Portal Çelik Çerçeveli Endüstriyel Binalar Hakkında Bilgi Popülerleştirmesini Atlamayın
Genel olarak konuşursak, bir portal çelik çerçeveli endüstriyel bina, endüstriyel bina Ana yük taşıyıcı sistemi çelik bir yapı olan bu yapının tasarımının özü, ana yük taşıyıcı destek olarak portal çelik çerçevenin kullanılmasıdır. Günlük kapılar gibi şekillendirilmiş olan bu yapı, basit olmasına rağmen binanın ana yapı ağırlığını taşıyacak kadar sağlamdır. Aynı zamanda, ana yük taşıyıcı bileşenleri çelik kirişler ve çelik kolonlar olan yaygın bir hafif yapı tipidir ve portal çelik çerçeveli endüstriyel binaların tipik bir örneği olan genel bir "kapı" şeklinde düzen sunar.
Portal çelik çerçeveli endüstriyel binaların yapısal formu, gerçek ihtiyaçlara göre esnek bir şekilde ayarlanabilir. Özellikle hafif portal çelik çerçeveli endüstriyel binalar aşağıdakiler için idealdir: çelik atölye binalarıÜretim vinçleri olmadan, ağır malzeme/ekipman taşımak için vinçlere ihtiyaç duyanlar için ise ağır hizmet tipi vinçler bir zorunluluktur. Düzen açısından, tek açıklıklı, çift açıklıklı ve çok açıklıklı seçenekler sunarlar ve saçak çıkıntıları, ekler ile donatılabilir veya hatta yükseltilebilirler.çok katlı çelik binalarProje gereksinimlerine göre kişiselleştirilmiş değişiklikler (örneğin, yağmur geçirmez saçak çıkıntıları, küçük yardımcı ekler) de yapılabilir.
Bu avantajlar, portal çelik çerçeveli endüstriyel binaları inşaat sektörünün ihtiyaçlarına uygun hale getirir. Aşırı destek kolonları olmadığından, fabrika ekipmanlarının yerleştirilmesi, depo mallarının depolanması veya çalışanların operasyonlarının kolaylaştırılması sırasında engel teşkil etmezler. Dahası, temel bileşenleri fabrikalarda önceden üretilip yerinde monte edilebilir; bu, portal çelik çerçeveli endüstriyel binaların inşaat döngüsünü kısaltmakla kalmaz, aynı zamanda tutarlı bir kalite de sağlar. Ayrıca, güçlü rüzgar, kar ve depreme dayanıklı olduklarından uzun vadeli stabilite sağlarlar.
Günümüzde portal çelik iskeletli endüstriyel binalar, yalnızca fabrika atölyeleri ve büyük depolama alanları için değil, aynı zamanda ticari mekanlar, kültür ve eğlence tesisleri için de güvenilir bir tercih haline gelmiştir. Aslında, açık iç mekana ihtiyaç duyan tüm projeler, işlevsellik, verimlilik ve dayanıklılık arasında denge kuran prefabrik portal çelik iskeletli endüstriyel binalara öncelik vermektedir; bu yapılar, modern inşaatta popülerliklerinin temel nedenleridir.
Portal Çelik Çerçeveli Endüstriyel Binaların Bileşenlerini ve Yapısal Ayrıntılarını Kolayca Anlayın
Portal çelik iskeletli endüstriyel binaların ana yapısal bileşenlerinde, kolonlar ve çatı kirişleri, dolu gövdeli H şeklinde veya kafes elemanlar olarak tasarlanabilir. Çelik tüketimini azaltmak için, bu elemanlar eğilme momenti diyagramı dağılımına bağlı olarak değişken bir kesit de kullanabilir. Dolu gövdeli elemanlar biraz daha fazla çelik kullansa da, imalatı kolaydır ve portal çelik iskeletli endüstriyel binaların pratik projelerinde yaygın olarak kullanılır.
Portal çelik iskeletli endüstriyel binaların ikincil yapısı için, çatı makasları ve duvar kuşakları için soğuk şekillendirilmiş ince cidarlı çelik tercih edilir; tesisin kolon aralığı 12 m'yi aşarsa, kafes tipi makaslar daha ekonomiktir. Eğilme elemanları olarak ikincil yapı, ana rijit iskelete cıvatalarla bağlanır; muhafaza sisteminden gelen yükleri taşır, ana yapıya aktarır ve portal çelik iskeletli endüstriyel binalarda ana yapının genel stabilitesini artırmak için yanal destek sağlar.
Portal çelik iskeletli endüstriyel binalar için muhafaza sisteminin çekirdeğini, genellikle rulo halinde şekillendirilmiş ince metal saclardan veya diğer hafif kompozit malzemelerden yapılan kaplama panelleri oluşturur. Bu paneller, rüzgar, kar ve inşaat yükleri gibi dış yükleri karşılamak için ikincil yapıya özel yöntemlerle bağlanır. Kaplama panellerinin yalnızca ikincil yapı tarafından desteklenmekle kalmayıp, aynı zamanda ikincil yapıya yanal destek de sağlayabildiğini ve böylece ikincil yapının stabilitesini bir dereceye kadar artırdığını belirtmek gerekir.
Ayrıca, kaplama panelleri ikincil yapıya bağlandıktan sonra kendi düzlemlerinde güçlü bir kesme sertliği oluştururlar; bu olguya yaygın olarak “diyafram etkisi” denir. Bu etki, düzlem yüklü portal çelik çerçeveli endüstriyel binaların belirli bir mekansal yapısal performansa sahip olmasını sağlar.
Ayrıca, portal çelik iskeletli endüstriyel binaların çatı destekleri ve kolon arası destekleri genellikle gergi elemanları olarak tasarlanır ve gerdirilmiş çapraz yuvarlak çelik destekler tercih edilir. Yapıda 5 tonun üzerinde kapasiteli vinçler varsa, kolon arası destekler açılı çelik veya diğer kesitli çelik desteklerle değiştirilmelidir. Portal çelik iskeletli endüstriyel binaların asma kat yapı bölümündeki kolon arası destekler için de açılı çelik veya diğer kesitli çelik destekler seçilmelidir.
Gerçek mimari gereksinimlere göre, farklı boyutlardaki portal çelik çerçeve elemanları, çeşitli tek katlı binaların kullanım ihtiyaçlarını karşılayan çeşitli yapısal formlar oluşturmak üzere düzenlenip birleştirilebilir. Yaygın formlar arasında kısmi asma katlı, havalandırmalı veya korkuluklu, eğimli ve saçak çıkıntılı formlar bulunur. Ayrıca tek eğimli, tek sırtlı ve çift eğimli çok açıklıklı, çoklu sırtlı ve çoklu eğimli çok açıklıklı ve birleşik yüksek ve alçak açıklıklı olarak da tasarlanabilir. Ayrıca, bazı senaryolarda çerçeve tipi portal çelik çerçeveler de kullanılır.
▪ Temel Formlar Portal Çelik Çerçeve Binalar
▪ Yerel İkinci Kat Derzleri Çok Katlı Çerçeve Sistemlerini İfade Eder
Portal çelik çerçevelerin türev yapısal formlarında vinç ekipmanları da gerçek ihtiyaçlara göre esnek bir şekilde düzenlenebilmekte, aynı zamanda kısmi ikinci kat alanları eklenebilmektedir.
Esas itibariyle üçgen portal çerçeveler de çok açıklıklı portal çerçeveler kategorisine girer; aralarındaki temel fark, ara kolonların kesit yöneliminin, geleneksel portal çerçeve kolonlarına göre 90 derece döndürülmüş olmasıdır.
Standartlara ve Ortak Sınıflara Dayalı Portal Çelik Çerçeveli Endüstriyel Binalar için Çelik Seçimi
Portal çerçeveli endüstriyel binalar için çelik seçimi Çin ulusal standartlarına dayanacaktır. Çelik Yapıların Tasarım Kodu (GB 50017) ve Hafif Portal Çerçeve Binaların Çelik Yapılarına İlişkin Teknik Şartname (GB 51022). Yaygın olarak kullanılan çelik kaliteleri ve uygulama senaryoları aşağıdaki gibidir:
En yaygın kullanılan ve ekonomik seçenek olan Q235 çeliği, 235 N/mm² akma dayanımına ve iyi mukavemet, süneklik ve kaynaklanabilirliğe sahiptir. Vinçsiz veya küçük tonajlı vinçlerle inşa edilen çoğu portal çerçeveli yapının gereksinimlerini karşılar; sadece ana çerçeveler (kirişler, kolonlar) için tercih edilen malzeme olmakla kalmaz, aynı zamanda ikincil yapılar (kirişler, duvar kuşakları) için de genellikle kullanılan çeliktir.
Q355 çeliği (eski adıyla Q345), 355 N/mm² akma dayanımıyla daha kritik bileşenler için uygundur. Mukavemeti, Q235 çeliğinden yaklaşık %36 daha yüksektir. Yapının geniş bir açıklığa, ağır yüke (büyük tonajlı vinçler gibi) veya geniş kolon aralıklarına sahip olması durumunda, Q355 çeliğinin kullanımı bileşenlerin kesit boyutunu etkili bir şekilde azaltabilir ve çelik tüketiminden tasarruf sağlayabilir. Birim fiyatı biraz daha yüksek olsa da, genel olarak daha iyi bir ekonomi sunar ve genellikle büyük yüklere maruz kalan ana çerçeveler (kirişler, kolonlar) için kullanılır.
Q390, Q420 ve Q460 gibi daha yüksek mukavemetli çelikler portal çerçevelerde nadiren kullanılır ve yalnızca özel ağır hizmet tipi vinçlerin veya aşırı yük koşullarının söz konusu olduğu çok büyük projelerde dikkate alınır. Genel olarak, ana çerçeveler (kirişler, kolonlar) için genellikle Q235B veya Q355B kullanılırken, ikincil yapılar (kirişler, duvar kuşakları) için genellikle Q235 çeliği tercih edilir.
Portal Çelik Çerçeveli Endüstriyel Binalar için Pratik Yerleşim Prensipleri
Portal Çelik Çerçeveli Endüstriyel Binaların yerleşimi, yanal rijit çerçeveler, uzunlamasına destekler, muhafaza sistemleri ve ikincil yapılara odaklanan sistematik bir planlama mantığını takip etmektedir. Detaylar aşağıdaki gibidir:
- Yanal Sert Çerçeve Düzeni (Ana Yanal Kuvvet Direnç Sistemi): Portal çelik çerçeveli endüstriyel binaların "iskeleti" olan yanal rijit çerçeveler, tüm düşey ve yanal yükleri taşır. Açıklıklar için, üretim hattı genişliği, ekipman yerleşimi ve lojistik geçişleri gibi süreç gereksinimlerine göre belirlenmelidirler. Yaygın ekonomik açıklık 18 m ile 36 m arasındadır; daha büyük açıklıklar (örneğin, 45 m'nin üzerinde) teknik olarak uygulanabilir, ancak ekonomik karşılaştırma gerektirir; bazen kafes kiriş veya braket kullanmak daha uygun maliyetlidir. Yanal rijit çerçeveler tek açıklıklı, çift açıklıklı veya çok açıklıklı olarak düzenlenebilir. Çok açıklıklı düzenlerde, ara kolonlar genellikle inşaatı basitleştirmek ve malzeme tasarrufu sağlamak için kirişlere menteşelenen pim uçlu kolonlar formunu benimser. Kolon aralığı (yani rijit çerçeveler arasındaki mesafe), çelik tüketimini ve ekonomiyi etkileyen önemli bir faktördür; yaygın ekonomik kolon aralığı 6 m ile 9 m arasındadır ve vinçsiz veya küçük tonajlı vinçlerin olduğu senaryolarda yaygın olarak 7.5 m veya 8 m kullanılır. Kolon aralığının artırılması (örneğin 12 m'ye kadar), rijit çerçeve kirişleri ve vinç kirişleri için çelik tüketimini önemli ölçüde artıracaktır, ancak rijit çerçeve ve temel sayısını azaltır; kapsamlı ödünleşimler gereklidir ve kirişler ve duvar kuşakları için çelik tüketimi de buna bağlı olarak artacaktır. Saçak yüksekliği, servis boşluğu, vinç rayı tepe yüksekliği ve çatı yapısı yüksekliğine göre belirlenir; çatı eğimi genellikle %5 ila %10'dur (yaklaşık 1/20 ila 1/10); çok küçük bir eğim drenaj için elverişsizdir, çok büyük bir eğim ise bina hacmini ve çelik tüketimini artırır.
- Boyuna Destek Sistemi Düzeni (Genel Stabiliteyi Sağlayan): Uzunlamasına destekleme sistemi, portal çelik çerçeveli endüstriyel binaların "bağları" görevi görerek, tek tek yanal rijit çerçeveleri, uzunlamasına yüklere (uzunlamasına rüzgar yükleri, sismik kuvvetler ve uzunlamasına vinç frenleme kuvvetleri gibi) direnmek ve montaj sırasında stabiliteyi sağlamak için kararlı bir mekansal bütün halinde birleştirir. Yerleşim konumları açısından, çatı yatay desteklemeleri genellikle sıcaklık bölümlerinin uç açıklıklarına (birinci veya ikinci) ve orta açıklıklarına belirli aralıklarla (örneğin, ≤60 m) yerleştirilir; uzun atölyeler için, derzlerin her iki tarafına da destekler yerleştirilerek sıcaklık genleşme derzleri ayarlanmalıdır. Kolonlar arası desteklemeler, yükleri temele aktaran güçlü bir yanal kuvvete dayanıklı kafes sistemi oluşturmak için çatı yatay desteklemeleriyle aynı açıklıklara yerleştirilmelidir. Yerleşim kalıpları için genellikle çapraz yuvarlak çelik (gergilerle sıkılmış) veya açılı çelik çapraz kalıplar kullanılır; yuvarlak çelik desteklemeler hafif ve ekonomiktir, yalnızca gerilimi taşır (gerilim elemanları olarak tasarlanmıştır), bu da onu en yaygın biçim yapar. Geniş kapı açıklıkları veya geçitleri olan yerlerde çapraz desteklerin montajı mümkün olmadığında, portal destekler kullanılabilir. Temel işlevleri arasında, rijit çerçeve kolonların etkin uzunluğunu azaltmak için düzlem dışı destek noktaları sağlamak, uzunlamasına yatay kuvvetleri aktarmak ve direnmek ve montaj sırasında yapının genel stabilitesini sağlamak yer alır.
- Muhafaza Sistemi ve İkincil Yapı Düzeni: Portal çelik çerçeveli binalarda kiriş ve duvar kuşaklarının yerleşim aralığı, esas olarak çatı panelleri ve duvar panellerinin mukavemeti ve sertliği tarafından belirlenir ve genellikle 1.5 m'dir. Kiriş ve duvar kuşaklarının düzlem dışı etkin uzunluğunu azaltmak ve yük taşıma kapasitesini artırmak için, kararlı bir kuvvet taşıyıcı sistem oluşturmak üzere bir bağlantı çubuğu ve payanda sistemi (genellikle yuvarlak çelikten yapılır) kurulmalıdır. Rüzgar sütunları, üçgen duvar panelleri tarafından iletilen rüzgar yüklerini taşımak üzere üçgen çatılara yerleştirilir; üst uçları, uç plakaları aracılığıyla rijit çerçeve kirişlerine menteşelenerek hem yatay hem de düşey kuvvetlerin aktarılmasını sağlar.
- Özet Çekirdek Düzen Süreci: Portal çelik çerçeveli binaların temel yerleşim süreci “talep odaklı → ön planlama → sistematik yerleşim → hesaplama ve optimizasyon” mantığını izler. İlk olarak, süreç gereksinimlerine göre açıklık, yükseklik, vinç tonajı ve kapı konumlarını belirleyin; ardından başlangıçta ekonomik olarak makul kolon aralığını (örneğin, 7.5 m) ve çatı eğimini (örneğin, 1/10) onaylayın; ardından, ana yük taşıyıcı sistemi oluşturmak için yanal rijit çerçeveleri düzenleyin; ardından uzunlamasına destekleri takın, çatı desteklerini ve kolonlar arası destekleri uç bölmelere ve sıcaklık bölümlerinin ortasına yerleştirerek kararlı bir mekansal yapı inşa edin; ardından, kirişler, duvar kuşakları ve bunların bağlantı çubuğu sistemleri gibi ikincil yapıları makul bir şekilde düzenleyin; son olarak, üçgen çatı sistemini kurun ve rüzgar kolonlarını yerleştirin. Sonuç olarak, tüm yerleşim prensiplerinin karşılandığından emin olmak için tüm yerleşimler yapısal hesaplama yazılımları (PKPM, YJK gibi) kullanılarak modellenmeli, hesaplanmalı ve optimize edilmelidir.
Portal Çelik Çerçeveli Endüstriyel Binalar için Tasarım Noktaları: Sismik Direnç ve Yangın Koruması
Depreme dayanıklı portal çelik iskeletli endüstriyel binalar tasarlanırken, odaklanılması gereken ilk nokta genel yerleşimin rasyonelliğidir: atölye yapısının kütlesi ve rijitliği eşit olarak dağıtılmalıdır. Bu, atölyenin kuvveti eşit şekilde taşımasını ve sismik etki altında koordineli olarak deforme olmasını sağlayarak, düzensiz rijitlikten kaynaklanan yerel aşırı yükleme ve sonrasında oluşan yapısal hasar riskini en aza indirir. Enine yapısal tasarım için, rijit çerçeveler veya çatı makası ile kolonların belirli bir konsolidasyon derecesi oluşturduğu çerçeveler daha uygundur; bu tasarım, çelik yapının yük taşıma performansından tam olarak yararlanır, enine yapısal deformasyonu azaltır ve sismik kapasiteyi daha da artırır.
Portal çelik iskeletli endüstriyel atölyelerde meydana gelen hasarların çoğunun, yetersiz eleman dayanımından ziyade eleman dengesizliğinden kaynaklandığını belirtmek özellikle önemlidir. Bu nedenle, destek sisteminin makul bir şekilde düzenlenmesi hayati önem taşır: Kolonlar arası destekler ve çatı makası yatay destekleri gibi bileşenlerin bilimsel olarak yerleştirilmesi, atölye yapısının genel stabilitesini etkili bir şekilde sağlayabilir ve sismik etki altında eleman dengesizliğini önleyebilir. Ayrıca, yapısal bağlantı düğümlerinin tasarımı sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir; düğümlerin, yapısal elemanların tüm kesit alanına ulaşmadan önce hasar görmemesi, elemanların plastik çalışma durumuna geçmesine ve sismik enerjiyi tamamen emmesine olanak sağlayarak binanın sismik direncini en üst düzeye çıkarması çok önemlidir.
Portal Çelik Çerçeveli Endüstriyel Binaların Temel Avantajları: Verimlilik, Kendi Ağırlığı ve Alan Uyarlanabilirliği
Portal çelik iskeletli endüstriyel binaların sanayi sektöründeki popülerliği, birçok açıdan pratik avantajlarından kaynaklanmaktadır. İnşaat verimliliğinden başlayarak, bu binaların çelik yapı bileşenleri fabrikalarda seri üretilebilir ve bu sayede karmaşık şantiye döküm işlemlerine gerek kalmaz; şantiyeye taşındıktan sonra, sadece bileşenlerin montajıyla bina tamamlanabilir. Tüm süreç basit ve verimlidir, projenin inşaat döngüsünü önemli ölçüde kısaltır ve işletmelerin üretime daha hızlı başlamalarına yardımcı olur.
Portal çelik iskeletli endüstriyel binaların kendi ağırlığı açısından avantajı daha da belirgindir: binanın yapısal kütlesini yaklaşık %30 oranında azaltabilir. Bu özellik özellikle iki senaryoda kritik öneme sahiptir: Birincisi, düşük temel taşıma kapasitesine sahip alanlar, daha hafif öz ağırlığın temel üzerindeki basıncı azaltarak temel güçlendirme maliyetini düşürdüğü; ikincisi ise, sismik güçlendirme yoğunluğunun yüksek olduğu alanlar, daha hafif yapının sismik etki altındaki atalet kuvvetini azalttığı ve geleneksel betonarme yapı sistemlerine kıyasla çok daha iyi kapsamlı ekonomi sağladığı durumlar.
Alan kullanımı ve işlevsel uyum söz konusu olduğunda, portal çelik çerçeveli endüstriyel binalar da iyi performans gösterir. Ekonomik açıklıkları genellikle 24 ila 30 metre arasında değişerek, operasyonlar için geniş alan sağlar ve mekanik işleme ve lojistik depolama gibi çeşitli endüstriyel faaliyetlerin geniş alan ihtiyaçlarını karşılar. Aynı zamanda, yapısal tasarım yüksek esneklik sunar. İşletmeler, gerçek üretim ihtiyaçlarına göre yapıyı çok katlı veya çok açıklıklı konfigürasyonlara uyarlayabilir ve hatta vinç gibi özel endüstriyel ekipmanlar kurarak farklı endüstrilerin üretim senaryolarına tam olarak uyum sağlayabilirler.
Yangın Koruma Tasarımı: Çeliklerin Isı Direnci Eksikliğini Giderin ve Çökme Riskini Önleyin
Portal çelik iskeletli endüstriyel binaların belirgin bir zayıflığı vardır: çelik yapılarının yangına dayanıklılığının düşük olması. Çeliğin sıcaklığı 100°C'yi aştığında, sıcaklık arttıkça performansı kademeli olarak değişir: çekme dayanımı sürekli azalırken, plastisite artar; sıcaklık 500°C'ye ulaştığında ise çeliğin dayanımı son derece düşük bir seviyeye iner ve binanın ağırlığını taşıyamaz hale gelir, bu da sonunda çelik yapının çökmesine yol açabilir.
Bu nedenle, tasarım yönetmelikleri, çelik yapının yüzey sıcaklığının 150°C'nin üzerinde olabileceği bir ortamda ısı yalıtımı ve yangın koruma önlemlerinin alınması gerektiğini açıkça belirtmektedir. Günümüzde, sektörde en yaygın kullanılan çözüm, çelik yapının yüzeyine ısıya dayanıklı kaplamalar uygulamaktır. Bu kaplamalar, yüksek sıcaklıklı ortamlarda bir ısı yalıtım tabakası oluşturarak çeliğin sıcaklık artış hızını yavaşlatır, yangın kurtarma için zaman kazandırır ve çeliğin performansını hızlı bozulmadan koruyarak binanın çökme riskini etkili bir şekilde önler.
Yazar hakkında: K-HOME
K-home Çelik Yapı Co, Ltd 120,000 metrekarelik bir alanı kaplamaktadır. Tasarım, proje bütçesi, imalat ve PEB çelik yapıların montajı ve ikinci sınıf genel müteahhitlik niteliklerine sahip sandviç paneller. Ürünlerimiz hafif çelik yapıları kapsamaktadır. PEB binaları, düşük maliyetli prefabrik evler, konteyner evler, C/Z çelik, çeşitli renkli çelik levha modelleri, PU sandviç paneller, eps sandviç paneller, taş yünü sandviç paneller, soğuk oda panelleri, arıtma plakaları ve diğer inşaat malzemeleri.