Campata singola vs campata multipla: una guida completa
Nell'architettura moderna, strutture in acciaio sono sempre più ampiamente utilizzati grazie alle loro eccellenti proprietà (elevata resistenza, leggerezza, buona resistenza ai terremoti, brevi periodi di costruzione e grande flessibilità di progettazione) e sono diventati la forma strutturale preferita per molte grandi fabbriche, magazzini e altri edifici.
Tra le varie tipologie di edifici con struttura in acciaio, le strutture in acciaio a campata singola e a campata multipla sono due forme molto comuni, grazie alle loro caratteristiche distintive e agli scenari applicativi. Nei progetti pratici, la scelta tra strutture a campata singola e a campata multipla è una questione fondamentale per molti clienti. Questa scelta non solo influisce direttamente sulla struttura dell'edificio, ma ha anche un impatto sul sistema di gru e sui costi operativi a lungo termine.
Che cosa è uno “span”?
In edifici con struttura in acciaio, una "campata" si riferisce alla distanza tra i centri delle strutture portanti (come le colonne) alle due estremità di un componente strutturale in acciaio, solitamente misurata in metri. La campata è un indicatore fondamentale per misurare l'intervallo di distribuzione spaziale delle strutture in acciaio. Determina le prestazioni portanti e la stabilità strutturale dei componenti. Ad esempio, 7 campate corrispondono a 8 strutture portanti e 5 campate corrispondono a 6 strutture portanti.
Nelle applicazioni pratiche, le campate sono divise in due categorie: campate ordinarie e grandi campateLa gamma comune di campate ordinarie è compresa tra 6 e 30 metri, adatta per impianti industriali ordinari. Le campate superiori a 30 metri sono classificate come strutture a grande campata, comunemente utilizzate in progetti speciali o grandi strutture pubbliche.
Cosa sono le campate singole e le campate multiple?
Struttura a campata unica: una struttura spaziale semplice
Un edificio in acciaio a campata singola è una tipologia di struttura in acciaio semplice ed efficiente. La sua struttura di base è relativamente semplice, costituita principalmente da due pilastri e una trave. Questi due pilastri sopportano i carichi verticali della trave superiore e dell'intera struttura. La trave si estende tra i due pilastri, supportando i carichi provenienti dal tetto e trasferendoli ai pilastri stessi.
Il telaio a campata singola può creare uno spazio aperto, senza pilastri interni che lo ostruiscano. Questa disposizione spaziosa offre grande flessibilità per l'uso funzionale dell'edificio. In alcuni casi edifici ecclesiasticiI telai rigidi a campata singola possono creare spazi interni alti e sacri, consentendo ai fedeli di dedicarsi alle attività religiose in un ambiente spazioso e di percepire un'atmosfera solenne. Nella progettazione di edifici per uffici, questi spazi privi di colonne possono essere suddivisi in modo flessibile in base alle diverse esigenze, facilitando l'allestimento di aree di lavoro aperte, sale riunioni, ecc., per soddisfare i requisiti di flessibilità e apertura degli uffici moderni.
Inoltre, la costruzione di strutture a campata singola è relativamente semplice. Con un numero inferiore di componenti, il processo di installazione è relativamente rapido, il che può ridurre efficacemente i tempi di costruzione e i costi di realizzazione. Questo le rende ampiamente utilizzate in progetti che richiedono tempi di costruzione rapidi, come edifici temporanei e strutture commerciali di rapida installazione.
Struttura a più campate: espansione spaziale combinata
A edificio in acciaio a più campate è formato dalla connessione e dalla combinazione di più telai rigidi a campata singola, che si espandono congiuntamente in uno spazio edilizio più ampio. La sua caratteristica strutturale risiede nel collegamento di travi a campata multipla tramite colonne di supporto interne, formando un sistema strutturale continuo. Queste colonne di supporto non solo sostengono le travi, ma migliorano anche la stabilità e la capacità portante dell'intera struttura, consentendo ai telai rigidi a campata multipla di soddisfare le esigenze di edifici di grandi dimensioni.
Le colonne di supporto interne dei telai rigidi a più campate aumentano la resistenza strutturale, consentendo loro di sopportare carichi maggiori. In alcuni grandi edifici industriali, spesso è necessario posizionare attrezzature meccaniche pesanti, che generano significativi carichi verticali e vibrazioni. Grazie al suo robusto sistema strutturale, il telaio rigido multi-campata può trasferire efficacemente questi carichi alle fondamenta, garantendo l'uso sicuro dello stabilimento. Allo stesso tempo, disponendo correttamente le colonne di supporto, i telai rigidi multi-campata possono ampliare l'area utile effettiva dell'edificio e migliorare l'utilizzo degli spazi. Nella progettazione di grandi magazzini, i telai rigidi multi-campata possono essere suddivisi in modo flessibile in diverse aree funzionali (come aree di stoccaggio, aree di smistamento e passaggi) in base alle esigenze di stoccaggio e trasporto delle merci, realizzando un utilizzo efficiente dello spazio.
Inoltre, i telai rigidi multi-campata presentano alcuni vantaggi anche nella modellazione architettonica. Attraverso la progettazione di diverse combinazioni di campate e forme di copertura, è possibile creare una varietà di aspetti architettonici per soddisfare i requisiti di diversi stili architettonici.
Differenze e connessioni tra strutture a campata singola e a campata multipla
Le campate singole e multiple presentano evidenti differenze sotto diversi aspetti. In termini di forma strutturale, una campata singola ha una struttura semplice con una sola campata e senza pilastri di supporto interni. Una campata multipla, invece, è costituita da più campate con pilastri di supporto interni, il che rende la sua struttura relativamente complessa. Per quanto riguarda il sistema di supporto, la campata singola si basa principalmente su pilastri a entrambe le estremità per supportare le travi e i carichi del tetto, risultando in un sistema di supporto relativamente semplice. Nelle campate multiple, oltre ai pilastri a entrambe le estremità, anche i pilastri di supporto intermedi svolgono un importante ruolo di supporto, formando un sistema di supporto più complesso e stabile.
Un'altra importante differenza tra i due è la disposizione degli spazi interni. Poiché le campate singole non hanno pilastri interni, il loro spazio interno è aperto e continuo, rendendole adatte a edifici che richiedono ampi spazi e un'elevata flessibilità nella suddivisione degli spazi. Sebbene le campate multiple abbiano pilastri di supporto interni, attraverso una ragionevole disposizione della griglia di pilastri e una pianificazione degli spazi, possono formare più spazi relativamente indipendenti ma interconnessi. Questo le rende adatte a edifici che devono suddividere diverse aree funzionali, come grandi fabbriche e magazzini.
Tuttavia, sia le campate singole che quelle multiple condividono anche molti collegamenti. In termini di scelta dei materiali, entrambe utilizzano l'acciaio come materiale strutturale principale. L'acciaio presenta vantaggi quali elevata resistenza, leggerezza e buona plasticità e tenacità, che possono soddisfare i requisiti delle strutture a telaio rigido in termini di capacità portante e capacità di deformazione. In termini di specifiche di progettazione, entrambe devono rispettare i principi di base e gli standard pertinenti della progettazione delle strutture in acciaio, come Codice per la progettazione delle strutture in acciaio (GB 50017-2017). Queste specifiche e norme stabiliscono chiaramente i requisiti di progettazione, calcolo e struttura della struttura, garantendo la sicurezza e l'affidabilità di entrambe le forme strutturali.
Inoltre, presentano somiglianze nel metodo di costruzione. I componenti vengono prima lavorati e realizzati in fabbrica, quindi trasportati in cantiere per l'assemblaggio. Questo metodo non solo migliora l'efficienza costruttiva, ma garantisce anche la precisione e la qualità della lavorazione dei componenti. In termini di manutenzione, entrambi richiedono ispezioni e manutenzioni regolari per prevenire la ruggine e la corrosione dell'acciaio, garantendo così la durata della struttura.
Come scegliere tra una campata singola o una campata multipla?
Richieste funzionali
Quando un edificio richiede uno spazio ampio e aperto, le strutture in acciaio a campata singola diventano la prima scelta. Gli stadi sono tipici scenari applicativi per le strutture in acciaio a campata singola. I grandi eventi sportivi necessitano di uno spazio aperto in grado di ospitare un gran numero di spettatori e atleti, e le strutture in acciaio a campata singola possono facilmente soddisfare questa esigenza. Ad esempio, un grande stadio adotta una struttura in acciaio a campata singola, con uno spazio interno aperto e posti a sedere per gli spettatori che circondano il campo di gara. Che si tratti di ospitare partite di basket e calcio, o eventi come ginnastica e atletica leggera, può offrire un'esperienza positiva sia per gli atleti che per gli spettatori.
Quando un edificio deve essere suddiviso in più aree per soddisfare diverse esigenze funzionali, le strutture in acciaio multi-campata dimostrano i loro vantaggi. Gli stabilimenti completi di solito includono più zone funzionali, come aree di produzione, aree di stoccaggio e uffici. Le strutture in acciaio multi-campata possono separare queste zone funzionali disponendo opportunamente i pilastri di supporto interni, mantenendo al contempo la connettività tra le zone per garantire processi di produzione fluidi.
Vincoli delle condizioni del sito
Le condizioni del sito, quali la forma del sito, l'area e l'ambiente circostante, influiscono sull'idoneità dei due tipi di struttura.
Quando la conformazione del sito è irregolare o l'area è stretta, le strutture in acciaio a campata singola possono essere progettate in modo flessibile in base alla conformazione effettiva del sito. Sfruttando la loro struttura semplice, possono essere costruite in spazi limitati per soddisfare i requisiti funzionali.
Se il sito è ampio e regolare, le strutture in acciaio a campata multipla possono sfruttare al meglio il vantaggio di un elevato sfruttamento dello spazio. Nei grandi parchi industriali, i siti sono solitamente ampi e di forma regolare. Le strutture in acciaio a campata multipla possono sfruttare appieno lo spazio del sito attraverso una ragionevole disposizione a griglia di pilastri per costruire fabbriche o magazzini di grandi dimensioni.
Anche l'ambiente circostante influenza la scelta del tipo di struttura in acciaio. La presenza di edifici alti o altri ostacoli intorno al sito può influire negativamente sull'illuminazione e la ventilazione delle strutture in acciaio a campata singola. In questi casi, le strutture in acciaio a campata multipla possono risolvere meglio i problemi di illuminazione e ventilazione disponendo correttamente i pilastri di supporto interni e gli impianti di illuminazione/ventilazione.
Compromesso costi-benefici
Il rapporto costi-benefici gioca un ruolo chiave nella scelta tra strutture in acciaio a campata singola o a campata multipla. Ogni aspetto, dai costi dei materiali e di costruzione ai costi di manutenzione, richiede un'analisi dettagliata e la ricerca di compromessi per massimizzare i benefici economici del progetto.
Costi dei materiali
In termini di costi dei materiali, le strutture in acciaio a campata singola richiedono solitamente specifiche e resistenza dell'acciaio più elevate per sopportare carichi di campata maggiori, il che può comportare un aumento dei costi dei materiali. Soprattutto per le grandi campate, le strutture in acciaio a campata singola devono utilizzare travi in acciaio con sezioni trasversali maggiori e colonne più resistenti per garantire la stabilità strutturale. Al contrario, le strutture in acciaio a campata multipla condividono i carichi tramite colonne di supporto interne, quindi i requisiti di carico per i singoli componenti sono relativamente inferiori. Possono utilizzare acciaio con specifiche inferiori, riducendo in una certa misura i costi dei materiali. In uno stabilimento di produzione di strutture in acciaio a campata multipla, ogni campata è relativamente piccola e i carichi su colonne e travi vengono di conseguenza ridotti. Pertanto, è possibile selezionare specifiche di acciaio più economiche, riducendo il costo totale di approvvigionamento dei materiali.
Costi di costruzione
Anche i costi di costruzione sono un fattore importante che influenza la scelta. La costruzione di strutture in acciaio a campata singola è relativamente semplice, con meno componenti e un'installazione più rapida. Questo può effettivamente ridurre i tempi di costruzione e i costi di manodopera e macchinari durante la costruzione. Nei progetti che richiedono una rapida costruzione, come edifici temporanei o strutture di soccorso in caso di calamità naturali, i vantaggi costruttivi delle strutture in acciaio a campata singola sono particolarmente evidenti.
Tuttavia, le strutture in acciaio a più campate presentano strutture relativamente complesse. La loro costruzione richiede più lavoro di misurazione, posizionamento e collegamento, il che comporta una maggiore difficoltà costruttiva e tempi di costruzione potenzialmente più lunghi, con conseguente aumento dei costi. Nella costruzione di un grande magazzino con struttura in acciaio a più campate, è necessario installare con precisione travi e colonne in acciaio a più campate e garantire connessioni solide e affidabili tra di esse. Ciò richiede tempi di costruzione più lunghi e tecnici professionisti, con conseguenti costi di costruzione più elevati.
Costi di manutenzione
È necessario considerare anche i costi di manutenzione. Le strutture in acciaio a campata singola presentano strutture semplici, rendendo gli interventi di manutenzione relativamente semplici. Il carico di lavoro per ispezioni e riparazioni è ridotto e i costi di manutenzione sono relativamente bassi. Al contrario, le strutture in acciaio a campata multipla presentano un maggior numero di pilastri di supporto interni e strutture complesse, rendendo gli interventi di manutenzione relativamente macchinosi. Richiedono maggiori risorse umane e materiali, quindi i costi di manutenzione possono essere più elevati.
In conclusione, vi invitiamo a contattare KHOME nella fase iniziale di progettazione del vostro progetto. Vi consiglieremo una soluzione adatta in base alle vostre effettive esigenze di utilizzo (come requisiti di produzione, peso delle attrezzature e tasso di utilizzo dello spazio) e organizzeremo calcoli e verifiche dettagliate con i nostri ingegneri strutturali professionisti.
Scelta per magazzini di grandi dimensioni: a campata singola o a campata multipla?
Caratteristiche e requisiti dei magazzini di grandi dimensioni
Un magazzino a grande campata si riferisce generalmente a un edificio con una campata di 30 metri o più. La sua caratteristica più notevole è l'ampio spazio interno, che consente lo stoccaggio di carichi su larga scala e una movimentazione efficiente.
Per quanto riguarda lo stoccaggio delle merci, i magazzini di grandi dimensioni devono soddisfare le esigenze di accatastamento di diverse tipologie di merci. Articoli ingombranti come grandi attrezzature meccaniche e materiali da costruzione richiedono spazi aperti per l'accatastamento, al fine di facilitarne lo stoccaggio e il prelievo. Per gli articoli di piccole dimensioni che necessitano di stoccaggio classificato, i magazzini devono anche prevedere una suddivisione flessibile degli spazi per allestire diverse aree di stoccaggio.
La movimentazione delle merci è un'altra attività fondamentale nei magazzini di grandi dimensioni. Per migliorare l'efficienza della movimentazione, all'interno vengono solitamente utilizzate attrezzature di movimentazione di grandi dimensioni, come carrelli elevatori e carrelli elevatori. Queste attrezzature richiedono spazio operativo sufficiente per spostare, ruotare, caricare e scaricare le merci senza problemi. Allo stesso tempo, i magazzini devono progettare passaggi ragionevoli per garantire una movimentazione fluida delle merci ed evitare ingorghi o collisioni.
Vantaggi e limiti delle strutture a campata singola nei magazzini a campata larga
Nei magazzini di grandi dimensioni, il vantaggio principale delle strutture in acciaio a campata singola risiede nello spazio aperto senza pilastri. Ciò consente l'impilamento centralizzato delle merci su larga scala e migliora l'utilizzo dello spazio di magazzino. Per le attrezzature di movimentazione di grandi dimensioni, lo spazio senza pilastri dei magazzini a campata singola offre un'ampia area operativa, consentendo una movimentazione più efficiente delle merci. I carrelli elevatori possono muoversi liberamente all'interno del magazzino per trasportare rapidamente le merci nelle posizioni designate, migliorando significativamente l'efficienza di movimentazione.
Tuttavia, le strutture in acciaio a campata singola presentano anche delle limitazioni nelle applicazioni di magazzino con campate di grandi dimensioni. Quando la campata è troppo grande, la struttura a campata singola presenta requisiti estremamente elevati in termini di materiali e progettazione strutturale. Per sopportare carichi di campata maggiori, è necessario acciaio ad alta resistenza e di grandi dimensioni. Ciò non solo aumenta i costi dei materiali, ma aumenta anche la domanda di acciaio e la sua lavorazione.
Considerazioni applicative di strutture multi-campata in magazzini di grandi dimensioni
Nelle applicazioni di magazzino con campate di grandi dimensioni, le strutture in acciaio a più campate possono distribuire efficacemente i carichi disponendo correttamente le colonne di supporto interne. Ciò riduce la pressione portante sui singoli componenti, consentendo l'utilizzo di acciaio con specifiche inferiori e riducendo i costi dei materiali.
Le strutture multi-campata aumentano anche la flessibilità dello spazio di magazzino. Grazie alla combinazione di diverse campate e alla disposizione delle griglie di colonne, il magazzino può essere suddiviso in diverse aree funzionali, come aree di stoccaggio, aree di smistamento e passaggi, soddisfacendo le esigenze di stoccaggio e movimentazione di diverse tipologie di merci.
Tuttavia, le strutture in acciaio a più campate presentano alcune carenze nei magazzini di grandi dimensioni. La presenza di colonne di supporto interne può compromettere la fluidità della movimentazione delle merci. Quando si utilizzano attrezzature di movimentazione di grandi dimensioni, è necessario prestare particolare attenzione a evitare collisioni tra l'attrezzatura e le colonne, che potrebbero ridurre l'efficienza della movimentazione e aumentare la difficoltà operativa.
Inoltre, la progettazione e la costruzione di strutture in acciaio a più campate sono relativamente complesse. Durante la fase di progettazione, sono necessarie analisi meccaniche e calcoli dettagliati per garantire la sicurezza e la razionalità strutturale. Durante la costruzione, pilastri e travi devono essere installati con elevata precisione per garantire qualità e accuratezza strutturale. Ciò aumenta i costi e i tempi di progettazione e costruzione.
Chi siamo K-HOME
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Henan K-home Steel Structure Co., Ltd si trova a Xinxiang, nella provincia di Henan. Fondata nel 2007, capitale sociale di 20 milioni di RMB, copre un'area di 100,000.00 metri quadrati con 260 dipendenti. Siamo impegnati nella progettazione di edifici prefabbricati, budget di progetto, fabbricazione, installazione di strutture in acciaio e pannelli sandwich con qualifica di appaltatore generale di secondo grado.
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