Staalconstructies met grote overspanningen spelen een steeds belangrijkere rol in de moderne architectuur en techniek. Ze maken gebruik van hoogwaardig staal als frame en worden gebouwd met behulp van efficiënte verbindings- en montagemethoden. Het uiteindelijke doel is om de behoefte aan grote ruimtes te vereenvoudigen door grote ruimtelijke volumes te realiseren met weinig of geen kolommen, waarbij tegelijkertijd rekening wordt gehouden met esthetiek, duurzaamheid en economie.
Wat is een stalen constructie met grote overspanningen?
Over het algemeen geldt dat een ruimtelijke constructie wordt geclassificeerd als een stalen constructie met grote overspanningen wanneer de overspanning van de constructie groter is dan 20 tot 30 meter en staal wordt gebruikt als primair dragend systeem, ongeacht de vorm (stalen balken, stalen bogen, stalen spanten of stalen ruimteframes).
Hoewel specifieke technische normen en ontwerpspecificaties kunnen variëren, blijven hun kernkenmerken consistent:
- Ten eerste is staal het primaire constructiemateriaal;
- Ten tweede minimaliseren deze structuren de tussenliggende ondersteuningen, waardoor de ruimtelijke dekking wordt gemaximaliseerd.
- Bovendien beperken stalen constructies met grote overspanningen effectief de impact van hun eigen gewicht op de onderliggende ruimte, terwijl ze toch flexibel zijn in indeling en aanpassing.
Prefab metaalmagazijn: ontwerp, type, kosten
Waarom zou u kiezen voor gebouwen met een grote overspanning in staal?
De keuze voor staalconstructies met grote overspanningen is voornamelijk gebaseerd op de gecombineerde voordelen van hun materiaal en constructievorm. Deze voordelen komen specifiek tot uiting in de volgende aspecten:
- Superieure materiaaleigenschappen
Staal biedt een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding. Dit betekent dat de sterkte en het draagvermogen aanzienlijk hoger zijn dan bij hetzelfde gewicht, vergeleken met traditionele materialen zoals beton. Deze eigenschap maakt staalconstructies licht van gewicht, waardoor grote overspanningen mogelijk zijn en de eisen aan de fundering effectief worden verlaagd. Bovendien is staal goed plastisch en recyclebaar, wat prefabricage in de fabriek vergemakkelijkt en aansluit bij de principes van groene en duurzame ontwikkeling.
- Snelle en efficiënte constructie
De meeste stalen componenten worden geprefabriceerd in fabrieken en vervolgens naar de bouwplaats getransporteerd voor montage. Door gebruik te maken van technieken zoals bouten of lassen verloopt de bouw snel. Deze aanpak verkort de projectdoorlooptijden aanzienlijk en vermindert de werklast op de bouwplaats.
- Zeer flexibel ruimteontwerp
Het primaire doel van constructies met grote overspanningen is het creëren van open, kolomvrije ruimtes. De hoge sterkte en flexibiliteit van staalconstructies vergemakkelijken de vrije indeling van binnenruimtes aanzienlijk. Staalconstructies maken dit mogelijk en laten bovendien eenvoudige toekomstige aanpassingen toe. Of het nu gaat om het herindelen van de indeling, het toevoegen van tribunes of het installeren van loopbruggen, aanpassingen kunnen flexibel en efficiënt worden uitgevoerd.
Veelvoorkomende soorten stalen constructies met grote overspanningen
Staalconstructies met grote overspanningen realiseren voornamelijk ruime kolomvrije ruimtes door middel van verschillende klassieke vormen. Elk heeft zijn eigen kenmerken en is geschikt voor verschillende scenario's.
- Vakwerkconstructies
Met vakwerk in een vakwerkconstructie wordt een vakwerkligger bedoeld, een type vakwerkliggerconstructie. Deze constructie bestaat uit rechte elementen (diagonale liggers en horizontale staven) die met knooppunten verbonden zijn om driehoekige eenheden te vormen. Vakwerkconstructies worden vaak gebruikt in openbare gebouwen, zoals fabrieken met grote overspanningen, beurshallen, stadions en bruggen. Omdat ze meestal in dakconstructies worden gebruikt, worden vakwerken ook wel dakspanten genoemd. Hun belangrijkste voordelen zijn een vrije lastoverdracht en een hoge structurele efficiëntie, waardoor ze zeer geschikt zijn voor regelmatige, rechthoekige constructies met grote overspanningen. Dankzij geavanceerde productietechnologie zijn de constructie en het onderhoud van vakwerkconstructies relatief eenvoudig.
- Ruimteframestructuur
Dit is een driedimensionale ruimtelijke structuur die bestaat uit talrijke elementen die in een raster zijn geplaatst. De uitstekende algehele stabiliteit en ruimtelijke stijfheid maken het mogelijk zich aan te passen aan verschillende onregelmatige vlakken en complexe grenzen. Tegelijkertijd bezit het ook een unieke architectonische esthetiek.
- Arches
Door middel van doorlopende gebogen vormen worden belastingen omgezet in axiale druk langs de boogas, waardoor extreem grote overspanningen mogelijk zijn. Bogen creëren niet alleen ruimtelijke interieurs, maar hun sierlijke rondingen vormen vaak het visuele middelpunt van een gebouw en dragen ook bij aan de optimalisatie van de akoestiek en visuele effecten.
- Kabel-membraanstructuren
Door middel van doorlopende gebogen vormen worden belastingen omgezet in axiale druk langs de boogas, waardoor extreem grote overspanningen mogelijk zijn. Bogen creëren niet alleen ruimtelijke interieurs, maar hun sierlijke rondingen vormen vaak het visuele middelpunt van een gebouw en dragen ook bij aan de optimalisatie van de akoestiek en visuele effecten. Toepassingen zijn onder andere: landschapsarchitectuur (stadionoverkappingen), ecologische architectuur (kassen van botanische tuinen) en tijdelijke constructies (grote tentoonstellingshallen).
- Stalen portaalframeconstructie (een kosteneffectieve keuze voor kleine en middelgrote gebouwen)
A stalen portaalframeconstructie Bestaat uit een portaalframe (H-vormige stalen balk-kolomverbindingen), een gordingssysteem (C/Z-vormig staal) en een schoorsysteem, dat een vlak draagsysteem vormt. Het belangrijkste voordeel ligt in het variabele dwarsdoorsnedeontwerp: de dwarsdoorsneden van de liggers en kolommen zijn geoptimaliseerd op basis van veranderingen in de interne krachten, wat zorgt voor efficiënt materiaalgebruik. Het dak en de wanden zijn gemaakt van lichtgewicht geprofileerde staalplaten (eigengewicht slechts 0.1-0.3 kN/m²). De funderingsbelasting is met 40%-60% verminderd in vergelijking met betonconstructies.
Vakwerkconstructies -
Arches -
Kabel-membraanstructuren -
Stalen portaalframestructuur
Belangrijke ontwerpoverwegingen
In de praktijk worden deze systemen vaak gecombineerd om een optimaal ruimtelijk raamwerk te ontwikkelen, afgestemd op projectspecifieke eisen. Naarmate de overspanning toeneemt, neemt de complexiteit van het verbindingsontwerp aanzienlijk toe. Het bereiken van een optimale balans tussen structurele sterkte, stijfheid en maakbaarheid blijft daarom cruciaal voor het succesvolle ontwerp van staalconstructies met grote overspanningen.
De ontwikkelingsgeschiedenis van gebouwen met grote overspanningen in staalconstructies
Het oude Rome had gebouwen met grote overspanningen (zoals oude Romeinse gebouwen). Structurele gebouwen met grote overspanningen in de moderne tijd grote successen had geboekt. Het machinepaviljoen op de Wereldtentoonstelling van Parijs in 1889 maakte bijvoorbeeld gebruik van een driescharnierende, gebogen staalconstructie met een overspanning van 115 meter.
Aan het begin van de 20e eeuw bevorderden de vooruitgang van metalen materialen en de ontwikkeling van de technologie van gewapend beton de opkomst van veel nieuwe structurele vormen van gebouwen met grote overspanningen.
De Centennial Hall, gebouwd in Breslau, Polen van 1912 tot 1913, maakt bijvoorbeeld gebruik van een koepel van gewapend beton met een diameter van 65 meter en een dekkingsoppervlak van 5,300 vierkante meter. Na de Tweede Wereldoorlog kenden gebouwen met grote overspanningen nieuwe ontwikkelingen, waarbij de Europese landen, de Verenigde Staten en Mexico zich het snelst ontwikkelden.
Het grote overspanning gebouwen met staalconstructies van deze periode werden op grote schaal verschillende lichtgewicht materialen met een hoge sterkte (zoals gelegeerd staal, speciaal glas) en chemische synthetische materialen gebruikt, waardoor het gewicht van de structuur met grote overspanningen werd verminderd en de voortdurende verschijning van nieuwe ruimtelijke structuren en de toenemende dekking van het gebied.
Het Ckenmerken van Large Span Swintertaling STRUCTUUR Buildings
- Toenemende diversificatie en complexiteit van structurele vormen.
- De structurele overspanning wordt steeds groter, de staalsoort wordt steeds hoger, de dikte van de staalplaten wordt dikker en dikker.
- Complexe en diverse verbindingsstijlen.
- Het aantal componenten en doorsnedetypen neemt toe, waardoor het steeds moeilijker wordt om het ontwerp te verdiepen.
- Hoge eisen voor bewerkingsnauwkeurigheid.
Kosten van stalen constructies met grote overspanningen
De kosten van staalconstructies met grote overspanningen zijn niet vaststaand. Ze variëren sterk, afhankelijk van factoren zoals grondstoffen, het type constructie en de bouwomstandigheden. Bijvoorbeeld:
- Grootte: Over het algemeen geldt: hoe groter het gebouwoppervlak, hoe lager de kosten per oppervlakte-eenheid. Hoe hoger het gebouw, hoe hoger de eisen voor het draagvermogen en de stabiliteit van de constructie, en hoe hoger de kosten.
- Materiaalkwaliteit: Staal is ook een belangrijke factor die de kosten beïnvloedt. Gewoon koolstofstaal is relatief goedkoop, terwijl hoogwaardig hoogsterktestaal duurder is. Bovendien verhoogt het gebruik van hoogwaardige beschermende coatings in de behuizingsconstructie de kosten.
- Ontwerpcomplexiteit: Voor algemene stalen portalen kan de economische haalbaarheid binnen een redelijk overspanningsbereik worden afgewogen door middel van structureel ontwerp. Complexe ontwerpen verhogen de kosten.
- Geografische locatie: De kosten variëren per regio vanwege verschillen in arbeidskosten, transportkosten en marktomstandigheden. De kosten in economisch ontwikkelde gebieden kunnen 10%-30% hoger zijn dan in minder ontwikkelde gebieden.
- Bouwtechnologie: Geavanceerde bouwtechnologie kan de kosten verhogen, maar verbetert ook de efficiëntie en levensduur.
- Locatie en logistiek: Logistiek is ook een belangrijke kostenfactor. Als de projectlocatie relatief afgelegen is, zullen de kosten voor zeevracht stijgen. Bovendien fluctueren de kosten voor zeevracht ook met veranderingen in het economische klimaat.
Verder lezen: staalbouwplannen en specificaties
Over ons K-HOME
-China Fabrikant van stalen gebouwen
At k-homeWij bieden twee hoofdsystemen voor staalconstructies aan: frameconstructies en portaalframeconstructies. K-HomeHet engineeringteam van voert uitgebreide beoordelingen uit van de specifieke behoeften van elk project, rekening houdend met de belastingsvereisten, functionele vereisten en budgetbeheersing, om de meest geschikte staalconstructieoplossing voor onze klanten aan te bevelen. Onze staalconstructiesystemen ondergaan strenge berekeningen en fysieke tests om ervoor te zorgen dat elk gebouw de ontworpen levensduur haalt.
Design
Iedere ontwerper in ons team heeft minimaal 10 jaar ervaring. U hoeft zich geen zorgen te maken dat het onprofessionele ontwerp de veiligheid van het gebouw aantast.
Markeren en transport
Om u duidelijk te maken en het werk op de locatie te verminderen, markeren we elk onderdeel nauwgezet met labels. Alle onderdelen worden van tevoren gepland om het aantal verpakkingen voor u te verminderen
Productie
Onze fabriek beschikt over 2 productieateliers met een grote productiecapaciteit en een korte levertijd. Over het algemeen bedraagt de doorlooptijd ongeveer 15 dagen.
Gedetailleerde installatie
Als dit de eerste keer is dat u het stalen gebouw installeert, zal onze ingenieur een 3D-installatiehandleiding voor u op maat maken. Over de installatie hoeft u zich geen zorgen te maken.
Wat is een stalen magazijn? Ontwerp en kosten
De basisprincipes van stalen kraanbalkconstructies die u moet kennen
Belangrijke basisprincipes van staalconstructieverbindingsontwerpen die u moet kennen
Fabricage van constructiestaal: processen, overwegingen en voordelen
Neem contact op >>
Heeft u vragen of hulp nodig? Voordat we beginnen, moet u weten dat vrijwel alle prefab stalen gebouwen maatwerk zijn.
Ons technische team zal het ontwerpen op basis van de lokale windsnelheid, regenbelasting, llengte*breedte*hoogteen andere aanvullende opties. Of we kunnen uw tekeningen volgen. Vertel mij alstublieft wat uw wensen zijn, en wij doen de rest!
Gebruik het formulier om contact met ons op te nemen en wij nemen zo snel mogelijk contact met u op.
Over auteur: K-HOME
K-home Staalconstructie Co., Ltd heeft een oppervlakte van 120,000 vierkante meter. Wij houden ons bezig met het ontwerp, de projectbegroting, de fabricage en de uitvoering ervan installatie van PEB-staalconstructies en sandwichpanelen met algemene contractkwalificaties van de tweede graad. Onze producten omvatten lichte staalconstructies, PEB-gebouwen, goedkope prefabhuizen, containerhuizen, C/Z-staal, verschillende modellen kleurstaalplaten, PU-sandwichpanelen, eps-sandwichpanelen, steenwolsandwichpanelen, koelcelpanelen, zuiveringsplaten en andere bouwmaterialen.