Stålkonstruktioner med stora spännvidder spelar en allt viktigare roll inom modern arkitektur och ingenjörskonst. De använder höghållfast stål som ramverk och konstrueras med effektiva anslutnings- och monteringsmetoder. Det yttersta målet är att förenkla behovet av stora utrymmen, uppnå storskaliga rumsliga volymer med få eller inga pelare, samtidigt som man tar hänsyn till estetik, hållbarhet och ekonomi.
Vad är en stålkonstruktion med stort spann?
Generellt sett, när spännvidden på en rumslig struktur överstiger 20 till 30 meter och stål används som det primära lastbärande systemet, oavsett dess form (stålbalkar, stålbågar, stålfackverk eller stålramar), kan den klassificeras som en stålkonstruktion med stort spännvidd.
Även om specifika tekniska standarder och designspecifikationer kan variera, förblir deras kärnegenskaper desamma:
- För det första är stål det primära konstruktionsmaterialet;
- För det andra minimerar dessa strukturer mellanliggande stöd för att maximera den rumsliga täckningen.
- Dessutom minskar stålkonstruktioner med stora spännvidder effektivt påverkan av sin egen vikt på det underliggande utrymmet samtidigt som de bibehåller flexibilitet i layout och modifiering.
Prefab metalllager: design, typ, kostnad
Varför välja stålkonstruktioner med stor spann?
Valet av stålkonstruktioner med stora spännvidder härrör främst från de kombinerade fördelarna med deras material och konstruktionsform. Dessa fördelar återspeglas specifikt i följande aspekter:
- Överlägsna materialegenskaper
Stål erbjuder ett utmärkt hållfasthets-viktförhållande. Det innebär att för samma vikt är dess hållfasthet och bärförmåga betydligt högre än för traditionella material som betong. Denna egenskap gör stålkonstruktioner lätta, vilket möjliggör stora spännvidder samtidigt som kraven på grunden effektivt minskas. Dessutom har stål god plasticitet och återvinningsbarhet, vilket underlättar prefabricering i fabriker och är i linje med principer för grön och hållbar utveckling.
- Snabb och effektiv konstruktion
De flesta stålkomponenter prefabriceras i fabriker och transporteras sedan till byggarbetsplatsen för montering. Med metoder som bultning eller svetsning går konstruktionen snabbt. Denna metod förkortar projektets tidslinjer avsevärt och minskar arbetet på plats.
- Mycket flexibel rymddesign
Det primära målet med stora strukturer är att skapa öppna, pelarfria utrymmen. Stålkonstruktioners höga hållfasthet och flexibilitet underlättar avsevärt den fria uppdelningen av interna utrymmen. Stålkonstruktioner gör detta möjligt samtidigt som de möjliggör enkla framtida modifieringar. Oavsett om det gäller att omorganisera interiörlayouter, lägga till läktare eller installera gångvägar, kan justeringar göras flexibelt och effektivt.
Vanliga typer av stålkonstruktioner med lång spann
Stålkonstruktioner med långa spännvidder uppnår huvudsakligen expansiva pelarfria utrymmen genom flera klassiska former. Var och en har sina egna egenskaper och är lämplig för olika scenarier.
- Truss strukturer
Med fackverk i en fackverkskonstruktion avses en fackverksbalk, en typ av gitterbalkskonstruktion. Denna konstruktion består av raka element (diagonala livelement och horisontella kordor) som är sammankopplade vid noder för att bilda triangulära enheter. Fackverkskonstruktioner används ofta i offentliga byggnader som storspannsfabriker, utställningshallar, arenor och broar. Eftersom de oftast används i takkonstruktioner kallas fackverk ofta även för takstolar. Deras främsta fördelar inkluderar en tydlig lastöverföringsväg och hög strukturell effektivitet, vilket gör dem mycket lämpliga för långspanns, regelbundna rektangulära strukturer. Tack vare mogen tillverkningsteknik är konstruktion och underhåll av fackverkskonstruktioner relativt enkla.
- Rymdramstruktur
Detta är en tredimensionell rumslig struktur som består av ett flertal element arrangerade i ett rutnät. Dess utmärkta övergripande stabilitet och rumsliga styvhet gör att den kan anpassa sig till olika oregelbundna plan och komplexa gränser. Samtidigt har den också en unik arkitektonisk estetik.
- bågar
Genom kontinuerligt böjda former omvandlas laster till axiellt tryck längs bågens axel, vilket uppnår extremt stora spännvidder. Bågar skapar inte bara rymliga interiörer, utan deras graciösa kurvor blir ofta byggnadens visuella mittpunkt, och de bidrar också till optimering av akustik och visuella effekter.
- Kabelmembranstrukturer
Genom kontinuerligt böjda former omvandlas laster till axiellt tryck längs bågens axel, vilket uppnår extremt stora spännvidder. Bågar skapar inte bara rymliga interiörer, utan deras graciösa kurvor blir ofta den visuella mittpunkten i en byggnad, och de bidrar också till optimering av akustik och visuella effekter. Tillämpningar inkluderar: landskapsarkitektur (stadiontak), ekologisk arkitektur (botaniska trädgårdsväxthus) och tillfälliga strukturer (stora utställningshallar).
- Stålportalramstruktur (ett kostnadseffektivt val för små och medelstora byggnader)
A stålportalramkonstruktion består av en portalram (H-formade stålbalk-pelarförbindningar), ett åssystem (C/Z-format stål) och ett stagsystem, vilket bildar ett plant lastbärande system. Dess främsta fördel ligger i dess variabla tvärsnittsdesign – balk- och pelartvärsnittet är optimerat enligt förändringar i interna krafter, vilket uppnår effektivt materialutnyttjande. Tak och väggar använder lätta profilerade stålplåtar (endast egenvikt 0.1–0.3 kN/㎡). Grundbelastningen minskas med 40–60 % jämfört med betongkonstruktioner.
Truss strukturer -
bågar -
Kabelmembranstrukturer -
Stålportalramkonstruktion
Viktiga designöverväganden
I praktiken kombineras dessa system ofta för att utveckla ett optimalt rumsligt ramverk skräddarsytt för projektspecifika krav. Allt eftersom spännvidden ökar ökar komplexiteten i fogkonstruktionen avsevärt. Att uppnå en optimal balans mellan strukturell hållfasthet, styvhet och tillverkningsbarhet är därför fortfarande avgörande för framgångsrik design av stålkonstruktioner med stora spännvidder.
Utvecklingshistorien för byggnader med stora spann stålkonstruktioner
Det antika Rom hade stora byggnader (som antika romerska byggnader). Strukturella byggnader med stora spännvidder i modern tid hade gjort stora landvinningar. Till exempel använde maskinpaviljongen på världsutställningen i Paris 1889 en tregångsformad välvd stålkonstruktion med en spännvidd på 115 meter.
I början av 20-talet främjade framstegen för metallmaterial och utvecklingen av armerad betongteknik uppkomsten av många nya strukturella former av byggnader med stora spännvidder.
Till exempel använder Centennial Hall, inbyggd i Breslau, Polen från 1912 till 1913, en kupol av armerad betong med en diameter på 65 meter och en täckande yta på 5,300 XNUMX kvadratmeter. Efter andra världskriget utvecklades stora byggnader, med europeiska länder, USA och Mexiko som utvecklades snabbast.
Ocuco-landskapet stort spann stålkonstruktionsbyggnader under denna period använde i stor utsträckning olika höghållfasta lättviktsmaterial (som legerat stål, specialglas) och kemiska syntetiska material, vilket minskade vikten av den stora strukturen och möjliggjorde det kontinuerliga utseendet av nya rumsliga strukturer och den ökande täckningen av området.
Ocuco-landskapet Cegenskaper hos Large Span Steel STRUKTUR BTT SKAPAs
- Ökad diversifiering och komplexitet av strukturella former.
- Den strukturella spännvidden blir större och större, stålkvaliteten blir högre och högre, stålplåtens tjocklek blir tjockare och tjockare.
- Komplexa och mångsidiga anslutningssätt.
- Antalet komponenter och tvärsnittstyper ökar, vilket gör det allt svårare att fördjupa designen.
- Höga krav på bearbetningsnoggrannhet.
Kostnad för stålkonstruktioner med stora spann
Kostnaden för stålkonstruktioner med stora spann är inte ett fast pris. Den varierar kraftigt beroende på faktorer som råmaterial, konstruktionstyp och konstruktionsförhållanden. Till exempel:
- Storlek: Generellt sett gäller att ju större byggnadsyta, desto lägre kostnaden per ytenhet; ju högre byggnadshöjd, desto högre krav på strukturell bärförmåga och stabilitet, och desto högre kostnaden.
- Materialkvalitet: Stål är också en viktig faktor som påverkar kostnaden. Vanligt kolkonstruktionsstål är relativt billigt, medan högkvalitativt höghållfast stål är dyrare. Dessutom ökar användningen av högkvalitativa skyddande beläggningar i kapslingskonstruktionen också kostnaderna.
- Designkomplexitet: För generella stålkonstruktioner i portaler kan den ekonomiska genomförbarheten, inom ett rimligt spann, balanseras genom strukturell design. Komplexa designer kommer att öka kostnaderna.
- Geografisk plats: Kostnaderna varierar i olika regioner på grund av skillnader i arbetskraftskostnader, transportkostnader och marknadsförhållanden. Kostnaderna i ekonomiskt utvecklade områden kan vara 10–30 % högre än i mindre utvecklade områden.
- Byggteknik: Avancerad byggteknik kan öka kostnaderna men förbättrar också effektiviteten och livslängden.
- Plats och logistik: Logistik är också en betydande kostnadsfaktor. Om projektplatsen är relativt avlägsen kommer kostnaden för sjöfrakt att öka. Dessutom varierar även sjöfraktkostnaderna med förändringar i det ekonomiska klimatet.
Ytterligare läsning: Stålbyggnadsplaner och specifikationer
Om K-HOME
-Kina stålbyggnadstillverkare
At k-home, erbjuder vi två huvudsakliga stålkonstruktionssystem: ramkonstruktioner och portalramkonstruktioner. K-Homes ingenjörsteam genomför omfattande bedömningar av varje projekts specifika behov, med hänsyn till belastningskrav, funktionella krav och budgetkontroll, för att rekommendera den lämpligaste stålramslösningen för våra kunder. Våra stålkonstruktionssystem genomgår rigorösa beräkningar och fysiska tester för att säkerställa att varje byggnad når sin avsedda livslängd.
Design
Varje designer i vårt team har minst 10 års erfarenhet. Du behöver inte oroa dig för att den oprofessionella designen påverkar byggnadens säkerhet.
Märke och transport
För att göra dig tydlig och minska platsarbetet, markerar vi noggrant varje del med etiketter, och alla delar kommer att planeras i förväg för att minska antalet förpackningar för dig
Produktion
Vår fabrik har 2 produktionsverkstäder med stor produktionskapacitet och kort leveranstid. Generellt är ledtiden cirka 15 dagar.
Detaljerad installation
Om detta är första gången för dig att installera stålbyggnaden kommer vår ingenjör att skräddarsy en 3D-installationsguide för dig. Du behöver inte oroa dig för installationen.
Vad är ett stålkonstruktionslager? Design och kostnad
Grunderna i stålkonstruktionens kranbalk som du behöver veta
Viktiga grunder för stålkonstruktionsanslutningsdesigner som du bör känna till
Tillverkning av strukturellt stål: Processer, överväganden och fördelar
Kontakta oss >>
Har du frågor eller behöver du hjälp? Innan vi börjar bör du veta att nästan alla prefabricerade stålbyggnader är kundanpassade.
Vårt ingenjörsteam kommer att designa den efter lokal vindhastighet, regnbelastning, llängd*bredd*höjdoch andra ytterligare alternativ. Eller så kan vi följa dina ritningar. Berätta för mig ditt krav, så sköter vi resten!
Använd formuläret för att nå ut så kontaktar vi dig så fort som möjligt.
Om författare: K-HOME
K-home Steel Structure Co., Ltd täcker en yta på 120,000 XNUMX kvadratmeter. Vi är engagerade i design, projektbudget, tillverkning och installation av PEB stålkonstruktioner och sandwichpaneler med andra klass allmänna entreprenadkvalifikationer. Våra produkter täcker lätta stålkonstruktioner, PEB byggnader, lågkostnad prefabricerade hus, containerhus, C/Z stål, olika modeller av färg stålplåt, PU sandwichpaneler, eps sandwichpaneler, stenullssandwichpaneler, kylrumspaneler, reningsplattor och andra konstruktionsmaterial.