シングルスパン vs マルチスパン：完全ガイド
近代建築では、 鉄骨構造 高強度、軽量、優れた耐震性、短い工期、高い設計柔軟性など、優れた特性から、ますます広く使用されるようになり、多くの大規模工場、倉庫、その他の建物の好ましい構造形式となっています。
様々な種類の鉄骨構造建築物の中でも、単径間構造と多径間構造は、それぞれ異なる特性と適用範囲から、非常に一般的な2つの形式です。実際のプロジェクトでは、単径間構造と多径間構造のどちらを選択するかは、多くのクライアントにとって重要な懸念事項です。この選択は、建物の構造に直接影響を与えるだけでなく、クレーンシステムや長期的な運用コストにも影響を与えます。
「スパン」とは何ですか?
In 鉄骨構造の建物スパンとは、鋼構造部材の両端にある荷重支持構造（柱など）の中心間の距離を指し、通常はメートル単位で測定されます。スパンは、鋼構造物の空間分布範囲を測定するための中核的な指標であり、部材の荷重支持性能と構造安定性を決定します。例えば、7スパンは8つの荷重支持構造に相当し、5スパンは6つの荷重支持構造に相当します。
実際のアプリケーションでは、スパンは通常のスパンと 大きなスパン一般的なスパンの範囲は6～30メートルで、一般的な産業プラントに適しています。30メートルを超えるスパンは大スパン構造に分類され、特殊なプロジェクトや大規模な公共施設でよく使用されます。
シングルスパンとマルチスパンとは何ですか?
単径間構造：シンプルな空間フレームワーク
単径間鉄骨造は、シンプルで効率的な鉄骨構造の一種です。基本構造は比較的単純で、主に2本の柱と1本の梁で構成されています。この2本の柱は、上部梁と建物全体からの垂直荷重を支えます。梁は2本の柱の間に架け渡され、屋根からの様々な荷重を支え、柱に伝達します。
シングルスパンフレームは、内部の柱に遮られることなく、柱のない開放的な空間を提供します。この広々としたレイアウトは、建物の機能的な用途に大きな柔軟性をもたらします。 教会の建物単径間ラーメン構造は、高く神聖な内部空間を創出し、参拝者が広々とした空間で宗教活動に従事し、厳粛な雰囲気を感じることを可能にします。オフィスビルの設計においては、このような無柱空間は、オフィスのニーズに合わせて柔軟に分割することができ、オープンワークエリアや会議室などを容易に設置でき、現代のオフィスに求められる空間の柔軟性と開放性を実現します。
さらに、単径間は施工が比較的簡単で、部材が少ないため設置も比較的迅速です。そのため、工期の短縮と建設コストの削減に効果的です。そのため、仮設建築物や急速な商業施設など、迅速な施工が求められるプロジェクトで広く利用されています。
多スパン構造：空間拡張の組み合わせ
A 多スパン鉄骨建物 複数の単径間ラーメン架構を連結・組み合わせることで、より広い建築空間を共同で展開する構造です。その構造的特徴は、複数径間の梁を内部の支持柱で連結し、連続した構造システムを形成することです。これらの支持柱は梁を支持するだけでなく、構造全体の安定性と耐荷重性を高め、大規模建築のニーズに応える多径間ラーメン架構を実現します。
多スパンラーメン構造の内部支柱は構造強度を高め、より大きな荷重に耐えられるようになります。一部の大型ラーメン構造では、 工業用建物工場では、重い機械設備を設置する必要があることが多く、垂直荷重や振動荷重が大きく発生します。多スパンラーメン構造は、堅牢な構造システムにより、これらの荷重を効果的に基礎に伝達し、工場の安全な使用を確保します。同時に、支持柱を適切に配置することで、多スパンラーメン構造は建物の有効利用面積を拡大し、空間利用率を向上させることができます。大型倉庫の設計では、商品の保管・輸送のニーズに応じて、多スパンラーメン構造を保管エリア、仕分けエリア、通路などの機能エリアに柔軟に分割し、効率的な空間利用を実現します。
さらに、多スパンラーメンは建築モデリングにおいても一定の利点を有しています。異なるスパンの組み合わせや屋根形状を設計することで、多様な建築様式の要件を満たす多様な外観を作り出すことができます。
単径間構造と多径間構造の違いと関連性
単径間と多径間は、いくつかの点で明らかな違いがあります。構造形式の観点から見ると、単径間は1つの径間のみで内部に支柱がなく、構造が単純です。一方、多径間は複数の径間で構成され、内部に支柱があるため、構造が比較的複雑です。支持システムに関して言えば、単径間は主に両端の柱で梁と屋根荷重を支えているため、支持システムは比較的単純です。多径間の場合、両端の柱に加えて中間の支柱も重要な支持役割を果たし、より複雑で安定した支持システムを形成します。
内部空間のレイアウトも、両者の大きな違いです。単径間は内部に柱がないため、内部空間は開放的で連続しており、広い空間と高い空間分割の柔軟性が求められる建物に適しています。多径間は内部に柱を有していますが、合理的な柱グリッド配置と空間計画により、比較的独立しながらも相互に連結した複数の空間を形成できます。そのため、大規模な工場や倉庫など、異なる機能エリアを分割する必要がある建物に適しています。
しかし、単径間と多径間は多くの接合部を共有しています。材料選定の点では、どちらも鋼材を主構造材料としています。鋼材は、高強度、軽量、優れた塑性・靭性といった利点を有しており、ラーメン構造の耐荷重性と変形能力の要件を満たすことができます。設計仕様の点では、どちらも鋼構造設計の基本原則と関連規格に準拠する必要があります。 鋼構造物設計規格 （GB 50017-2017）。これらの仕様と規格は、構造物の設計、計算、構造要件を明確に規定し、両方の構造形態の安全性と信頼性を確保します。
さらに、両者は施工方法にも類似点があります。部材はまず工場で加工・製造され、その後建設現場に輸送されて組み立てられます。この方法は、施工効率を向上させるだけでなく、部材の加工精度と品質を確保します。メンテナンス面では、どちらも鋼材の錆や腐食を防ぐために定期的な点検とメンテナンスが必要であり、構造物の耐用年数を確保します。
シングルスパンとマルチスパンのどちらを選択するか?
機能要件
建物に開放的で遮るもののない広大な空間が必要な場合、単径間鋼構造が第一選択肢となります。スタジアムは単径間鋼構造の典型的な適用例です。大規模なスポーツイベントには、多数の観客や選手を収容できるオープンスペースが必要であり、単径間鋼構造はこの要求を容易に満たすことができます。例えば、大規模なスタジアムでは、内部空間を開放し、競技フィールドを囲む観客席を備えた単径間鋼構造設計が採用されています。バスケットボールやサッカーなどの球技、体操や陸上競技などのイベントを開催する場合でも、選手と観客の両方に優れた体験を提供することができます。
建物を複数の機能エリアに分割し、異なる機能ニーズに対応する必要がある場合、マルチスパン鉄骨構造はその利点を発揮します。総合工場には通常、生産エリア、保管エリア、オフィスエリアなど、複数の機能ゾーンが含まれます。マルチスパン鉄骨構造は、内部の支持柱を適切に配置することでこれらの機能ゾーンを分離すると同時に、ゾーン間の接続性を維持し、スムーズな生産プロセスを確保します。
敷地条件の制約
敷地の形状、面積、周囲の環境などの敷地条件はすべて、2 つの構造タイプの適合性に影響します。
敷地形状が不規則であったり、敷地面積が狭小であったりする場合でも、単径間鉄骨構造は、実際の敷地形状に合わせて柔軟に設計できます。シンプルな構造を活かし、限られたスペースでも機能的な要件を満たすことができます。
敷地が広く規則的な場合、多スパン鋼構造は高い空間利用率という利点をより発揮できます。大規模な工業団地では、敷地が広く規則的な形状をしていることが多いため、多スパン鋼構造は、合理的な柱グリッド配置によって敷地空間を最大限に活用し、大規模な工場や倉庫を建設することができます。
周辺環境も鉄骨構造の選定に影響を与えます。敷地周辺に高層ビルなどの障害物がある場合、単径間鉄骨構造では採光や換気に悪影響を与える可能性があります。このような場合、多径間鉄骨構造では、内部の支持柱や採光・換気設備を適切に配置することで、採光や換気の問題をより適切に解決できます。
費用対効果のトレードオフ
単径間と多径間の鉄骨構造の選択において、費用対効果は重要な役割を果たします。プロジェクトの経済的利益を最大化するには、材料費、建設費、メンテナンス費に至るまで、あらゆる要素について詳細な分析とトレードオフを行う必要があります。
材料費
材料コストの観点から見ると、単径間鋼構造は通常、より大きなスパン荷重を支えるためにより高い鋼材仕様と強度を必要とし、材料コストが増加する可能性があります。特に大スパンの場合、単径間鋼構造は構造安定性を確保するために、より大きな断面を持つ鉄骨梁とより強力な柱を使用する必要があります。これに対し、多径間鋼構造は内部の支持柱を介して荷重を分担するため、個々の部品に対する耐荷重要件は比較的低く、より小さな規格の鋼材を使用できるため、材料コストをある程度削減できます。多径間鋼構造工場では、各スパンが比較的小さく、柱や梁にかかる荷重がそれに応じて軽減されるため、より経済的な鋼材仕様を選択でき、総材料調達コストを削減できます。
建設費
建設コストも選定に影響を与える重要な要素です。単径間鋼構造は構造が比較的シンプルで、部材が少なく、施工も迅速です。そのため、工期の短縮や建設中の人件費・機械費の削減に効果的です。仮設建物や緊急災害支援施設など、迅速な施工が求められるプロジェクトでは、単径間鋼構造の建設上の利点が特に顕著です。
しかし、多径間鉄骨構造は構造が比較的複雑で、施工には多くの測量、位置決め、接合作業が必要となるため、施工難易度が高く、工期が長くなる可能性があり、建設コストが増加します。大規模な多径間鉄骨倉庫の建設では、複数径間の鉄骨梁や柱を正確に設置し、それらの接合部を強固かつ確実に構築する必要があります。そのため、より多くの工期と専門技術者が必要となり、結果として建設コストが高くなります。
維持費
メンテナンスコストも考慮する必要があります。単径間鋼構造は構造が単純なため、メンテナンス作業は比較的容易です。点検・補修の作業量も少なく、メンテナンスコストも比較的低くなります。一方、多径間鋼構造は内部の支持柱が多く、構造が複雑なため、メンテナンス作業は比較的煩雑です。より多くの人的資源と物的資源が必要となるため、メンテナンスコストが高くなる可能性があります。
最後に、プロジェクト設計の初期段階でKHOMEにご相談ください。お客様の実際の使用ニーズ（生産要件、設備重量、スペース利用率など）に基づいた最適なソリューションをご提案し、専門の構造エンジニアによる詳細な計算と検証を実施いたします。
大規模スパンの倉庫の選択: シングルスパンかマルチスパンか?
大スパン倉庫の特徴と要件
大スパン倉庫とは、一般的に30メートル以上のスパンを持つ倉庫を指します。その最大の特徴は、広大な内部空間を有し、大量の貨物の保管と効率的な荷役を可能にすることです。
貨物保管の観点から、大型倉庫は様々な種類の貨物の積み重ねニーズを満たす必要があります。大型機械設備や建設資材などのかさばる貨物は、保管・取り出しを容易にするために、積み重ねのためのオープンスペースが必要です。また、分類保管が必要な小型貨物については、倉庫は柔軟なスペース区分によって異なる保管エリアを設定する必要があります。
大型倉庫におけるもう一つの重要な業務は、荷役です。荷役効率を高めるため、フォークリフトやスタッカーなどの大型荷役機器が倉庫内で使用されることが一般的です。これらの機器は、荷物を自由に移動、旋回、積み込み、積み下ろしするために十分な作業スペースを必要とします。同時に、倉庫ではスムーズな荷役を確保し、交通渋滞や荷物の衝突を回避するために、適切な通路を設計する必要があります。
大スパン倉庫における単スパン構造の利点と限界
大スパン倉庫において、平スパン鉄骨構造の最大の利点は、柱のない開放空間にあります。これにより、大規模な集中積載が可能になり、倉庫スペースの利用効率が向上します。大型荷役機器にとって、平スパン倉庫の柱のない空間は広い作業領域を提供し、より効率的な荷役を可能にします。フォークリフトは倉庫内を自由に移動できるため、荷物を迅速に指定場所まで搬送でき、荷役効率が大幅に向上します。
しかし、単径間鋼構造は、大スパン倉庫への適用においては限界があります。スパンが大きすぎる場合、単径間構造は材料と構造設計に対する要求が非常に厳しくなります。より大きなスパン荷重に耐えるためには、高強度で大型の鋼材が必要となります。これは材料費の上昇だけでなく、鋼材の供給と加工に対する需要も高まります。
大スパン倉庫における多スパン構造の適用に関する検討
大スパン倉庫用途では、多スパン鋼構造を採用することで、内部の支持柱を適切に配置することで荷重を効果的に分散させることができます。これにより、個々の部材にかかる荷重負担が軽減され、より小型の鋼材の使用が可能になり、材料コストを削減できます。
多スパン構造は倉庫空間の柔軟性を高めます。異なるスパンの組み合わせと柱グリッドの配置により、倉庫を保管エリア、仕分けエリア、通路などの機能エリアに分割することができ、さまざまな種類の商品の保管・取り扱いニーズに対応します。
しかしながら、多スパン鋼構造は、大スパン倉庫においてはいくつかの欠点があります。内部の支柱の存在は、貨物の荷役作業の円滑性に影響を与える可能性があります。大型荷役設備を使用する場合は、設備と支柱の衝突を避けるよう特別な注意を払う必要があります。衝突は荷役効率の低下や作業難易度の上昇につながる可能性があります。
さらに、多スパン鋼構造の設計・施工は比較的複雑です。設計段階では、構造の安全性と合理性を確保するために、詳細な力学解析と計算が必要です。施工段階では、構造の品質と精度を保証するために、柱と梁を高精度に設置する必要があります。これにより、設計・施工にかかるコストと時間が増大します。
について K-HOME
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河南省 K-home 鋼構造有限公司は河南省新郷市にあります。2007年に設立され、登録資本金は20万人民元、敷地面積は100,000.00万平方メートル、従業員数は260名です。当社は、XNUMX級ゼネコン資格を持ち、プレハブ建築の設計、プロジェクト予算、製造、鋼構造およびサンドイッチパネルの設置を行っています。
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