Neljä tärkeintä teräsrakennejärjestelmää
Teräsrakenteet luokitellaan rakennejärjestelmän ja kuormitusta{0}}kestävyyden mukaan neljään päätyyppiin: portaalirunkorakenteet, runkorakenteet, ristikkorakenteet ja tilarunkorakenteet. Jokaisella järjestelmällä on omat ominaisuudet jännevälin, kuormituskäyttäytymisen, kustannusten ja rakennusnopeuden osalta. Tässä oppaassa kuvataan kutakin tyyppiä ja tarjotaan projektikohtaisia-valintaperusteita suunnitteluurakoitsijoiden, suunnittelutoimistojen ja projektien omistajille.
Portaalin kehysrakenne
Portaalirunko on matala-järjestelmä pystypylväistä ja kaltevista kattosaroista, jotka on yhdistetty jäykillä, momenttia-kestävällä liitoksella, mikä eliminoi sisäpilarit ja luo leveitä{2}}välitiloja. Keskeisiä komponentteja ovat pylväät, kattotuolit, räystäskannattimet, orret ja vyöt sekä pitkittäisjäykistykset. Kuormapolut ovat yksinkertaisia ja suoria, ja järjestelmä on tyypillisesti määritetty yksi-väli tai moni-väli, jossa on kiinnitetyt tai kiinteät sarakepohjat. Se sopii yksikerroksisiin-varastoihin, tehtaisiin, autotalleihin ja näyttelyhalleihin, ja sille on ominaista nopea rakentaminen ja alhaiset kustannukset.
Kehys (hetken kehys) rakenne
Teräsrunkorakenne on pystysuorista pilareista ja vaakasuuntaisista I-muotoisista palkkeista, jotka on yhdistetty jäykillä tai nivelliitoksilla, muodostaen tilakuormitusta-kestävän järjestelmän pystysuoralle-kuormitukselle (omapaino, lattiakuormat) ja sivuttaiskuormille (tuuli, seismiset kuormat). Se tarjoaa joustavan asettelun, korkean tilankäytön ja vahvan yleisen eheyden, ja se on tärkein rakennejärjestelmä moni-kerroksisille ja{5}}korkeuksille teollisuusrakennuksille, toimistoille, ostoskeskuksille, hotelleille ja laitteiden tukikehyksille.
Ristikon rakenne
Ristikon rakenne on runko suorista osista, jotka on järjestetty kolmiomaisiksi yksiköiksi ja jotka kestävät aksiaalisen jännityksen ja puristuksen aiheuttamia kuormia. Siinä on kevyt itse-paino, suuri ulottuvuus ja suuri jäykkyys, mikä tekee siitä ihanteellisen pitkille-jänteisille urheiluareenoiden katoille, messukeskuksiin ja lentokenttien terminaaleihin sekä siltoihin ja nosturipuomiin.
Avaruuskehysrakenne
Avaruuskehys on kolmiulotteinen jäykkä ristikkojärjestelmä, joka koostuu toisiinsa liitetyistä lineaarisista osista ja solmuliittimistä, kuten hitsatuista ontoista palloliitoksista, pultattuista palloliitoksista ja teräslevyliitoksista. Se jakaa kuormat kaikkiin suuntiin geometrisen matriisin poikki, jolloin saavutetaan valtavia pylväs{2}}vapaita jännevälejä sekä vahva seisminen ja tuulenvastus. Sitä käytetään teattereissa, natatorioissa, kupolissa, tietulliasemilla-ja odotuskentillä.
Kuinka valita oikea teräsrakennejärjestelmä
Rakennuskorkeuden ja kerrosten lukumäärän mukaan
Yksikerroksisissa teollisuusrakennuksissa, varastoissa ja yksinkertaisissa työpajoissa portaalirunkorakenteet tarjoavat joustavan asettelun ja alhaisemmat kokonaiskustannukset. Monikerroksisissa rakennuksissa jäykät-teräsrungot tarjoavat yleisen vakauden ja täyttävät keskikorkeiden rakenteiden pystysuorat ja seismiset vaatimukset.
Katon jännevälin ja tilavaatimusten mukaan
Portaalikehykset ovat edullisia tavanomaisille keskikokoisille yksikerroksisissa{0}}rakennuksissa. Ristikkorakenteet palvelevat suuria julkisia rakennuksia, jotka tarvitsevat suuremman jännevälin pylväs-vapaita tiloja, ja tilakehykset valitaan erittäin-suurten jänteiden, epäsäännöllisten kaarevien geometrioiden ja kolmiulotteisen kuormituksen jakamisen vuoksi.
Kuormatyypin ja työolosuhteiden mukaan
Tavallisia staattisia{0}}kuormia rakennuksia palvelevat hyvin portaalikehykset tai teräsrungot. Raskaat-tehdasrakennukset, joissa on kattonosturit, tarvitsevat vahvistetut rungot, joissa on parannettu osien ja liitosten jäykkyys. Korkean seismisen, korkean tuulenpaineen tai matalan lämpötilan olosuhteisiin -avaruuskehykset tarjoavat tasaisemman kuorman jakautumisen ja paremman yleisen turvallisuuden.
Hankkeen budjetin ja aikataulun mukaan
Portaalikehyksissä on vähemmän osia ja korkea esivalmistusaste, mikä takaa lyhimmän rakennusajan ja edullisimmat kustannukset. Teräsristikot ja monikerroksiset rungot{1}} tasapainottavat laatua ja tehokkuutta useimmissa julkisissa ja kaupallisissa projekteissa. Tilakehykset vaativat mittatilaustyötä ja erikoisasennuksen, ja ne on yleensä varattu maamerkkirakennuksiin.
Tulevaisuuden ylläpidon ja laajentamisen myötä
Monikerroksiset teräskehykset, joissa on joustava asettelu, mukautuvat parhaiten tuleviin pystysuuntaisiin lisäyksiin ja tilamuutoksiin. Ristikko- ja tilarunkorakenteet sopivat korkealla kokonaisvakaudellaan julkisiin rakennuksiin, jotka vaativat pitkää käyttöikää ja vähän huoltoa.
Valinta-suositustaulukko
| Projektin skenaario | Suositeltava järjestelmä | Keskeinen syy |
|---|---|---|
| Yksikerroksinen{0}}tehdas ja varasto | Portaalin kehysrakenne | Yksinkertainen rakenne, vähän komponentteja, alhaiset kustannukset, nopea esivalmistus ja asennus |
| Monikerroksinen toimisto- ja liikerakennus | Moni{0}}kerroksinen runkorakenne | Jäykät liitokset, vahva seisminen vastus, kätevä kerrosjako |
| Suuri{0}}välikatto ja julkinen tila | Ristikon rakenne | Kevyt, suuri jäykkyys, erinomainen jänneväli avoimille katoille |
| Super-suuri jänneväli ja maamerkkirakennus | Avaruuskehys / avaruusruudukko | Kolmiulotteinen jännitysjärjestelmä, tasainen kuorman jakautuminen, mukautuva monimutkaisiin muotoihin |
| Raskas{0}}tehdas nosturilla | Vahvistettu portaalikehys/kehys | Parannettu osien ja nivelten jäykkyys raskaille nostureille ja dynaamisille kuormille |
Nämä suositukset koskevat tavanomaisia suunnitteluskenaarioita. Äärimmäiset sääolosuhteet, erittäin-korkeat jännevälit, erikoiskuormat tai yksilölliset arkkitehtoniset muodot edellyttävät räätälöityä rakennesuunnittelua ja optimointia.
Usein kysytyt kysymykset
Miksi kolmioita käytetään teräsristikoissa?Kolmiomaiset järjestelyt eivät muuta muotoaan kuormituksen alaisena: jokainen osa kantaa vain aksiaalista jännitystä tai puristusta, mikä tekee ristikosta luonnostaan vakaan ja erittäin tehokkaan materiaalin käytössä.
Mitä eroa on kehyksellä ja avaruuskehyksellä?kehys kestää kuormituksia pääasiassa tasossa, pylväiden ja palkkien läpi kaksiulotteisina{0}}asetteluina. Avaruuskehys on kolmiulotteinen lukittuva ristikko, joka jakaa kuormat kaikkiin suuntiin ja joka sopii erittäin suuriin avoimiin kattoihin ja monimutkaisiin geometrioihin.
Ovatko teräsrakenteet esivalmistettuja?Kyllä. Suurin osa komponenteista valmistetaan ja pinnoitetaan tehtaalla, sitten kuljetetaan ja pultataan yhteen paikan päällä, mikä lyhentää rakennusaikaa ja parantaa laadunvalvontaa.
Miksi runkorakenteita käytetään korkeissa{0}}kerrostaloissa?Teräsrungoissa on korkea lujuus-/-painosuhde, joten rakenne tukee omaa painoaan tehokkaasti samalla kun se vastustaa tuulta ja seismisiä voimia. jäykät liitokset jakavat sivuttaiset kuormat koko järjestelmän läpi.
Miten ristikkorakenteet säästävät materiaalikustannuksia?Koska osat työskentelevät puhtaasti vedettynä tai puristettuna, koko profiilia käytetään tehokkaasti, mikä vähentää suurten avoimien jännevälien tukemiseen vaadittavaa teräksen kokonaistonnia verrattuna kiinteisiin{0}}rainavaihtoehtoihin.