Štirje glavni sistemi jeklenih konstrukcij
Jeklene konstrukcije so glede na konstrukcijski sistem in odpornost-na obremenitev razvrščene v štiri glavne vrste: konstrukcije portalnih okvirjev, konstrukcije okvirjev, konstrukcije s palicami in strukture prostorskih okvirjev. Vsak sistem ima različne značilnosti glede zmogljivosti razpona, obnašanja obremenitev, stroškov in hitrosti gradnje. Ta vodnik opisuje vsako vrsto in zagotavlja-projektno usmerjena izbirna merila za inženirske izvajalce, projektantska podjetja in lastnike projektov.
Struktura okvirja portala
Portalni okvir je nizek-sistem navpičnih stebrov in poševnih strešnih špirovcev, povezanih s togimi,-odpornimi spoji, ki odpravljajo notranje stebre in ustvarjajo široke-proste razpone. Ključni sestavni deli so stebri, špirovci, nosilci napuščev, gredi in pasovi ter vzdolžne opornice. Poti obremenitev so preproste in neposredne, sistem pa je običajno konfiguriran kot eno-razpon ali več-razpon s pritrjenimi ali fiksnimi podstavki stebrov. Primeren je za enonadstropna-skladišča, tovarne, garaže in razstavne dvorane, odlikuje pa ga hitra gradnja in nizki stroški.
Struktura okvirja (momentnega okvirja).
Struktura jeklenega ogrodja je skeletni sistem navpičnih stebrov in vodoravnih nosilcev v obliki črke I, povezanih s togimi ali zatičnimi spoji, ki tvorijo sistem-odpornosti na prostorske obremenitve za navpične obremenitve (lastna{2}}teža, obremenitve tal) in bočne obremenitve (veter, potres). Ponuja prilagodljivo postavitev, visoko izkoriščenost prostora in močno splošno celovitost ter je glavni strukturni sistem za več-nadstropne in visoke-industrijske stavbe, pisarne, nakupovalna središča, hotele in podporne okvire opreme.
Nosilna struktura
Nosilna konstrukcija je ogrodje ravnih členov, razporejenih v trikotne enote, ki se upirajo obremenitvam zaradi osne napetosti in stiskanja. Odlikuje ga majhna lastna-teža, velika zmožnost razpona in visoka togost, zaradi česar je idealen za-dolge razpone streh športnih aren, razstavnih centrov in letaliških terminalov, pa tudi za mostove in krake žerjavov.
Struktura okvirja prostora
Prostorski okvir je tri{0}}dimenzionalni togi ogrodni sistem med seboj povezanih linearnih členov in konektorjev vozlišč, kot so varjeni votli sferični spoji, vijačni sferični spoji in spoji jeklenih plošč. Porazdeli obremenitve v vse smeri po geometrijski matriki, s čimer doseže ogromne -proste razpone stebrov z močno potresno in vetrno odpornostjo. Uporablja se za gledališča, natatorije, kupole, nadstreške cestninskih-postaj in čakalnice.
Kako izbrati pravi sistem jeklene konstrukcije
Po višini stavbe in številu etaž
Za eno-nadstropne industrijske zgradbe, skladišča in preproste delavnice portalne okvirne strukture ponujajo prilagodljivo postavitev in nižje skupne stroške. Za več-nadstropne zgradbe togi-jekleni okvirji zagotavljajo splošno stabilnost in izpolnjujejo navpične in potresne zahteve srednje-visoke gradnje.
Po razponu strehe in prostorskih zahtevah
Portalni okvirji so ekonomični za konvencionalne srednje razpone v enonadstropnih-zgradbah. Nosilne konstrukcije služijo velikim javnim zgradbam, ki potrebujejo -proste stebrne prostore večjega razpona, prostorski okvirji pa so izbrani za ultra-velike razpone, nepravilne ukrivljene geometrije in tri-dimenzionalno porazdelitev obremenitev.
Po vrsti obremenitve in delovnih pogojih
Običajne zgradbe s-statično obremenitvijo dobro prenesejo portalni okvirji ali jekleni okvirji. Težke-zgradbe mlinarjev z mostnimi žerjavi potrebujejo ojačane okvirje z izboljšano togostjo elementov in sklepov. Pri visoki seizmičnosti, visokem pritisku vetra ali nizkih-temperaturah prostorski okvirji nudijo enakomernejšo porazdelitev obremenitve in večjo splošno varnost.
Glede na proračun in urnik projekta
Portalni okvirji imajo manj členov in visoko stopnjo predizdelave, kar zagotavlja najkrajše obdobje gradnje in najbolj ekonomične stroške. Jekleni nosilci in več{1}}nadstropni okvirji uravnotežijo kakovost in učinkovitost za večino javnih in komercialnih projektov. Prostorski okvirji zahtevajo izdelavo po meri in specializirano namestitev ter so običajno rezervirani za znamenite zgradbe.
S prihodnjim vzdrževanjem in širitvijo
Več{0}}nadstropni jekleni okvirji s prilagodljivimi postavitvami se najbolje prilagajajo prihodnjim navpičnim dodatkom in prostorskim spremembam. Nosilne in prostorske okvirne konstrukcije s svojo visoko splošno stabilnostjo ustrezajo javnim zgradbam, ki zahtevajo dolgo življenjsko dobo in malo vzdrževanja.
Tabela s priporočili za izbiro
| Projektni scenarij | Priporočen sistem | Glavni razlog |
|---|---|---|
| Eno-nadstropna tovarna in skladišče | Struktura okvirja portala | Enostavna struktura, malo komponent, nizki stroški, hitra montaža in namestitev |
| Več-nadstropna pisarniška in poslovna stavba | Več{0}}nadstropna okvirna konstrukcija | Toge povezave, močna potresna odpornost, priročna etažna razdelitev |
| Streha-z velikim razponom in javno prizorišče | Nosilna struktura | Majhna teža, visoka togost, odličen razpon za odprte strehe |
| Zelo-zgradba z velikim razponom in znamenitostjo | Prostorski okvir / prostorska mreža | Tri{0}}dimenzionalni napetostni sistem, enakomerna porazdelitev obremenitev, prilagodljiv zapletenim oblikam |
| Težka-tovarna z žerjavom | Ojačan portalni okvir / okvir | Izboljšana togost elementov in sklepov za težke žerjave in dinamične obremenitve |
Ta priporočila veljajo za običajne inženirske scenarije. Ekstremno vreme, super{1}}visoki razponi, posebne obremenitve ali prilagojene arhitekturne oblike zahtevajo strukturno zasnovo in optimizacijo po meri.
Pogosto zastavljena vprašanja
Zakaj se trikotniki uporabljajo v jeklenih nosilcih?Trikotne ureditve ne spremenijo oblike pod obremenitvijo: vsak element nosi samo aksialno napetost ali stiskanje, zaradi česar je nosilec sam po sebi stabilen in zelo učinkovit pri uporabi materiala.
Kakšna je razlika med okvirjem in prostorskim okvirjem?okvir se upira obremenitvam predvsem v ravnini, skozi stebre in tramove v dvo{0}}dimenzionalnih postavitvah. Prostorski okvir je tri-dimenzionalna prepletena mreža, ki porazdeli obremenitve v vse smeri, kar ustreza zelo velikim odprtim streham in zapletenim geometrijam.
Ali so jeklene konstrukcije montažne?ja Večina komponent je izdelanih in prevlečenih v tovarni, nato pa jih transportirajo in zvijačijo skupaj na mestu, kar skrajša obdobje gradnje in izboljša nadzor kakovosti.
Zakaj se okvirne konstrukcije uporabljajo-za visoke zgradbe?Jekleni okvirji ponujajo visoko razmerje-in-težo, tako da struktura učinkovito podpira lastno težo, hkrati pa se upira vetru in potresnim silam; toge povezave porazdelijo bočne obremenitve skozi celoten sistem.
Kako nosilne konstrukcije prihranijo stroške materiala?Ker členi delujejo v čisti napetosti ali stiskanju, se polni profil uporablja učinkovito, kar zmanjša skupno količino jekla, potrebno za podporo velikih odprtih razponov v primerjavi s trdnimi-spletnimi alternativami.