鉄骨工場は、柱、梁、基礎、屋根トラスといった主要な耐荷重部材を含む、完全に鉄骨で建設されています。近代産業の発展に伴い、鉄骨工場は徐々に新しい工場の主流となり、特に大スパンで高荷重の工場では、鉄骨屋根トラスが広く使用されています。さらに、壁システムは軽量構造やレンガ壁で囲むことができるため、構造安定性と実用性の両方を確保できます。
鉄骨構造工場は、その独自の利点から建設業界で広く認知されています。迅速な施工、比較的軽量、優れた耐震性、そして環境への配慮といった利点から、工場設計において従来の重厚な鉄筋コンクリート構造に徐々に取って代わっています。
鉄骨構造ワークショップのメリットとデメリット
鉄骨構造工場の利点
- 幅広い適用性：鉄骨構造建物は、工場や倉庫から農業施設、オフィスビルまで、幅広い用途に適しています。平屋建ての長スパン構造だけでなく、複数階建てや高層建築にも適しています。
- 迅速な建設: 鉄骨構造の建築部品は工場でプレハブ化できるため、現場では簡単な組み立てのみで済み、建設期間が大幅に短縮されます。
- 耐久性とメンテナンスの容易さ: コンピューター グラフィックスで精密に設計された鉄骨構造は耐候性があり、メンテナンスが最小限で済みます。
- 美しさと実用性：洗練されたシンプルなラインのスチール構造が、力強いモダンな雰囲気を醸し出します。カラーパネルは多彩なカラーバリエーションを提供し、フレキシブルな壁材は建築の柔軟性を高めます。
- 高強度・軽量：鋼は他の建築材料よりも密度が高いにもかかわらず、並外れた強度を有しています。同じ荷重条件下では、鋼構造はより軽量であるため、大スパン構造が可能になります。6. 優れた塑性と靭性：鋼の優れた塑性は、偶発的または局所的な過負荷が発生した場合でも、突然の破損を防ぎます。また、その靭性により、動的荷重に対する構造の適応性が向上します。
- 環境面でのメリット：鉄骨構造はグリーンビルディングシステムと考えられています。鉄骨自体が高強度と高効率を誇り、リサイクル性も高く、建設時に型枠を必要としないため、環境に優しい構造です。
デメリットとしては、鉄骨構造にも次のような欠点があります。
- 防火対策：鋼材の強度は150℃を超えると著しく低下し、500～600℃に達するとほぼゼロになります。そのため、火災が発生した場合、鋼構造物は長時間の炎に耐えられず、倒壊する可能性があります。そのため、特別な防火要件が求められる鋼構造物では、安全性を確保するために、特別な断熱・耐火対策が必要です。鋼構造物の設計が完了する前に、この点を製造業者に明確に伝える必要があります。
- 腐食に対する感受性：鋼は湿気の多い環境、特に腐食性媒体が存在する環境では錆びやすいため、定期的なメンテナンスが必要です。 K-HOMEの鉄骨構造では、建物の耐用年数を延ばすために、製造工程中に防錆処理が組み込まれています。
鉄骨構造工場の設計要件
鉄骨構造の工場棟の設計は、プロジェクトの成功に不可欠です。外観の美しさだけでなく、工場建設プロセス全体の基盤となるからです。風、雪、地震などの荷重に対する建物の強度と安定性を確保するため、設計は国の建築基準と業界基準に厳密に準拠する必要があります。適切な設計は、材料使用量を正確に計算・管理し、無駄を省くことで建設コストを削減します。さらに、スムーズな建設プロセスを確保し、追加コストを最小限に抑えるためには、施工性を考慮することが不可欠です。
図面 鉄骨構造ワークショップの設計
詳細な図面は、建設担当者に明確なガイドラインを提供し、設計意図と設置要件を正確に理解するのに役立ちます。これにより、ミスや手戻りを削減できます。設計図面に詳細な注釈や指示を記載することで、建設担当者は部品を迅速に特定し、設置手順を把握できるため、建設効率が向上します。さらに、設計図面は工場建物の長期的な使用を考慮し、メンテナンスの容易性を確保する必要があります。
鉄骨構造の工業用作業場の設計プロセスにおいては、専門技術者が図面をレビューし、正確性を確保し、図面上の問題に起因する品質および工程の遅延のリスクを軽減する必要があります。さらに、製造および設置段階の特性に合わせた建設組織設計を策定し、円滑な建設プロセスを確保する必要があります。
鉄骨構造工場の耐震設計要件
鉄骨構造の工場の耐震設計は、地震災害時の安定性と安全性を左右するため、非常に重要です。設計においては、工場建物全体のレイアウトを規則正しく整然としたものにし、平面図と立面図の両方において複雑または不規則なレイアウトを避ける必要があります。これにより、地震によるねじれの影響と応力集中を軽減できます。
鋼材を選定する際には、十分な強度と靭性を確保するために、その品質グレードを厳密に管理する必要があります。低温環境向けに設計される鋼材は、さらに高い品質が求められます。さらに、鋼材部品の寸法は、局所的または全体的な不安定性を防止するために適切に管理する必要があります。部品間の接合部を強化することも、構造全体の変形能力を向上させるための重要な対策です。
地震の震度や地質条件の違いに応じて、フレーム構造やフレーム・ブレース構造など、適切な構造システムを慎重に選定する必要があります。さらに、建物の質量と剛性は均等に分散され、荷重のバランスが取れ、変形が協調して行われることで、構造剛性の不均一性が耐震性能に悪影響を与えないようにする必要があります。
接合部には、高力ボルトまたは溶接を用いて確実かつ信頼性の高い接合を確保し、地震時の接合部の損傷リスクを低減する必要があります。また、適切な支持システムの配置も不可欠であり、工場建物全体の安定性を高めます。
ほとんどの鉄骨工場建物では、専用の耐震ジョイントは不要です。ただし、複数階建ての建物、複雑な構造、あるいは不規則な標高の建物では、実際の状況に応じて耐震ジョイントを追加する必要があります。耐震ジョイントは、関連する規制要件を満たす必要があり、地震時の構造の独立性と安定性を確保するために、同等の鉄筋コンクリート建物のジョイント幅の1.5倍以上の幅が必要です。
建設段階では、設計要件を厳格に遵守し、部品の接合部がしっかりと確実に固定されるように設置作業を行う必要があります。また、構造上の損傷を防ぐため、施工品質管理にも細心の注意を払う必要があります。鉄骨構造の工場では、定期的な点検とメンテナンスが不可欠です。これにより、潜在的な安全上のリスクを迅速に特定し、対処することができ、地震発生時の工場建物の安定性と安全性を確保できます。
鉄骨工場の耐熱設計
鋼鉄は熱伝導性に優れており、高温になると機械的特性が著しく低下するため、鋼鉄工場の建物の耐火性は重要な考慮事項となります。
例えば、鋼材は100℃以上に加熱されると、引張強度は温度上昇とともに低下し、塑性は徐々に増加します。250℃では、引張強度はわずかに増加するものの、塑性が低下して青脆化し、衝撃靭性も大幅に低下します。さらに、温度が300℃を超えると、鋼材の降伏点および極限強度は大幅に低下します。実際の火災において、鋼材が静的平衡安定性を失う臨界温度は約500℃です。この温度に達すると、鋼材の強度が大幅に低下し、構造物全体の崩壊につながる可能性があります。火災時の温度は800～1000℃に達する場合が多いため、鉄骨工場の安全を確保するためには、効果的な防火対策を講じる必要があります。
プレハブ鉄骨工場の耐火性を向上させるには、Q345GJCやQ420GJCといった耐熱鋼など、高温強度と熱安定性に優れた鋼材を選択することができます。また、鋼材表面に難燃コーティングを施すことも効果的な方法であり、高温下での鋼材の軟化時間を大幅に遅らせます。さらに、適切に設計された断熱層と効率的な換気・放熱システムも不可欠です。断熱層は、ロックウールやアルミナ繊維などの耐熱性材料で構築し、外部熱源が鉄骨構造に与える影響を低減する必要があります。換気・放熱システムは、自然風圧や機械換気を利用して、工場建物内の熱気を排出します。
さらに、高温警報器や自動スプリンクラーシステム、ガス消火システムなどの消火設備の設置も不可欠です。これらの対策は、火災発生の初期段階で迅速に作動し、延焼を効果的に抑制します。これらの総合的な防火対策は、鉄骨工場の耐熱性を大幅に向上させ、操業中の安全性と安定性を確保します。
鉄骨工場の建設プロセス
鉄骨構造の工場建設プロセスは、事前準備、資材調達、構造組立、溶接・検査、そして最終的な防食・防火処理など、複数のステップから構成されます。これらのステップは、工場の安全かつ効率的な建設と試運転を確実に行うために、シームレスに統合されなければなりません。
- 現場調査：実際の状況を把握し、工事品質を確保するための基礎を築くために、建設現場の詳細な調査を実施します。
- 工事レイアウト: 設計図に基づいて、経緯儀や水準器を使用して軸と標高を確認し、工事場所を明確に定義して詳細なマーキングを行います。
- 基礎の仮打ち：基礎コンクリートを流し込む前に、ボルトを仮打ちする必要があります。水平高度と垂直度を正確に測定するために、水準器と経緯儀が使用されます。
- 鉄骨柱の吊り上げ：鉄骨柱の吊り上げは、柱脚部のコンクリートが設計強度の95%に達した後に開始できます。吊り上げ作業中は、正確な吊り上げを保証するために、セオドライトを用いて鉄骨梁の垂直度をリアルタイムで監視する必要があります。
- 壁の垂木の取り付け: シングルフック、マルチリフト方式、または単一ピースリフト方式を使用して垂木を指定の位置に持ち上げ、間隔と直線性を慎重に調整し、最後にボルトで固定します。
- 壁パネルの設置：端から始めて、垂木の位置に合わせて壁パネルを1枚ずつ設置し、各パネル間の隙間がないように注意します。パネルを垂木にネジで固定します。また、建物の防水性能を確保するために、パネル間の接合部に防水処理を施します。
- 棟木の設置：薄肉鋼板製の棟木の場合は、クレーンまたは手作業による吊り上げが可能です。棟木支持板に直接ボルトで固定することで、安全かつ確実な接続を確保できます。
- 塗装：鉄骨構造が完成したら、金属表面の汚れをきれいに落とし、防錆塗料、パテ、リン酸プライマー、トップコートを塗布します。
- 最終検査：最後に、設計図と施工計画に基づいて鉄骨構造の工場建物の総合的な検査を実施し、すべての建設工事が設計要件を満たしていることを確認し、工場建物の安全性を確保します。
K-HOME：鉄骨工場建設メーカー
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Henan K-HOME Steel Structure Co., Ltd. は20年以上にわたり鉄骨構造物の製造業界に深く携わり、北米、ヨーロッパ、アジアの需要の高い市場にサービスを提供しています。当社は、最も厳しい地域の建築基準を満たすカスタマイズされたソリューションを提供し、構造の安全性と信頼性を確保しています。
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著者について： K-HOME
K-home スチールストラクチャー株式会社 120,000万平方メートルの面積をカバーしています。私たちは、設計、プロジェクト予算、製造、そして PEB鋼構造物の設置 2級ゼネコン資格を持つサンドイッチパネル。当社の製品は軽量鉄骨構造、 PEB ビル, 低価格のプレハブ住宅, コンテナハウス、C / Z鋼、さまざまなモデルのカラー鋼板、PUサンドイッチパネル、EPSサンドイッチパネル、ロックウールサンドイッチパネル、冷蔵室パネル、浄化プレート、およびその他の建設資材。