Ùn saltate micca a pupularizazione di a cunniscenza nantu à l'edificii industriali à struttura d'acciaiu à portale
In generale, un edifiziu industriale à struttura d'acciaio à portale hè un edifiziu industriale cù una struttura in acciaio cum'è u so principale sistema portante. U so core di cuncepimentu si trova in l'usu di u quadru d'acciaio à portale cum'è u principale supportu portante - in forma di porte di ogni ghjornu, hè simplice ma abbastanza stabile per supportà u pesu di a struttura principale di l'edifiziu. Hè ancu un tipu ligeru cumunu, cù i principali cumpunenti portanti cumpresi travi in acciaio è colonne in acciaio, chì presentanu una disposizione generale in forma di "porta" chì tipica l'edifizii industriali à telaio d'acciaio à portale.
A forma strutturale di l'edificii industriali à struttura d'acciaio à portale pò esse adattata in modu flessibile à i bisogni attuali. In particulare, l'edificii industriali à struttura d'acciaio à portale leggera sò ideali per edifici di officina in acciaio senza gru di pruduzzione, mentre chì quelle pesanti sò indispensabili per quelli chì anu bisognu di gru per trasportà materiali / attrezzature pesanti. In termini di layout, offrenu opzioni à campata unica, doppia campata è multi-campata, è ponu esse dotate di sporgenze di grondaia, annessi, o ancu aggiornate à edifici d'acciaio à più piani secondu i requisiti di u prugettu. Mudificazioni persunalizate (per esempiu, sporgenze di grondaia impermeabili, picculi annessi ausiliari) ponu ancu esse adattate per elli.
Questi vantaghji rendenu l'edificii industriali à struttura in acciaio à portale ben adattati à i bisogni di l'industria di a custruzzione. Senza colonne di supportu eccessive, evitanu l'ostruzioni quandu si piazzanu l'attrezzature di fabbrica, si almacenanu e merci di magazzinu o si facilitanu l'operazioni di i travagliadori. Inoltre, i so cumpunenti chjave ponu esse prefabbricati in fabbriche è assemblati in situ - questu ùn solu accorcia u ciclu di custruzzione di l'edificii industriali à struttura in acciaio à portale, ma garantisce ancu una qualità consistente. Anu ancu una forte resistenza à u ventu, à a neve è à i terremoti, assicurendu una stabilità à longu andà.
Oghje ghjornu, l'edificii industriali cù struttura in acciaio à portale ùn sò micca solu a prima scelta per i laboratori di fabbrica è i grandi siti di almacenamentu, ma ancu affidabili per i lochi cummerciali è e strutture culturali è di divertimentu. In fatti, tutti i prughjetti chì necessitanu un spaziu internu apertu danu priorità à l'edificii industriali prefabbricati cù struttura in acciaio à portale, postu chì equilibranu funzionalità, efficienza è durabilità - ragioni chjave per a so pupularità in a custruzzione muderna.
Capisce facilmente i cumpunenti è i dettagli strutturali di l'edifici industriali à struttura in acciaio à portale
In i principali cumpunenti strutturali di l'edificii industriali à struttura in acciaio à portale, e colonne è e travi di u tettu ponu esse cuncipite cum'è elementi in forma di H o à reticolo à tela solida. Per riduce u cunsumu d'acciaio, questi elementi ponu ancu aduttà una sezione trasversale variabile basata annantu à a distribuzione di u diagramma di u mumentu flettente. Mentre chì l'elementi à tela solida utilizanu un pocu più acciaio, sò faciuli da fabricà è largamente applicati in prughjetti pratichi di edifici industriali à struttura in acciaio à portale.
Per a struttura secundaria di l'edificii industriali cù struttura in acciaio à portale, l'acciaio à pareti sottili furmatu à fretu hè preferitu per i purlini di u tettu è i travetti di i muri; se a spaziatura di e colonne di a pianta supera i 12 m, i purlini di tipu truss sò più ecunomichi. Cum'è membri flessori, a struttura secundaria si cunnetta à a struttura rigida principale per mezu di bulloni - porta i carichi da u sistema di recinzione, li trasferisce à a struttura principale è furnisce un supportu laterale per migliurà a stabilità generale di a struttura principale in l'edificii industriali cù struttura in acciaio à portale.
U core di u sistema di recinzione per l'edificii industriali cù struttura in acciaio à portale hè custituitu da pannelli di rivestimentu, chì sò generalmente fatti di lamiere metalliche sottili furmate in rulli o altri materiali cumposti leggeri. Quessi pannelli sò cunnessi à a struttura secundaria per mezu di metudi specifichi per suppurtà carichi esterni cum'è u ventu, a neve è i carichi di custruzzione. Vale a pena nutà chì i pannelli di rivestimentu ùn sò micca solu supportati da a struttura secundaria, ma ponu ancu furnisce un supportu laterale per a struttura secundaria, rinfurzendu a stabilità di a struttura secundaria finu à un certu puntu.
Inoltre, dopu chì i pannelli di rivestimentu sò cunnessi à a struttura secundaria, formanu una forte rigidità di taglio in u so propiu pianu - un fenomenu cumunimenti cunnisciutu cum'è "effettu diaframma". Questu effettu permette à l'edificii industriali di struttura d'acciaio à portale caricatu da u pianu di avè certe prestazioni strutturali spaziali.
Inoltre, i rinforzi di u tettu è i rinforzi intercolonne di l'edifici industriali cù struttura in acciaio à portale sò generalmente cuncipiti cum'è elementi di tensione, cù i rinforzi in acciaio trasversale stretti chì sò a scelta preferita. Se a struttura include gru cù una capacità di più di 5 tunnellate, i rinforzi intercolonne devenu esse rimpiazzati cù rinforzi in acciaio angulare o altri rinforzi in acciaio di sezione. Per i rinforzi intercolonne in a parte di a struttura mezzanina di l'edifici industriali cù struttura in acciaio à portale, devenu ancu esse scelti rinforzi in acciaio angulare o altri rinforzi in acciaio di sezione.
Sicondu i bisogni architettonichi attuali, l'elementi di struttura in acciaio à portale di diverse dimensioni ponu esse disposti è cumminati per furmà una varietà di forme strutturali, chì rispondenu à i bisogni d'usu di vari edifici à un pianu. E forme cumuni includenu quelle cù mezzanini parziali, cù ventilatori o parapetti, cù tetti è cù sporgenze di grondaia. Puderanu ancu esse cuncipiti cum'è à pendenza unica, à più campate cù cresta unica è doppia pendenza, à più campate cù creste multiple è pendenza multipla, è cumbinazioni di campate alte è basse. Inoltre, in certi scenarii sò ancu aduprati telai in acciaio à portale di tipu telaio.
▪ Forme basiche di Edifici à struttura in acciaio à portaleEnseñanza
▪ I giunti lucali di u secondu pianu si riferiscenu à i sistemi di telaio à più piani
In e forme strutturali derivate di i telai d'acciaio à portale, l'attrezzatura di gru pò ancu esse disposta in modu flessibile secondu i bisogni effettivi, è spazii parziali di u secondu pianu ponu esse aghjunti à u listessu tempu.
Essenzialmente, i telai di portali à timpano appartenenu ancu à a categuria di i telai di portali à più campate; a principale differenza stà in e so colonne intermedie, chì l'orientazione di a so sezione hè ruotata di 90 gradi paragunata à quella di e colonne di telai di portali convenzionali.
Selezzione di l'acciaiu per edifici industriali à struttura in acciaio à portale basata nantu à i standard è i gradi cumuni
A selezzione di l'acciaiu per l'edificii industriali à struttura à portale serà basata nantu à e norme naziunali cinesi. Codice per a Cuncepzione di Strutture in Acciaiu (GB 50017) è Specifiche tecniche per strutture in acciaio di edifici a telaio portale leggero (GB 51022). I gradi d'acciaiu cumunimenti usati è i so scenarii d'applicazione sò i seguenti:
L'acciaiu Q235, cum'è a scelta a più cumunamente aduprata è ecunomica, hà una resistenza à u snervamentu di 235N/mm² è pussede una bona resistenza, duttilità è saldabilità. Risponde à i requisiti di a maiò parte di l'edificii à portale senza gru o cù gru di picculu tunnellaggiu; ùn hè micca solu u materiale preferitu per i telai principali (travi, colonne) ma ancu l'acciaiu di solitu adupratu per e strutture secundarie (arcarecci, travetti murali);
L'acciaiu Q355 (prima designatu cum'è Q345) hè adattatu per cumpunenti più critichi, cù una resistenza à u snervamentu di 355N/mm². A so resistenza hè circa 36% più alta di quella di l'acciaiu Q235. Quandu a struttura hà una grande campata, un caricu pesante (cum'è cù gru di grande tunnellata), o una grande spaziatura di e colonne, l'usu di l'acciaiu Q355 pò riduce efficacemente a dimensione di a sezione trasversale di i cumpunenti è risparmià u cunsumu d'acciaiu. Ancu s'è u so prezzu unitariu hè ligeramente più altu, offre una megliu ecunumia generale, è hè spessu adupratu per i telai principali (travi, colonne) sottumessi à carichi elevati.
L'acciai à resistenza più elevata cum'è Q390, Q420 è Q460 sò raramente usati in i telai à portali è sò cunsiderati solu in prughjetti super grandi cù gru speciali per carichi pesanti o cundizioni di carica estreme. In generale, Q235B o Q355B hè cumunemente adupratu per i telai principali (travi, colonne), mentre chì l'acciaio Q235 hè generalmente aduttatu per e strutture secundarie (arcarecci, travetti murali).
Principii pratichi di layout per edifici industriali à struttura in acciaio à portale
A disposizione di l'edifici industriali à struttura in acciaio à portale segue una logica di pianificazione sistematica, cuncentrandosi nantu à i telai rigidi laterali, i controventi longitudinali, i sistemi di chiusura è e strutture secondarie. I dettagli sò i seguenti:
- Disposizione di u quadru rigidu laterale (sistema principale di resistenza à a forza laterale): Cum'è u "scheletru" di l'edificii industriali à struttura d'acciaiu à portale, i telai rigidi laterali supportanu tutti i carichi verticali è i carichi laterali. Per e campate, devenu esse determinate in basa à i requisiti di u prucessu cum'è a larghezza di a linea di pruduzzione, a disposizione di l'attrezzatura è i passaggi logistichi. A campata ecunomica cumuna varieghja da 18 m à 36 m; campate più grande (per esempiu, più di 45 m) sò tecnicamente fattibili, ma richiedenu un paragone ecunomicu - qualchì volta l'usu di capriate o staffe hè più economicu. I telai rigidi laterali ponu esse disposti cum'è campata unica, campata doppia o campata multipla. In i layout à campate multiple, e colonne intermedie di solitu adottanu a forma di colonne cù estremità a perno, chì sò incernierate à e travi per simplificà a custruzzione è risparmià materiali. A spaziatura di e colonne (vale à dì, a distanza trà i telai rigidi) hè un fattore chjave chì influenza u cunsumu è l'ecunumia di l'acciaiu; a spaziatura ecunomica cumuna di e colonne hè da 6 m à 9 m, è 7.5 m o 8 m hè largamente aduprata in scenarii senza gru o cù gru di picculu tunnellaggiu. Aumentà a spaziatura di e colonne (per esempiu, à 12 m) aumenterà significativamente u cunsumu d'acciaiu per e travi di telaio rigidu è e travi di gru, ma riduce u numeru di telai rigidi è fundazioni - sò necessarii compromessi cumpleti, è ancu u cunsumu d'acciaiu per i purlins è i girts di muru aumenterà di cunseguenza. L'altezza di a grondaia hè determinata da a distanza di serviziu, l'altezza di a cima di a rotaia di a gru è l'altezza di a struttura di u tettu; a pendenza di u tettu hè di solitu da 5% à 10% (circa 1/20 à 1/10) - una pendenza troppu chjuca hè sfavurevule per u drenaggiu, mentre chì una pendenza troppu grande aumenta u vulume di l'edifiziu è u cunsumu d'acciaiu.
- Disposizione di u sistema di rinforzu longitudinale (garantisce a stabilità generale): U sistema di rinforzu longitudinale agisce cum'è i "ligamenti" di l'edificii industriali à struttura in acciaio à portale, cunnettendu i telai rigidi laterali individuali in un inseme spaziale stabile per resiste à i carichi longitudinali (cum'è i carichi longitudinali di u ventu, e forze sismiche è e forze di frenata longitudinali di a gru) è assicurà a stabilità durante l'installazione. In quantu à e pusizioni di layout, u rinforzu orizzontale di u tettu hè generalmente dispostu in e baie terminali (prima o seconda) è in e baie medie di e sezioni di temperatura à certi intervalli (per esempiu, ≤60 m); per i laboratori lunghi, i giunti di dilatazione di a temperatura devenu esse stallati, cù rinforzi installati da i dui lati di i giunti. I rinforzi intercolonne devenu esse disposti in e stesse baie di u rinforzu orizzontale di u tettu per furmà un forte sistema di capriate resistente à a forza laterale, trasferendu i carichi à a fundazione. Per e forme di layout, si utilizanu generalmente forme trasversali in acciaio tonde (strette cù tenditori) o forme trasversali in acciaio angulare - u rinforzu in acciaio tonde hè leggeru è ecunomicu, supportendu solu a tensione (cuncepitu cum'è membri di tensione), ciò chì ne face a forma più cumuna. Quandu u rinforzu trasversale ùn pò esse installatu in lochi cù grandi aperture di porte o passaggi, si pò aduprà invece u rinforzu à portale. E so funzioni principali includenu furnisce punti di supportu fora di u pianu per e colonne di telaio rigidu per riduce a so lunghezza effettiva, trasferendu è resistendu à e forze orizzontali longitudinali, è assicurendu a stabilità generale di a struttura durante l'installazione.
- Sistema di recinzione è struttura secundaria: A spaziatura di i purlins è di e traverse di i muri in l'edificii cù struttura in acciaio à portale hè principalmente determinata da a resistenza è a rigidità di i pannelli di u tettu è di i pannelli di i muri, cù una spaziatura cumuna di 1.5 m. Per riduce a lunghezza effettiva fora di u pianu di i purlins è di e traverse di i muri è migliurà a capacità portante, un sistema di tirante è puntoni (di solitu fattu d'acciaio tondu) deve esse installatu per furmà un sistema di supportu di forza stabile. E colonne di u ventu sò disposte à i timpani per supportà i carichi di u ventu trasmessi da i pannelli di i muri à timpano; e so estremità superiori sò incernierate à travi di telaio rigide per mezu di piastre terminali, chì permettenu u trasferimentu di forze sia urizzuntali sia verticali.
- Prucessu di Riassuntu di u Core Layout: U prucessu di cuncepimentu di u core di l'edificii à struttura d'acciaiu à portale seguita a logica di "orientatu à a dumanda → pianificazione preliminare → cuncepimentu sistematicu → calculu è ottimizazione". Prima, determinate a campata, l'altezza, u tonnellaggio di a gru è e pusizioni di e porte secondu i requisiti di u prucessu; dopu cunfirmate inizialmente a distanza trà e colonne economicamente ragionevule (per esempiu, 7.5 m) è a pendenza di u tettu (per esempiu, 1/10); dopu, urganizate i telai rigidi laterali per furmà u sistema portante principale; dopu installate i rinforzi longitudinali, impostendu i rinforzi di u tettu è i rinforzi intercolonne in e baie terminali è in u mezu di e sezioni di temperatura per custruisce una struttura spaziale stabile; dopu, urganizate ragiunevolmente e strutture secondarie cum'è i purlini, i girt di i muri è i so sistemi di tiranti; infine, stallate u sistema di timpani è urganizate e colonne di u ventu. Infine, tutti i cuncepimenti devenu esse modellati, calculati è ottimizzati utilizendu un software di calculu strutturale (cum'è PKPM, YJK) per assicurà chì tutti i principii di cuncepimentu sianu rispettati.
Punti di cuncepimentu per edifici industriali à struttura in acciaio à portale: resistenza sismica è prutezzione da u focu
Quandu si cuncepiscenu edifici industriali cù struttura in acciaio à portale per a resistenza sismica, a prima cosa da cuncentrà si hè a razionalità di u layout generale: a massa è a rigidità di a struttura di l'officina devenu esse distribuite uniformemente. Questu assicura chì l'officina supporti a forza uniformemente è si deformi coordinatamente sottu à l'azione sismica, minimizendu u risicu di sovraccaricu lucale è di danni strutturali successivi causati da una rigidità irregulare. Per u cuncepimentu strutturale trasversale, i telai rigidi sò più adatti, o telai induve a capriata è e colonne di u tettu formanu un certu gradu di cunsulidazione - questu cuncepimentu sfrutta pienamente e prestazioni portanti di a struttura in acciaio, riduce a deformazione strutturale trasversale è migliora ulteriormente a capacità sismica.
Hè particularmente impurtante di nutà chì a maiò parte di i danni à l'officine industriali di struttura in acciaio à portale sò causati da l'instabilità di i membri piuttostu chè da una forza insufficiente di i membri. Dunque, a disposizione ragionevule di u sistema di rinforzu hè cruciale: u piazzamentu scientificu di cumpunenti cum'è u rinforzu intercolonna è u rinforzu orizzontale di e capriate di u tettu pò assicurà efficacemente a stabilità generale di a struttura di l'officina è prevene l'instabilità di i membri sottu l'azione sismica. Inoltre, a cuncepzione di i nodi di cunnessione strutturale deve esse strettamente cuntrullata - hè essenziale assicurà chì i nodi ùn fallinu micca prima di a sezione trasversale cumpleta di i membri strutturali, permettendu à i membri di entre in un statu di travagliu plasticu è assorbe cumpletamente l'energia sismica, massimizendu cusì a resistenza sismica di l'edifiziu.
Vantaghji principali di l'edificii industriali à struttura in acciaio à portale: Efficienza, pesu propiu è adattabilità spaziale
A pupularità di l'edificii industriali à struttura in acciaio à portale in u settore industriale deriva da i so vantaghji pratichi in parechji aspetti. Cuminciendu cù l'efficienza di a custruzzione, i cumpunenti strutturali in acciaio di sti edifici ponu esse prudutti in massa in fabbriche, eliminendu a necessità di travaglii di getto cumplessi in situ; una volta trasportati in u situ di custruzzione, l'edifiziu pò esse cumpletatu solu assemblendu i cumpunenti. Tuttu u prucessu hè simplice è efficiente, accurtendu significativamente u ciclu di custruzzione di u prugettu è aiutendu l'imprese à inizià a pruduzzione più rapidamente.
In termini di pesu propiu di l'edifiziu, u vantaghju di l'edificii industriali cù struttura in acciaio à portale hè ancu più nutèvule: pò riduce a massa strutturale di l'edifiziu di circa u 30%. Sta caratteristica hè particularmente critica in dui scenarii: unu hè e zone cù bassa capacità portante di e fundazioni, induve u pesu propiu più ligeru riduce a pressione nantu à e fundazioni è riduce u costu di u rinforzu di e fundazioni; l'altru hè e zone cù alta intensità di fortificazione sismica, induve a struttura più ligera riduce a forza inerziale sottu à l'azione sismica, risultendu in una ecunumia cumpleta assai megliu paragunata à i sistemi strutturali tradiziunali in cimentu armatu.
Quandu si tratta di l'utilizazione di u spaziu è di l'adattabilità funzionale, l'edificii industriali cù struttura in acciaio à portale anu ancu boni risultati. A so portata ecunomica varieghja tipicamente da 24 à 30 metri, furnendu un spaziu sufficiente per l'operazioni è rispondendu à i bisogni di grande spaziu di varie attività industriali cum'è a trasfurmazione meccanica è u almacenamentu logisticu; à u listessu tempu, u disignu strutturale offre una grande flessibilità. L'imprese ponu adattà a struttura in cunfigurazioni à più piani o à più campate basate nantu à i so bisogni di pruduzzione effettivi, è ancu installà apparecchiature industriali speciali cum'è gru, adattendusi cumpletamente à i scenarii di pruduzzione di diverse industrie.
Cuncepimentu di Prutezzione contr'à u Focu: Affrontà a Deficienza di Resistenza à u Calore di l'Acciaiu è Evità u Risicu di Crollu
L'edificii industriali à struttura in acciaio à portale anu una debulezza notevule: a scarsa resistenza à u focu di e so strutture in acciaio. Una volta chì a temperatura di l'acciaio supera i 100 ℃, e so prestazioni cambianu gradualmente cù l'aumentu di a temperatura: a resistenza à a trazione diminuisce continuamente, mentre chì a plasticità aumenta; quandu a temperatura righjunghji i 500 ℃, a resistenza di l'acciaio scende à un livellu estremamente bassu, incapace di supportà u pesu di l'edifiziu, ciò chì pò purtà à u crollu di a struttura in acciaio.
Dunque, i codici di cuncepimentu stipulanu chjaramente chì se a temperatura di a superficia di a struttura d'acciaiu pò esse in un ambiente superiore à 150 ℃, devenu esse prese misure d'isolamentu termicu è di prutezzione contr'à l'incendii. Attualmente, a suluzione più cumunamente aduprata in l'industria hè di applicà rivestimenti resistenti à u calore à a superficia di a struttura d'acciaiu - questi rivestimenti formanu un stratu d'isolamentu termicu in ambienti à alta temperatura, rallentendu a velocità di l'aumentu di a temperatura di l'acciaiu, guadagnendu tempu per u salvamentu in casu d'incendiu è pruteggendu e prestazioni di l'acciaiu da una rapida degradazione, evitendu efficacemente u risicu di crollu di l'edifiziu.
À propositu di l'Autore: K-HOME
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