Не ја прескокнувајте популаризацијата на знаењето за индустриските згради со портална челична рамка
Општо земено, индустриска зграда со портална челична рамка е индустриски објект со челична конструкција како главен систем за носење на товарот. Неговото јадро на дизајнот лежи во користењето на порталната челична рамка како главна потпора за носење на товарот - во облик на дневни врати, едноставна е, но доволно стабилна за да ја издржи тежината на главната конструкција на зградата. Исто така, е вообичаен лесен тип, со главни компоненти за носење на товарот, вклучувајќи челични греди и челични столбови, претставувајќи целосен распоред во форма на „врата“ што е типичен за индустриски згради со портална челична рамка.
Структурната форма на индустриските згради со портална челична рамка може флексибилно да се прилагоди на реалните потреби. Поточно, лесните индустриски згради со портална челична рамка се идеални за згради на челични работилницибез производствени кранови, додека оние за тешки услови се задолжителни за оние на кои им се потребни кранови за транспорт на тешки материјали/опрема. Што се однесува до распоредот, тие нудат опции со еден распон, двоен распон и повеќе распон, а можат да бидат опремени со настрешници, анекси или дури и надградени доповеќекатни челични зградиспоред барањата на проектот. Персонализираните модификации (на пр., надстрешници отпорни на дожд на стреата, мали помошни анекси) исто така може да се прилагодат за нив.
Овие предности ги прават индустриските згради со портална челична рамка добро прилагодени на потребите на градежната индустрија. Без прекумерни потпорни столбови, тие избегнуваат пречки при поставување на фабричка опрема, складирање на стока во магацин или олеснување на работењето на работниците. Покрај тоа, нивните клучни компоненти можат да се префабрикуваат во фабриките и да се склопат на лице место - ова не само што го скратува циклусот на изградба на индустриските згради со портална челична рамка, туку и обезбедува постојан квалитет. Тие исто така имаат силен ветер, снег и отпорност на земјотреси, обезбедувајќи долгорочна стабилност.
Денес, индустриските згради со портална челична рамка се не само прв избор за фабрички работилници и големи складишта, туку се и сигурни за комерцијални објекти и културни и забавни објекти. Всушност, сите проекти што бараат отворен внатрешен простор даваат приоритет на префабрикуваните индустриски згради со портална челична рамка, бидејќи тие ја балансираат функционалноста, ефикасноста и издржливоста - клучни причини за нивната популарност во модерната градба.
Лесно разбирање на компонентите и структурните детали на индустриските згради со портална челична рамка
Во главните структурни компоненти на индустриските згради со портална челична рамка, столбовите и кровните греди можат да бидат дизајнирани како елементи со цврста мрежа во форма на буквата H или решеткасти елементи. За да се намали потрошувачката на челик, овие елементи може да имаат и променлив пресек врз основа на распределбата на дијаграмот на моментите на свиткување. Иако елементите со цврста мрежа користат малку повеќе челик, тие се лесни за производство и широко се применуваат во практични проекти на индустриски згради со портална челична рамка.
За секундарната конструкција на индустриски згради со портална челична рамка, се претпочита ладно обликуван тенкостеден челик за кровни решетки и ѕидни држачи; ако растојанието меѓу столбовите на постројката надминува 12 m, решетки од типот на решетка се поекономични. Како свиткувачки елементи, секундарната конструкција се поврзува со главната цврста рамка преку завртки - таа ги поднесува оптоварувањата од системот за затворање, ги пренесува на главната конструкција и обезбедува странична потпора за да ја подобри целокупната стабилност на главната конструкција во индустриски згради со портална челична рамка.
Јадрото на системот за затворање за индустриски згради со портална челична рамка се панели за обложување, кои обично се направени од тенки метални лимови обликувани со ролни или други лесни композитни материјали. Овие панели се поврзани со секундарната структура преку специфични методи за да издржат надворешни оптоварувања како што се ветер, снег и градежни товари. Вреди да се напомене дека панелите за обложување не само што се потпрени од секундарната структура, туку можат да обезбедат и странична потпора за секундарната структура, зголемувајќи ја стабилноста на секундарната структура до одреден степен.
Покрај тоа, откако панелите за обложување се поврзани со секундарната структура, тие формираат силна цврстина на смолкнување во сопствената рамнина - феномен попознат како „ефект на дијафрагма“. Овој ефект им овозможува на индустриските згради со портална челична рамка со рамно оптоварување да имаат одредени просторни структурни перформанси.
Покрај тоа, потпорите на покривот и меѓустолбните потпори на индустриските згради со портална челична рамка обично се проектираат како затегнувачки елементи, при што претпочитан избор се затегнатите попречно-кружни челични потпори. Доколку конструкцијата вклучува кранови со капацитет од над 5 тони, меѓустолбните потпори мора да се заменат со аголни челични или други профилни челични потпори. За меѓустолбните потпори во меѓукатната конструкција на индустриските згради со портална челична рамка, треба да се изберат и аголни челични или други профилни челични потпори.
Според актуелните архитектонски барања, елементите од портален челик од рамка со различни големини можат да се распоредат и комбинираат за да формираат различни структурни форми, кои ги задоволуваат потребите за употреба на различни еднокатни згради. Вообичаени форми вклучуваат оние со делумни меѓукатници, со вентилатори или парапети, со потпрени ѕидови и со стреи на надстрешници. Тие исто така можат да бидат дизајнирани како еднокосини, повеќекратни распони со еден гребен и двојни наклони, повеќекратни распони со повеќекратни гребени и повеќекратни наклони, и комбинирани високи и ниски распони. Покрај тоа, портални челични рамки од типот на рамка се користат и во некои сценарија.
▪ Основни форми на Портални челични конструкции
▪ Локални споеви на втор кат Се однесува на повеќекатни рамковни системи
Во деривативните структурни форми на портални челични рамки, опремата на кранот може да се флексибилно распореди според реалните потреби, а во исто време може да се додадат и делумни простори на вториот кат.
Во суштина, фронтонските портални рамки припаѓаат и на категоријата портални рамки со повеќе распони; главната разлика лежи во нивните меѓустолбови, чија ориентација на пресек е ротирана за 90 степени во споредба со онаа на конвенционалните портални столбови.
Избор на челик за индустриски згради со портална челична рамка врз основа на стандарди и општи класификации
Изборот на челик за индустриски згради со портална рамка треба да се базира на кинеските национални стандарди. Код за проектирање на челични конструкции (GB 50017) и Техничка спецификација за челични конструкции на лесни портални рамни згради (GB 51022). Најчесто користените класи на челик и нивните сценарија за примена се следниве:
Челикот Q235, како најчесто користен и економичен избор, има граница на истегнување од 235N/mm² и поседува добра цврстина, еластичност и заварливост. Ги задоволува барањата на повеќето портални рамковни згради без кранови или со кранови со мала тонажа; тој не е само претпочитан материјал за главни рамки (греди, столбови), туку и челик што обично се користи за секундарни конструкции (рожници, ѕидни греди);
Челикот Q355 (порано означен како Q345) е погоден за покритични компоненти, со граница на истегнување од 355N/mm². Неговата цврстина е приближно 36% поголема од онаа на челикот Q235. Кога конструкцијата има голем распон, големо оптоварување (како на пример кај кранови со голема тонажа) или големо растојание меѓу столбовите, употребата на челик Q355 може ефикасно да ја намали големината на напречниот пресек на компонентите и да заштеди потрошувачка на челик. Иако неговата единечна цена е малку повисока, тој нуди подобра целокупна економичност и често се користи за главни рамки (греди, столбови) кои се предмет на големи оптоварувања.
Челиците со поголема цврстина како што се Q390, Q420 и Q460 ретко се користат во портални рамки и се разгледуваат само во супер големи проекти со специјални кранови за тешки услови или екстремни услови на оптоварување. Генерално, Q235B или Q355B најчесто се користи за главни рамки (греди, столбови), додека челикот Q235 обично се користи за секундарни конструкции (рожници, ѕидни држачи).
Практични принципи на распоред за индустриски згради со портална челична рамка
Распоредот на индустриските згради со портална челична рамка следи систематска логика на планирање, фокусирајќи се на странични крути рамки, надолжни потпори, системи за затворање и секундарни структури. Деталите се следниве:
- Распоред на странична цврста рамка (главен систем отпорен на странична сила): Како „скелет“ на индустриски згради со портална челична рамка, страничните крути рамки ги поднесуваат сите вертикални оптоварувања и странични оптоварувања. За распоните, тие треба да се утврдат врз основа на барањата на процесот, како што се ширината на производната линија, распоредот на опремата и логистичките премини. Вообичаениот економски распон се движи од 18 m до 36 m; поголемите распони (на пр., над 45 m) се технички изводливи, но бараат економска споредба - понекогаш користењето на решетки или држачи е поекономично. Латералните крути рамки можат да се постават како еднослојни, двослојни или повеќеслојни. Во распоредите со повеќеслојни распони, средните столбови обично ја прифаќаат формата на столбови со иглички, кои се прицврстени на греди за да се поедностави конструкцијата и да се заштедат материјали. Растојанието меѓу столбовите (т.е. растојанието помеѓу крутите рамки) е клучен фактор што влијае на потрошувачката на челик и економичноста; вообичаеното економично растојание меѓу столбовите е од 6 m до 9 m, а 7.5 m или 8 m е широко користено во сценарија без кранови или со кранови со мала тонажа. Зголемувањето на растојанието меѓу столбовите (на пр., на 12 метри) значително ќе ја зголеми потрошувачката на челик за цврсти рамковни греди и крански греди, но го намалува бројот на цврсти рамки и темели - потребни се сеопфатни компромиси, а потрошувачката на челик за решетки и ѕидни потпори исто така ќе се зголеми соодветно. Висината на стреата се одредува според работниот простор, висината на горниот дел од кранската шина и висината на кровната конструкција; наклонот на покривот е обично од 5% до 10% (приближно 1/20 до 1/10) - премногу мал наклон е неповолен за одводнување, додека преголем наклон го зголемува волуменот на зградата и потрошувачката на челик.
- Распоред на лонгитудиналниот систем за прицврстување (обезбедување на целокупна стабилност): Системот за надолжни прицврстувања делува како „лигаменти“ на индустриски згради со портални челични рамки, поврзувајќи ги поединечните странични крути рамки во стабилна просторна целина за да издржат надолжни оптоварувања (како што се надолжни оптоварувања на ветер, сеизмички сили и надолжни сили на сопирање на кран) и да обезбедат стабилност за време на инсталацијата. Во однос на позициите на распоредот, хоризонталните прицврстувања на покривот обично се поставуваат во крајните простори (прв или втор) и средните простори на температурните делови во одредени интервали (на пр., ≤60 m); за долги работилници, мора да се постават споеви за температурно проширување, со прицврстувања инсталирани од двете страни на споевите. Прицврстувањата меѓу столбовите треба да се постават во истите простори како и хоризонталните прицврстувања на покривот за да се формира силен страничен систем на решетка отпорен на сила, пренесувајќи ги оптоварувањата на темелите. За форми на распоред, обично се користат попречно кружни челични (затегнати со затегнувачи) или аголни челични попречни форми - кружните челични прицврстувања се лесни и економични, само со затегнување на лежиштето (дизајнирани како елементи за затегнување), што ја прави најчеста форма. Кога попречните прицврстувања не можат да се инсталираат на локации со големи отвори на врати или премини, наместо тоа може да се користи портална прицврстување. Неговите основни функции вклучуваат обезбедување точки за поддршка надвор од рамнината за цврсти рамковни столбови за да се намали нивната ефективна должина, пренесување и отпор на надолжни хоризонтални сили и обезбедување целокупна стабилност на конструкцијата за време на инсталацијата.
- Систем за затворање и распоред на секундарната структура: Растојанието помеѓу рожниците и ѕидните ланчиња во зградите со портална челична рамка главно се определува од цврстината и цврстината на кровните панели и ѕидните панели, со вообичаено растојание од 1.5 m. За да се намали ефективната должина на рожниците и ѕидните ланчиња надвор од рамнината и да се подобри носивоста, треба да се инсталира систем на врзувачка прачка и потпорен систем (обично направен од тркалезен челик) за да се формира стабилен систем за носење сила. Ветростолбовите се распоредени на фронтоните за да ги издржат оптоварувањата на ветерот што ги пренесуваат фронтонските ѕидни панели; нивните горни краеви се шаркирани на цврсти рамни греди преку крајни плочи, овозможувајќи пренос и на хоризонтални и на вертикални сили.
- Резиме на основниот процес на распоред: Процесот на основен распоред на зградите со портална челична рамка ја следи логиката на „ориентиран кон побарувачката → прелиминарно планирање → систематски распоред → пресметка и оптимизација“. Прво, одредете го распонот, висината, тонажата на кранот и позициите на вратите врз основа на барањата на процесот; потоа првично потврдете го економски разумното растојание на столбовите (на пр., 7.5 м) и наклонот на покривот (на пр., 1/10); потоа, поставете ги страничните цврсти рамки за да го формирате главниот систем за носење товар; потоа инсталирајте надолжни потпори, поставувајќи потпори на покривот и меѓустолбни потпори во крајните простори и во средината на температурните делови за да изградите стабилна просторна структура; последователно, разумно поставете ги секундарните структури како што се рожници, ѕидни потпори и нивните системи на врзувачки прачки; конечно, поставете го фронтонниот систем и поставете ги ветровитите столбови. На крајот, сите распореди мора да се моделираат, пресметаат и оптимизираат со користење на софтвер за структурно пресметување (како што се PKPM, YJK) за да се осигури дека се исполнети сите принципи на распоред.
Точки на дизајнирање за индустриски згради со портална челична рамка: Сеизмичка отпорност и противпожарна заштита
При дизајнирање на индустриски згради со портална челична рамка за сеизмичка отпорност, првото нешто на што треба да се фокусираме е рационалноста на целокупниот распоред: масата и цврстината на структурата на работилницата мора да бидат рамномерно распределени. Ова осигурува дека работилницата рамномерно ја поднесува силата и координирано се деформира под сеизмичко дејство, минимизирајќи го ризикот од локално преоптоварување и последователно структурно оштетување предизвикано од нееднаква цврстина. За попречниот структурен дизајн, посоодветни се крути рамки или рамки каде што кровната решетка и столбовите формираат одреден степен на консолидација - овој дизајн целосно ги искористува носивоста на челичната конструкција, ја намалува попречната структурна деформација и дополнително го подобрува сеизмичкиот капацитет.
Особено е важно да се напомене дека поголемиот дел од оштетувањата на индустриските работилници со портална челична рамка се предизвикани од нестабилност на елементите, а не од недоволна цврстина на елементите. Затоа, разумното распоредување на системот за прицврстување е клучно: научното поставување на компонентите како што се меѓустолбните прицврстувања и хоризонталните прицврстувања на кровните носачи можат ефикасно да ја обезбедат целокупната стабилност на структурата на работилницата и да ја спречат нестабилноста на елементите под сеизмичко дејство. Дополнително, дизајнот на структурните поврзувачки јазли мора строго да се контролира - важно е да се осигура дека јазлите нема да откажат пред целосниот пресек на структурните елементи, дозволувајќи им на елементите да влезат во пластична работна состојба и целосно да ја апсорбираат сеизмичката енергија, со што се максимизира сеизмичката отпорност на зградата.
Основни предности на индустриските згради со портална челична рамка: ефикасност, сопствена тежина и просторна прилагодливост
Популарноста на индустриските згради со портална челична рамка во индустрискиот сектор произлегува од нивните практични предности во повеќе аспекти. Почнувајќи од ефикасноста на градењето, челичните структурни компоненти на овие згради можат да се произведуваат масовно во фабриките, елиминирајќи ја потребата од сложени работи за истурање на лице место; откако ќе се транспортираат до градилиштето, зградата може да се заврши само со склопување на компонентите. Целиот процес е едноставен и ефикасен, значително скратувајќи го циклусот на изградба на проектот и помагајќи им на претпријатијата да започнат со производство побрзо.
Во однос на сопствената тежина на зградата, предноста на индустриските згради со портална челична рамка е уште позначајна: може да ја намали структурната маса на зградата за приближно 30%. Оваа карактеристика е особено критична во два сценарија - едниот се области со мала носивост на темелите, каде што полесната сопствена тежина го намалува притисокот врз темелите и ги намалува трошоците за зајакнување на темелите; другиот се области со висок интензитет на сеизмичко утврдување, каде што полесната структура ја намалува инерцијалната сила под сеизмичко дејство, што резултира со многу подобра сеопфатна економичност во споредба со традиционалните армирано-бетонски конструктивни системи.
Кога станува збор за искористеност на просторот и функционална прилагодливост, индустриските згради со портална челична рамка исто така добро функционираат. Нивниот економичен распон обично се движи од 24 до 30 метри, обезбедувајќи доволно простор за операции и задоволувајќи ги потребите за голем простор на различни индустриски активности како што се механичка обработка и логистичко складирање; во исто време, структурниот дизајн нуди голема флексибилност. Претпријатијата можат да ја прилагодат структурата во конфигурации со повеќе ката или повеќе распони врз основа на нивните реални производствени потреби, па дури и да инсталираат специјална индустриска опрема како кранови, целосно прилагодувајќи се на производствените сценарија на различни индустрии.
Дизајн за противпожарна заштита: Справување со недостатокот на отпорност на топлина кај челикот и избегнување на ризикот од колапс
Индустриските згради со портална челична рамка имаат значајна слабост: слабата отпорност на пожар на нивните челични конструкции. Откако температурата на челикот ќе надмине 100℃, неговите перформанси постепено се менуваат со зголемувањето на температурата: затегнувачката цврстина континуирано се намалува, додека пластичноста се зголемува; кога температурата достигнува 500℃, цврстината на челикот паѓа на екстремно ниско ниво, неспособна да ја издржи тежината на зградата, што на крајот може да доведе до уривање на челичната конструкција.
Затоа, кодовите за дизајн јасно наведуваат дека ако температурата на површината на челичната конструкција може да биде во средина над 150℃, мора да се преземат мерки за топлинска изолација и противпожарна заштита. Во моментов, најчесто користеното решение во индустријата е да се нанесат термоотпорни премази на површината на челичната конструкција - овие премази формираат слој за топлинска изолација во средини со висока температура, забавувајќи ја стапката на зголемување на температурата на челикот, купувајќи време за спасување во случај на пожар и заштитувајќи ги перформансите на челикот од брзо деградирање, ефикасно избегнувајќи го ризикот од уривање на зградата.
За авторот: K-HOME
K-home Челична структура Co., Ltd зафаќа површина од 120,000 квадратни метри. Ние сме ангажирани во дизајнот, буџетот на проектот, изработката и поставување на челични конструкции ПЕБ и сендвич панели со второ одделение општи договорни квалификации. Нашите производи покриваат лесни челични конструкции, згради на ЈПБ, евтини монтажни куќи, контејнерски куќи, C/Z челик, различни модели на челични плочи во боја, PU сендвич панели, сендвич панели eps, сендвич панели од камена волна, панели за ладни простории, плочи за прочистување и други градежни материјали.