Не прескачите популаризацију знања о порталним индустријским зградама са челичним оквиром
Генерално говорећи, индустријска зграда са порталним челичним оквиром је индустријска зграда са челичном конструкцијом као главним носећим системом. Његова суштина дизајна лежи у коришћењу порталног челичног оквира као главног носача - обликован попут дневних врата, једноставан је, али довољно стабилан да носи тежину главне конструкције зграде. Такође је уобичајен лаган тип, са главним носећим компонентама укључујући челичне греде и челичне стубове, представљајући општи распоред у облику „врата“ који је типичан за индустријске зграде са порталним челичним оквиром.
Структурни облик индустријских зграда са порталним челичним оквиром може се флексибилно прилагодити стварним потребама. Конкретно, лагане индустријске зграде са порталним челичним оквиром су идеалне за зграде челичних радионицабез производних дизалица, док су оне за тешке услове употребе неопходне за оне којима су потребне дизалице за транспорт тешких материјала/опреме. Што се тиче распореда, нуде опције са једним распоном, двоструким распоном и више распона, и могу бити опремљене надстрешницама, анексима или чак надограђене навишеспратне челичне зградепрема захтевима пројекта. Персонализоване модификације (нпр. надстрешнице отпорне на кишу, мали помоћни анекси) такође се могу прилагодити за њих.
Ове предности чине индустријске зграде са порталним челичним оквиром веома погодним за потребе грађевинске индустрије. Без прекомерних носећих стубова, избегавају препреке приликом постављања фабричке опреме, складиштења робе у складишту или олакшавања рада радника. Штавише, њихове кључне компоненте могу бити префабриковане у фабрикама и монтиране на лицу места – ово не само да скраћује циклус изградње индустријских зграда са порталним челичним оквиром, већ и осигурава доследан квалитет. Такође су отпорне на јак ветар, снег и земљотрес, осигуравајући дугорочну стабилност.
Данас, индустријске зграде са порталним челичним оквиром нису само први избор за фабричке радионице и велика складишта, већ су и поуздане за комерцијалне објекте и културне и забавне објекте. У ствари, сви пројекти који захтевају отворени унутрашњи простор дају предност префабрикованим индустријским зградама са порталним челичним оквиром, јер оне уравнотежују функционалност, ефикасност и издржљивост – кључне разлоге њихове популарности у модерној градњи.
Лако разумејте компоненте и структурне детаље индустријских зграда са порталним челичним оквиром
Код главних структурних компоненти индустријских зграда са порталним челичним оквиром, стубови и кровне греде могу бити пројектовани као елементи са чврстим ребрима у облику слова Х или решеткасти елементи. Да би се смањила потрошња челика, ови елементи такође могу усвојити променљиви попречни пресек на основу расподеле дијаграма момента савијања. Иако елементи са чврстим ребрима користе нешто више челика, лако се израђују и широко се примењују у практичним пројектима индустријских зграда са порталним челичним оквиром.
За секундарну структуру индустријских зграда са порталним челичним оквиром, хладно обликовани танкозидни челик је пожељнији за кровне греде и зидне појасеве; ако размак између стубова постројења прелази 12 м, решеткасте греде су економичније. Као савитљиви елементи, секундарна структура се повезује са главним крутим оквиром помоћу вијака - она носи оптерећења од система ограде, преноси их на главну структуру и пружа бочну потпору како би се побољшала укупна стабилност главне структуре у индустријским зградама са порталним челичним оквиром.
Језгро система ограде за индустријске зграде са порталним челичним оквиром су облоге, које су обично направљене од ваљаних танких металних лимова или других лаких композитних материјала. Ове плоче су повезане са секундарном конструкцијом специфичним методама како би поднеле спољна оптерећења као што су ветар, снег и грађевинска оптерећења. Вреди напоменути да облоге нису само подупрте секундарном конструкцијом, већ могу пружити и бочну потпору за секундарну конструкцију, повећавајући до одређене мере њену стабилност.
Штавише, након што се облоге повежу са секундарном структуром, оне формирају јаку крутост на смицање у својој равни – феномен познат као „ефекат дијафрагме“. Овај ефекат омогућава индустријским зградама са порталним челичним оквиром оптерећеним равнином да имају одређене просторне структурне перформансе.
Поред тога, кровне и међустубне спреге индустријских зграда са порталним челичним оквиром обично се пројектују као затезни елементи, при чему се преферирају затегнуте попречно-округле челичне спреге. Ако конструкција укључује дизалице капацитета преко 5 тона, међустубне спреге морају се заменити угаоним челичним или другим пресеченим челичним спрегама. За међустубне спреге у делу међуспратне конструкције индустријских зграда са порталним челичним оквиром, такође треба одабрати угаоне челичне или друге пресечене челичне спреге.
У складу са стварним архитектонским захтевима, елементи порталног челичног оквира различитих величина могу се распоредити и комбиновати како би се формирали различити структурни облици, који задовољавају потребе коришћења различитих једноспратних зграда. Уобичајени облици укључују оне са делимичним међуспратом, са вентилаторима или парапетима, са надстрешницама и са препустом стрехе. Такође могу бити пројектовани као једносмерни, вишераспонски са једним гребеном и двоструким нагибима, вишераспонски са више гребена и више нагиба, и комбиновани високи и ниски распони. Поред тога, у неким сценаријима се користе и портални челични оквири оквирног типа.
▪ Основни облици Порталне челичне рамске зграде
▪ Локални спојеви на другом спрату - погледајте вишеспратне системе оквира
У изведеним структурним облицима порталних челичних оквира, опрема за дизалице такође се може флексибилно распоредити према стварним потребама, а истовремено се могу додати и делимични простори на другом спрату.
У суштини, забатни портални оквири такође спадају у категорију порталних оквира са више распона; главна разлика лежи у њиховим средњим стубовима, чија је оријентација пресека ротирана за 90 степени у поређењу са оријентацијом конвенционалних порталних оквира.
Избор челика за индустријске зграде са порталним челичним оквиром на основу стандарда и уобичајених квалитета
Избор челика за индустријске зграде са порталним рамом треба да се заснива на кинеским националним стандардима. Кодекс за пројектовање челичних конструкција (GB 50017) и Техничка спецификација за челичне конструкције лаких порталних рамских зграда (GB 51022). Уобичајено коришћене врсте челика и њихови сценарији примене су следећи:
Челик Q235, као најчешће коришћени и најекономичнији избор, има границу течења од 235 N/mm² и поседује добру чврстоћу, дуктилност и заварљивост. Испуњава захтеве већине зграда са порталним рамовима без кранова или са крановама мале тонаже; није само преферирани материјал за главне рамове (греде, стубове), већ и челик који се обично користи за секундарне конструкције (роге, зидне појасеве);
Челик Q355 (раније означен као Q345) је погодан за критичније компоненте, са границом течења од 355 N/mm². Његова чврстоћа је приближно 36% већа од чврстоће челика Q235. Када конструкција има велики распон, велико оптерећење (као што је случај са дизалицама велике носивости) или велики размак између стубова, употреба челика Q355 може ефикасно смањити величину попречног пресека компоненти и уштедети потрошњу челика. Иако је његова јединична цена нешто виша, нуди бољу укупну економичност и често се користи за главне оквире (греде, стубове) изложене великим оптерећењима.
Челици веће чврстоће као што су Q390, Q420 и Q460 ретко се користе у порталним оквирима и разматрају се само у изузетно великим пројектима са посебним тешким крановима или екстремним условима оптерећења. Генерално, Q235B или Q355B се обично користе за главне оквире (греде, стубове), док се челик Q235 обично користи за секундарне конструкције (греде, зидне појасеве).
Практични принципи распореда за индустријске зграде са порталним челичним оквиром
Распоред индустријских зграда са порталним челичним оквиром прати систематску логику планирања, фокусирајући се на бочне круте оквире, уздужна учвршћивања, системе ограда и секундарне структуре. Детаљи су следећи:
- Распоред бочног крутог рама (главни систем отпорности на бочну силу): Као „скелет“ индустријских зграда са порталним челичним оквиром, бочни крути оквири носе сва вертикална и бочна оптерећења. Што се тиче распона, треба их одредити на основу захтева процеса као што су ширина производне линије, распоред опреме и логистички пролази. Уобичајени економски распон креће се од 18 м до 36 м; већи распони (нпр. преко 45 м) су технички изводљиви, али захтевају економско поређење – понекад је коришћење решетки или носача исплативије. Бочни крути оквири могу бити распоређени као једнораспонски, двораспонски или вишераспонски. Код вишераспонских распореда, средњи стубови обично имају облик стубова са клиновима, који су шаркама причвршћени за греде ради поједностављења конструкције и уштеде материјала. Размак између стубова (тј. растојање између крутих оквира) је кључни фактор који утиче на потрошњу челика и економичност; уобичајени економски размак између стубова је од 6 м до 9 м, а 7.5 м или 8 м се широко користи у сценаријима без дизалица или са дизалицама мале тонаже. Повећање размака између стубова (нпр. на 12 м) значајно ће повећати потрошњу челика за круте рамске греде и греде крана, али смањује број крутих рамова и темеља — потребни су свеобухватни компромиси, а потрошња челика за греде и зидне појасеве ће се такође сходно томе повећати. Висина стрехе се одређује сервисним размаком, висином врха шине крана и висином кровне конструкције; нагиб крова је обично 5% до 10% (приближно 1/20 до 1/10) — премали нагиб је неповољан за одводњавање, док превелики нагиб повећава запремину зграде и потрошњу челика.
- Распоред система уздужних учвршћивања (обезбеђивање укупне стабилности): Систем уздужних учвршћивања делује као „лигаменти“ индустријских зграда са порталним челичним оквиром, повезујући појединачне бочне круте оквире у стабилну просторну целину како би се одупрли уздужним оптерећењима (као што су уздужна оптерећења ветром, сеизмичке силе и уздужне силе кочења краном) и осигурали стабилност током инсталације. Што се тиче положаја распореда, хоризонтално учвршћивање крова се обично поставља у крајњим отворима (први или други) и средњим отворима температурних секција у одређеним интервалима (нпр. ≤60 м); за дугачке радионице морају се поставити температурни дилатациони спојеви, са учвршћивањем инсталираним са обе стране спојева. Међустубно учвршћивање треба поставити у истим отворима као и хоризонтално учвршћивање крова како би се формирао јак систем решетки отпоран на бочне силе, преносећи оптерећења на темељ. За облике распореда обично се користе попречни округли челични (затегнути затезним копчама) или угаони челични попречни облици - округли челични учвршћивачи су лагани и економични, носе само затезање (пројектовани као затезни елементи), што их чини најчешћим обликом. Када се попречно учвршћивање не може инсталирати на локацијама са великим отворима врата или пролазима, уместо тога се могу користити портални учвршћивачи. Његове основне функције укључују обезбеђивање тачака ослонца ван равни за круте стубове оквира како би се смањила њихова ефективна дужина, пренос и отпор уздужним хоризонталним силама и обезбеђивање укупне стабилности конструкције током инсталације.
- Распоред система кућишта и секундарне структуре: Размак између греда и зидних појасева у зградама са порталним челичним оквиром углавном је одређен чврстоћом и крутошћу кровних и зидних панела, са уобичајеним размаком од 1.5 м. Да би се смањила ефективна дужина греда и зидних појасева ван равни и побољшала носивост, треба уградити систем затезних шипки и подупирача (обично направљен од округлог челика) како би се формирао стабилан систем ношења силе. Стубови ветра су постављени на забатним зидовима како би носили оптерећења ветра која се преносе са забатних зидних панела; њихови горњи крајеви су шаркама причвршћени за круте греде оквира преко крајњих плоча, омогућавајући пренос и хоризонталних и вертикалних сила.
- Резиме процеса основног распореда: Основни процес распореда порталних челичних рамских зграда прати логику „оријентисано на потражњу → прелиминарно планирање → систематски распоред → прорачун и оптимизација“. Прво, одредити распон, висину, носивост дизалице и положаје врата на основу захтева процеса; затим прво потврдити економски разуман размак између стубова (нпр. 7.5 м) и нагиб крова (нпр. 1/10); затим, распоредити бочне круте оквире како би се формирао главни систем носећег оптерећења; затим инсталирати уздужне конструкције, поставити кровне конструкције и међустубне конструкције у крајњим отворима и средини температурних делова како би се изградила стабилна просторна структура; након тога, разумно распоредити секундарне конструкције као што су греде, зидни појасеви и њихови системи затезних шипки; на крају, поставити систем забатних зидова и распоредити стубове за ветар. На крају, сви распореди морају бити моделирани, израчунати и оптимизовани коришћењем софтвера за структурне прорачуне (као што су PKPM, YJK) како би се осигурало да су испуњени сви принципи распореда.
Пројектне тачке за индустријске зграде са порталним челичним оквиром: сеизмичка отпорност и заштита од пожара
Приликом пројектовања индустријских зграда са порталним челичним оквиром за сеизмичку отпорност, прва ствар на коју се треба фокусирати је рационалност целокупног распореда: маса и крутост конструкције радионице морају бити равномерно распоређене. Ово осигурава да радионица равномерно носи силу и да се координирано деформише под сеизмичким дејством, минимизирајући ризик од локалног преоптерећења и накнадних структурних оштећења узрокованих неравномерном крутости. За попречни структурни дизајн, крути рамови су погоднији, или рамови где кровна решетка и стубови чине одређени степен консолидације - овај дизајн у потпуности користи носивост челичне конструкције, смањује попречну структурну деформацију и додатно побољшава сеизмички капацитет.
Посебно је важно напоменути да је већина оштећења на индустријским радионицама са челичним оквиром портала узрокована нестабилношћу елемената, а не недовољном чврстоћом елемената. Стога је разуман распоред система учвршћивања кључан: научно постављање компоненти као што су међустубна учвршћивања и хоризонтална учвршћивања кровних решетки може ефикасно осигурати укупну стабилност конструкције радионице и спречити нестабилност елемената под сеизмичким дејством. Поред тога, пројектовање структурних спојних чворова мора бити строго контролисано - неопходно је осигурати да чворови не покваре пре пуног попречног пресека структурних елемената, омогућавајући елементима да уђу у пластично радно стање и у потпуности апсорбују сеизмичку енергију, чиме се максимизира сеизмичка отпорност зграде.
Главне предности индустријских зграда са порталним челичним оквиром: ефикасност, сопствена тежина и прилагодљивост простору
Популарност индустријских зграда са порталним челичним оквиром у индустријском сектору произилази из њихових практичних предности у вишеструким аспектима. Почевши од ефикасности изградње, челичне конструкционе компоненте ових зграда могу се масовно производити у фабрикама, елиминишући потребу за сложеним радовима на изливању на лицу места; након транспорта на градилиште, зграда се може завршити само склапањем компоненти. Читав процес је једноставан и ефикасан, значајно скраћујући циклус изградње пројекта и помажући предузећима да брже покрену производњу.
Што се тиче сопствене тежине зграде, предност индустријских зграда са порталним челичним оквиром је још значајнија: може смањити структурну масу зграде за приближно 30%. Ова карактеристика је посебно критична у два сценарија - један су подручја са ниском носивошћу темеља, где мања сопствена тежина смањује притисак на темељ и смањује трошкове армирања темеља; други су подручја са високим интензитетом сеизмичког утврђивања, где лакша конструкција смањује инерцијалну силу под сеизмичким дејством, што резултира много бољом свеобухватном економичношћу у поређењу са традиционалним армиранобетонским конструкцијским системима.
Када је реч о искоришћењу простора и функционалној прилагодљивости, индустријске зграде са порталним челичним оквиром такође се добро показују. Њихов економски распон се обично креће од 24 до 30 метара, пружајући довољно простора за пословање и задовољавајући потребе за великим простором разних индустријских активности као што су машинска обрада и логистичко складиштење; истовремено, структурни дизајн нуди високу флексибилност. Предузећа могу прилагодити структуру у вишеспратне или вишераспонске конфигурације на основу својих стварних производних потреба, па чак и инсталирати посебну индустријску опрему попут дизалица, у потпуности се прилагођавајући производним сценаријима различитих индустрија.
Пројектовање противпожарне заштите: Решите недостатак отпорности челика на топлоту и избегните ризик од колапса
Индустријске зграде са порталним челичним оквиром имају значајну слабост: лошу отпорност челичних конструкција на ватру. Када температура челика пређе 100℃, његове перформансе се постепено мењају са порастом температуре: затезна чврстоћа се континуирано смањује, док се пластичност повећава; када температура достигне 500℃, чврстоћа челика пада на изузетно низак ниво, неспособан да подржи тежину зграде, што на крају може довести до колапса челичне конструкције.
Стога, прописи о пројектовању јасно прописују да ако површинска температура челичне конструкције може бити у окружењу изнад 150℃, морају се предузети мере топлотне изолације и заштите од пожара. Тренутно, најчешће коришћено решење у индустрији је наношење топлотно отпорних премаза на површину челичне конструкције — ови премази формирају слој топлотне изолације у окружењима са високим температурама, успоравајући брзину пораста температуре челика, купујући време за спасавање у случају пожара и штитећи перформансе челика од брзе деградације, ефикасно избегавајући ризик од урушавања зграде.
Абоут Аутхор: K-HOME
K-home Стеел Струцтуре Цо., Лтд покрива површину од 120,000 квадратних метара. Бавимо се дизајном, буџетом пројекта, израдом и уградња ПЕБ челичних конструкција и сендвич панели са квалификацијом генералног уговарача другог реда. Наши производи покривају лаке челичне конструкције, ПЕБ зграде, јефтине монтажне куће, контејнерске куће, Ц/З челик, различити модели челичне плоче у боји, ПУ сендвич панели, епс сендвич панели, сендвич панели од камене вуне, панели за хладњаче, плоче за пречишћавање и други грађевински материјали.