata.
U suštini, zabatni portalni okviri također spadaju u kategoriju portalnih okvira s više raspona; glavna razlika leži u njihovim međustupovima, čija je orijentacija presjeka rotirana za 90 stupnjeva u usporedbi s konvencionalnim stupovima portalnog okvira.
Izbor čelika za industrijske zgrade sa portalnim čeličnim okvirom na osnovu standarda i uobičajenih vrsta čelika
Izbor čelika za industrijske zgrade s portalnim okvirima treba biti zasnovan na kineskim nacionalnim standardima. Propisi za projektovanje čeličnih konstrukcija (GB 50017) i Tehnička specifikacija za čelične konstrukcije lakih portalnih ramovskih zgrada (GB 51022). Najčešće korištene vrste čelika i njihovi scenariji primjene su sljedeći:
Čelik Q235, kao najčešće korišten i najekonomičniji izbor, ima granicu razvlačenja od 235 N/mm² i posjeduje dobru čvrstoću, duktilnost i zavarljivost. Ispunjava zahtjeve većine zgrada s portalnim okvirima bez dizalica ili s dizalicama male tonaže; nije samo preferirani materijal za glavne okvire (grede, stupove), već i čelik koji se obično koristi za sekundarne konstrukcije (rožnjače, zidne nosače);
Čelik Q355 (ranije označen kao Q345) pogodan je za kritičnije komponente, s granicom tečenja od 355 N/mm². Njegova čvrstoća je približno 36% veća od čvrstoće čelika Q235. Kada konstrukcija ima veliki raspon, veliko opterećenje (kao što je slučaj s dizalicama velike tonaže) ili veliki razmak između stubova, upotreba čelika Q355 može efikasno smanjiti veličinu poprečnog presjeka komponenti i uštedjeti potrošnju čelika. Iako je njegova jedinična cijena nešto viša, nudi bolju ukupnu ekonomičnost i često se koristi za glavne okvire (grede, stubove) izložene velikim opterećenjima.
Čelici veće čvrstoće kao što su Q390, Q420 i Q460 rijetko se koriste u portalnim okvirima i razmatraju se samo u super velikim projektima sa posebnim teškim dizalicama ili ekstremnim uslovima opterećenja. Općenito, Q235B ili Q355B se obično koriste za glavne okvire (grede, stubove), dok se čelik Q235 obično usvaja za sekundarne konstrukcije (rožnjače, zidne nosače).
Praktični principi rasporeda za industrijske zgrade sa čeličnim okvirom
Raspored industrijskih zgrada sa čeličnim okvirom prati sistematsku logiku planiranja, fokusirajući se na bočne krute okvire, uzdužna učvršćivanja, sisteme zatvaranja i sekundarne konstrukcije. Detalji su sljedeći:
- Raspored bočnog krutog okvira (glavni sistem otpora bočnim silama): Kao "skelet" industrijskih zgrada s portalnim čeličnim okvirom, bočni kruti okviri nose sva vertikalna i bočna opterećenja. Rasponi se trebaju odrediti na osnovu zahtjeva procesa kao što su širina proizvodne linije, raspored opreme i logistički prolazi. Uobičajeni ekonomski raspon kreće se od 18 m do 36 m; veći rasponi (npr. preko 45 m) su tehnički izvodljivi, ali zahtijevaju ekonomsku usporedbu - ponekad je korištenje rešetki ili konzola isplativije. Bočni kruti okviri mogu biti raspoređeni kao jednorasponski, dvostrukorasponski ili višerasponski. U višerasponskim rasporedima, međustupovi obično imaju oblik stupova s klinovima, koji su zglobno spojeni s gredama radi pojednostavljenja konstrukcije i uštede materijala. Razmak stupova (tj. udaljenost između krutih okvira) ključni je faktor koji utječe na potrošnju čelika i ekonomičnost; uobičajeni ekonomski razmak stupova je od 6 m do 9 m, a 7.5 m ili 8 m se široko koristi u scenarijima bez dizalica ili s dizalicama male tonaže. Povećanje razmaka između stubova (npr. na 12 m) značajno će povećati potrošnju čelika za krute okvirne grede i grede kranova, ali smanjuje broj krutih okvira i temelja - potrebni su sveobuhvatni kompromisi, a potrošnja čelika za grede i zidne pojaseve također će se shodno tome povećati. Visina strehe određena je servisnim razmakom, visinom vrha šine krana i visinom krovne konstrukcije; nagib krova je obično 5% do 10% (približno 1/20 do 1/10) - premali nagib je nepovoljan za odvodnju, dok preveliki nagib povećava volumen zgrade i potrošnju čelika.
- Raspored uzdužnog sistema učvršćivanja (osiguranje ukupne stabilnosti): Uzdužni sistem učvršćivanja djeluje kao "veza" industrijskih zgrada sa portalnim čeličnim okvirom, povezujući pojedinačne bočne krute okvire u stabilnu prostornu cjelinu kako bi se oduprli uzdužnim opterećenjima (kao što su uzdužna opterećenja vjetrom, seizmičke sile i uzdužne sile kočenja dizalicom) i osigurali stabilnost tokom instalacije. Što se tiče položaja rasporeda, horizontalno učvršćivanje krova obično se postavlja u krajnjim poljima (prvi ili drugi) i srednjim poljima temperaturnih sekcija u određenim intervalima (npr. ≤60 m); za duge radionice moraju se postaviti temperaturni dilatacijski spojevi, s učvršćenjima ugrađenim na obje strane spojeva. Međustupna učvršćivanja trebaju biti postavljena u istim poljima kao i horizontalno učvršćivanje krova kako bi se formirao snažan sistem rešetki otporan na bočne sile, prenoseći opterećenja na temelj. Za oblike rasporeda obično se koriste okrugli čelični poprečni oblici (zategnuti zateznim bravama) ili ugaoni čelični poprečni oblici - okrugli čelični poprečni oblici su lagani i ekonomični, nose samo zatezanje (dizajnirani kao zatezni elementi), što ih čini najčešćim oblikom. Kada se poprečno učvršćivanje ne može postaviti na mjesta s velikim otvorima vrata ili prolazima, umjesto toga se mogu koristiti portalna učvršćivanja. Njegove osnovne funkcije uključuju obezbjeđivanje tačaka oslonca izvan ravnine za krute okvirne stubove kako bi se smanjila njihova efektivna dužina, prenošenje i otpor uzdužnim horizontalnim silama i osiguranje ukupne stabilnosti konstrukcije tokom instalacije.
- Raspored sistema kućišta i sekundarne strukture: Razmak između greda i zidnih nosača u zgradama sa čeličnim okvirom uglavnom je određen čvrstoćom i krutošću krovnih i zidnih panela, s uobičajenim razmakom od 1.5 m. Da bi se smanjila efektivna dužina greda i zidnih nosača izvan ravnine i poboljšala nosivost, treba ugraditi sistem zateznih šipki i podupirača (obično izrađen od okruglog čelika) kako bi se formirao stabilan sistem nošenja sila. Vjetarni stubovi su postavljeni na zabatima kako bi podnijeli opterećenja vjetra koja prenose zabatni zidni paneli; njihovi gornji krajevi su zglobno pričvršćeni na krute grede okvira preko završnih ploča, omogućavajući prijenos i horizontalnih i vertikalnih sila.
- Sažetak procesa osnovnog izgleda: Proces osnovnog rasporeda portalnih čeličnih konstrukcija slijedi logiku "orijentisano prema potražnji → preliminarno planiranje → sistematski raspored → proračun i optimizacija". Prvo, odrediti raspon, visinu, nosivost dizalice i položaje vrata na osnovu zahtjeva procesa; zatim u početku potvrditi ekonomski razuman razmak stubova (npr. 7.5 m) i nagib krova (npr. 1/10); zatim postaviti bočne krute okvire kako bi se formirao glavni nosivi sistem; zatim postaviti uzdužne veze, postaviti krovne veze i međustupne veze u krajnjim poljima i srednjim temperaturnim dijelovima kako bi se izgradila stabilna prostorna struktura; potom razumno rasporediti sekundarne konstrukcije kao što su grede, zidni pojasevi i njihovi sistemi zateznih šipki; na kraju, postaviti zabatni sistem i rasporediti vjetrobranske stubove. Konačno, svi rasporedi moraju biti modelirani, izračunati i optimizirani korištenjem softvera za strukturni proračun (kao što su PKPM, YJK) kako bi se osiguralo da su ispunjeni svi principi rasporeda.
Projektne tačke za industrijske zgrade sa portalnim čeličnim okvirom: Seizmička otpornost i zaštita od požara
Prilikom projektovanja industrijskih zgrada sa portalnim čeličnim okvirom za seizmičku otpornost, prva stvar na koju se treba fokusirati je racionalnost ukupnog rasporeda: masa i krutost konstrukcije radionice moraju biti ravnomjerno raspoređene. To osigurava da radionica ravnomjerno podnosi silu i koordinirano se deformira pod seizmičkim djelovanjem, minimizirajući rizik od lokalnog preopterećenja i naknadnih strukturnih oštećenja uzrokovanih neravnomjernom krutošću. Za poprečni strukturni dizajn, pogodniji su kruti okviri ili okviri gdje krovna rešetka i stubovi formiraju određeni stepen konsolidacije - ovaj dizajn u potpunosti iskorištava nosivost čelične konstrukcije, smanjuje poprečne strukturne deformacije i dodatno poboljšava seizmički kapacitet.
Posebno je važno napomenuti da je većina oštećenja na industrijskim radionicama sa čeličnim okvirom uzrokovana nestabilnošću elemenata, a ne nedovoljnom čvrstoćom elemenata. Stoga je razuman raspored sistema učvršćivanja ključan: naučno postavljanje komponenti kao što su međustupne učvršćivanja i horizontalne učvršćivanja krovnih rešetki može efikasno osigurati ukupnu stabilnost konstrukcije radionice i spriječiti nestabilnost elemenata pod seizmičkim djelovanjem. Osim toga, projektovanje strukturnih spojnih čvorova mora biti strogo kontrolisano - bitno je osigurati da čvorovi ne puknu prije punog poprečnog presjeka strukturnih elemenata, omogućavajući elementima da uđu u plastično radno stanje i u potpunosti apsorbuju seizmičku energiju, čime se maksimizira seizmička otpornost zgrade.
Osnovne prednosti industrijskih zgrada sa portalnim čeličnim okvirom: efikasnost, vlastita težina i prilagodljivost prostoru
Popularnost industrijskih zgrada sa čeličnim okvirom u industrijskom sektoru proizilazi iz njihovih praktičnih prednosti u više aspekata. Počevši od efikasnosti gradnje, čelične konstrukcijske komponente ovih zgrada mogu se masovno proizvoditi u fabrikama, eliminirajući potrebu za složenim radovima na livenju na licu mjesta; nakon transporta na gradilište, zgrada se može završiti samo sastavljanjem komponenti. Cijeli proces je jednostavan i efikasan, što značajno skraćuje građevinski ciklus projekta i pomaže preduzećima da brže pokrenu proizvodnju.
Što se tiče vlastite težine zgrade, prednost industrijskih zgrada s portalnim čeličnim okvirom je još značajnija: mogu smanjiti strukturnu masu zgrade za približno 30%. Ova karakteristika je posebno kritična u dva scenarija - jedan su područja s niskom nosivošću temelja, gdje manja vlastita težina smanjuje pritisak na temelj i smanjuje troškove ojačanja temelja; drugi su područja s visokim intenzitetom seizmičkog ojačanja, gdje lakša konstrukcija smanjuje inercijalnu silu pod seizmičkim djelovanjem, što rezultira mnogo boljom sveobuhvatnom ekonomičnošću u usporedbi s tradicionalnim armiranobetonskim konstrukcijskim sustavima.
Kada je u pitanju iskorištenost prostora i funkcionalna prilagodljivost, industrijske zgrade sa portalnim čeličnim okvirom također se dobro pokazuju. Njihov ekonomski raspon obično se kreće od 24 do 30 metara, pružajući dovoljno prostora za poslovanje i zadovoljavajući potrebe za velikim prostorom različitih industrijskih aktivnosti kao što su mehanička obrada i logističko skladištenje; istovremeno, konstrukcijski dizajn nudi visoku fleksibilnost. Preduzeća mogu prilagoditi strukturu u višespratne ili višerasponske konfiguracije na osnovu svojih stvarnih proizvodnih potreba, pa čak i instalirati posebnu industrijsku opremu poput dizalica, u potpunosti se prilagođavajući proizvodnim scenarijima različitih industrija.
Projektovanje protivpožarne zaštite: Rješavanje nedostatka otpornosti čelika na toplinu i izbjegavanje rizika od urušavanja
Industrijske zgrade sa portalnim čeličnim okvirom imaju značajnu slabost: slabu otpornost čeličnih konstrukcija na vatru. Kada temperatura čelika pređe 100℃, njegove performanse se postepeno mijenjaju s porastom temperature: zatezna čvrstoća se kontinuirano smanjuje, dok se plastičnost povećava; kada temperatura dostigne 500℃, čvrstoća čelika pada na izuzetno nizak nivo, nesposoban da podnese težinu zgrade, što na kraju može dovesti do urušavanja čelične konstrukcije.
Stoga, propisi o projektovanju jasno propisuju da ako temperatura površine čelične konstrukcije može biti u okruženju iznad 150℃, moraju se poduzeti mjere toplotne izolacije i zaštite od požara. Trenutno, najčešće korišteno rješenje u industriji je nanošenje premaza otpornih na toplotu na površinu čelične konstrukcije - ovi premazi formiraju sloj toplotne izolacije u okruženjima s visokim temperaturama, usporavajući brzinu porasta temperature čelika, kupujući vrijeme za spašavanje u slučaju požara i štiteći performanse čelika od brze degradacije, efikasno izbjegavajući rizik od urušavanja zgrade.
O autoru: K-HOME
K-home Steel Structure Co., Ltd prostire se na površini od 120,000 kvadratnih metara. Bavimo se dizajnom, budžetom projekta, izradom i ugradnja PEB čeličnih konstrukcija i sendvič paneli sa kvalifikacijama za generalni ugovarač drugog razreda. Naši proizvodi pokrivaju lake čelične konstrukcije, PEB zgrade, jeftine montažne kuće, kontejnerske kuće, C/Z čelik, različiti modeli čeličnih ploča u boji, PU sendvič paneli, eps sendvič paneli, sendvič paneli od kamene vune, paneli za hladnjače, ploče za prečišćavanje i drugi građevinski materijali.