Keturios pagrindinės plieninių konstrukcijų sistemos
Plieninės konstrukcijos pagal konstrukcines sistemas ir atsparumą apkrovai{0}}skirstomos į keturis pagrindinius tipus: portalo rėmo konstrukcijas, rėmo konstrukcijas, santvaros konstrukcijas ir erdvines karkasines konstrukcijas. Kiekviena sistema pasižymi skirtingomis savybėmis, susijusiomis su galia, apkrova, kaina ir statybos greičiu. Šiame vadove aprašomas kiekvienas tipas ir pateikiami projektų-atrankos kriterijai, skirti inžinerijos rangovams, projektavimo įmonėms ir projektų savininkams.
Portalo rėmo struktūra
Portalo karkasas – tai maža{0}}vertikalių kolonų ir šlaitinio stogo gegnių sistema, sujungta standžiomis, momentui{1}}atspariomis jungtimis, kurios pašalina vidines kolonas ir sukuria plačias{2}}tarpatramio erdves. Pagrindiniai komponentai yra stulpeliai, gegnės, karnizo laikikliai, kojelės ir juostos bei išilginis tvirtinimas. Apkrovos keliai yra paprasti ir tiesioginiai, o sistema paprastai sukonfigūruojama kaip vieno-tarpo arba kelių-tarpių su prisegtais arba fiksuotais stulpelių pagrindais. Jis tinka vieno-aukšto sandėliams, gamykloms, garažams ir parodų salėms, pasižymi greita statyba ir mažomis sąnaudomis.
Rėmo (momento kadro) struktūra
Plieninė karkasinė konstrukcija yra karkasinė vertikalių kolonų ir horizontalių I-formos sijų, sujungtų standžiomis arba kaišytinėmis jungtimis, sistema, kuri sudaro erdvinei apkrovai-atsparią sistemą vertikalioms apkrovoms (sav-svoriui, grindų apkrovoms) ir šoninėms apkrovoms (vėjo, seisminėms apkrovoms). Jis siūlo lankstų išdėstymą, didelį erdvės panaudojimą ir tvirtą bendrą vientisumą. Ji yra pagrindinė struktūrinė sistema, skirta daugiaaukščiams ir aukštiems-pramoniniams pastatams, biurams, prekybos centrams, viešbučiams ir įrangos atraminiams rėmams.
Santvaros konstrukcija
Santvaros konstrukcija yra tiesių elementų, išdėstytų trikampiais vienetais, karkasas, atsparus apkrovoms dėl ašinio įtempimo ir suspaudimo. Jis pasižymi lengvu-svoriu, dideliu perdangos pajėgumu ir dideliu standumu, todėl puikiai tinka ilgo-tarpatramio sporto arenų, parodų centrų ir oro uostų terminalų stogams, taip pat tiltams ir kranų strėlėms.
Erdvės rėmo struktūra
Erdvinis rėmas yra trijų{0}}matmenų standžių santvarų sistema, sudaryta iš tarpusavyje sujungtų linijinių elementų ir mazgų jungčių, pvz., suvirintų tuščiavidurių sferinių jungčių, varžtų sferinių jungčių ir plieninių plokščių jungčių. Jis paskirsto apkrovas visomis geometrinės matricos kryptimis, todėl pasiekiamas didžiulis stulpelių-laisvas tarpatramis su dideliu seisminiu ir vėjo pasipriešinimu. Jis naudojamas teatruose, natatorijose, kupoluose, mokesčių stočių stogeliuose ir laukimo salėse.
Kaip pasirinkti tinkamą plieno konstrukcijų sistemą
Pagal pastato aukštį ir aukštų skaičių
Vieno{0}}aukštų pramoninių pastatų, sandėlių ir paprastų dirbtuvių portalo karkasinės konstrukcijos siūlo lankstų išdėstymą ir mažesnes bendras išlaidas. Kelių-aukštų pastatų tvirti-sujungti plieniniai karkasai užtikrina bendrą stabilumą ir atitinka vertikalius bei seisminius vidutinio-aukštų konstrukcijų reikalavimus.
Pagal stogo tarpatramį ir erdvinius reikalavimus
Portalo rėmai yra ekonomiški įprastiems vidutiniams vieno aukšto{0}} pastatams. Santvaros skirtos dideliems viešiesiems pastatams, kuriems reikia didesnio tarpatramio kolonų-laisvų erdvių, o erdviniai rėmai parenkami itin-didiems tarpatramiams, netaisyklingai išlenktai geometrijai ir trimačiam apkrovos paskirstymui.
Pagal apkrovos tipą ir darbo sąlygas
Įprastus statinius{0}}apkrovos pastatus gerai aptarnauja portaliniai arba plieniniai rėmai. Sunkiasvorių-malūnų pastatams su viršutiniais kranais reikia sustiprintų rėmų su padidintu elementų ir jungčių standumu. Esant dideliam seismiškumui, aukštam vėjo slėgiui ar žemai temperatūrai, erdvės rėmai siūlo tolygesnį apkrovos paskirstymą ir didesnį bendrą saugumą.
Pagal projekto biudžetą ir grafiką
Portalo rėmai turi mažiau elementų ir aukštą surenkamumo laipsnį, todėl trumpiausias statybos laikotarpis ir ekonomiškiausios išlaidos. Daugumos viešųjų ir komercinių projektų plieninės santvaros ir kelių{1} aukštų rėmai subalansuoja kokybę ir efektyvumą. Erdviniai rėmai reikalauja individualaus gamybos ir specializuoto įrengimo, ir paprastai yra skirti žymiems pastatams.
Būsimas priežiūra ir plėtra
Kelių{0}}aukštų plieniniai lankstaus išdėstymo rėmai geriausiai prisitaiko prie būsimų vertikalių priedų ir erdvinių modifikacijų. Santvaros ir tarpinės karkasinės konstrukcijos, pasižyminčios dideliu bendru stabilumu, tinka visuomeniniams pastatams, kuriems reikalingas ilgas tarnavimo laikas ir mažai priežiūros.
Pasirinkimo rekomendacijų lentelė
| Projekto scenarijus | Rekomenduojama sistema | Pagrindinė priežastis |
|---|---|---|
| Vieno aukšto{0}} gamykla ir sandėlis | Portalo rėmo struktūra | Paprasta konstrukcija, nedaug komponentų, maža kaina, greitas paruošimas ir montavimas |
| Kelių{0}}aukštų biurų ir komercinių pastatų | Kelių{0}}aukštų rėmo struktūra | Tvirtos jungtys, stiprus seisminis atsparumas, patogus aukštų padalijimas |
| Didelis{0}} stogas ir vieša vieta | Santvaros konstrukcija | Lengvas svoris, didelis tvirtumas, puikus tarpatramis atviriems stogams |
| Itin-didelis tarpatramis ir žymus pastatas | Erdvės rėmelis / erdvės tinklelis | Trimatė įtempių sistema, vienodas apkrovos paskirstymas, pritaikomas sudėtingoms formoms |
| Sunkios{0}}apkrovos gamykla su kranu | Sustiprintas portalo rėmas / rėmas | Padidintas elementų ir jungčių tvirtumas sunkiems kranams ir dinaminėms apkrovoms |
Šios rekomendacijos taikomos įprastiniams inžineriniams scenarijams. Ekstremaliems orams, ypač dideliems-tarpatramiams, ypatingoms apkrovoms ar suasmenintoms architektūrinėms formoms reikalingas pritaikytas konstrukcijos dizainas ir optimizavimas.
Dažnai užduodami klausimai
Kodėl plieninėse santvarose naudojami trikampiai?Trikampiai išdėstymai nekeičia formos veikiant apkrovai: kiekvienas elementas turi tik ašinį įtempimą arba suspaudimą, todėl santvara yra stabili ir labai efektyvi naudojant medžiagą.
Kuo rėmas skiriasi nuo erdvės rėmo?rėmas atlaiko apkrovas daugiausia plokštumoje, per stulpelius ir sijas dvimačiais{0}}išdėstymais. Erdvės rėmas yra trimatis{2}} blokuojantis tinklelis, paskirstantis apkrovas visomis kryptimis, tinkantis labai dideliems atviriems stogams ir sudėtingoms geometrijoms.
Ar plieninės konstrukcijos yra surenkamos?Taip. Dauguma komponentų gaminami ir padengiami gamykloje, vėliau transportuojami ir sujungiami varžtais vietoje, o tai sutrumpina statybos laikotarpį ir pagerina kokybės kontrolę.
Kodėl karkasinės konstrukcijos naudojamos aukštybiniams{0}}pastatams?Plieniniai rėmai pasižymi dideliu stiprumo{0}}svorio ir -svorio santykiu, todėl konstrukcija efektyviai išlaiko savo svorį, priešindamasi vėjui ir seisminėms jėgoms; standžios jungtys paskirsto šonines apkrovas visoje sistemoje.
Kaip santvaros konstrukcijos sutaupo medžiagų sąnaudas?Kadangi elementai dirba grynai įtempdami arba suspaudę, visa sekcija naudojama efektyviai, todėl sumažėja bendras plieno tonažas, reikalingas dideliems atviriems tarpatramiams išlaikyti, palyginti su kietomis{0}}tinklo alternatyvomis.