چهار نوع اصلی سازه های فولادی: ویژگی ها و کاربردها

چهار سیستم سازه فولادی اصلی

سازه های فولادی بر اساس سیستم سازه ای و رفتار مقاوم در برابر بار به چهار نوع اصلی طبقه بندی می شوند: سازه های قاب پورتال، سازه های قاب، سازه های خرپایی و سازه های قاب فضایی. هر سیستم دارای ویژگی های متمایز در قابلیت دهانه، رفتار بار، هزینه و سرعت ساخت است. این راهنما هر نوع را توصیف می کند و معیارهای انتخاب پروژه{3} گرا را برای پیمانکاران مهندسی، شرکت های طراحی و صاحبان پروژه ارائه می دهد.

ساختار قاب پورتال

قاب پورتال سیستمی با ارتفاع کم-از ستون‌های عمودی و تیرهای سقف شیبدار است که با اتصالات صلب و ممان{1}مقاوم به هم متصل شده‌اند، که ستون‌های داخلی را حذف می‌کند و فضاهای دهانه وسیع- را ایجاد می‌کند. اجزای کلیدی عبارتند از ستون ها، تیرها، براکت های لبه لبه، پرلین ها و کمربندها و مهاربندی های طولی. مسیرهای بار ساده و مستقیم هستند و سیستم معمولاً به صورت یک- دهانه یا چند دهانه- با پایه های ستون پین شده یا ثابت پیکربندی می شود. این برای انبارهای یک طبقه-، کارخانه ها، گاراژها و سالن های نمایشگاه مناسب است و با ساخت سریع و هزینه کم مشخص می شود.

ساختار قاب (قاب لحظه ای).

سازه اسکلت فلزی یک سیستم اسکلتی متشکل از ستون‌های عمودی و تیرهای افقی-شکل I است که با اتصالات صلب یا سنجاق‌دار به هم متصل شده‌اند و یک سیستم بار مکانی-مقاوم برای بارهای عمودی (خود-وزن، بارهای کف) و بارهای جانبی (باد، لرزه‌ای) را تشکیل می‌دهند. این طرح‌بندی انعطاف‌پذیر، استفاده از فضا بالا و یکپارچگی کلی قوی را ارائه می‌دهد و سیستم ساختاری اصلی برای ساختمان‌های صنعتی چند طبقه و بلند-، دفاتر، مراکز خرید، هتل‌ها و قاب‌های پشتیبانی تجهیزات است.

ساختار خرپا

سازه خرپایی چارچوبی از اعضای مستقیم است که در واحدهای مثلثی چیده شده اند و در برابر بارها از طریق کشش محوری و فشار مقاومت می کنند. دارای وزن سبک،-قابلیت پوشش دهی زیاد و سختی بالا است که آن را برای سقف‌های بلند- عرصه‌های ورزشی، مراکز نمایشگاهی و پایانه‌های فرودگاه، و همچنین پل‌ها و بوم‌های جرثقیل ایده‌آل می‌کند.

ساختار قاب فضایی

اسپیس فریم یک سیستم خرپایی سفت و سخت سه بعدی از اعضای خطی به هم پیوسته و اتصال دهنده های گره است، مانند اتصالات کروی توخالی جوش داده شده، اتصالات کروی پیچ و مهره ای و اتصالات صفحه فولادی. این بارها را در تمام جهات در سراسر ماتریس هندسی توزیع می‌کند و به ستون‌های{2} عظیمی با مقاومت لرزه‌ای و باد قوی دست می‌یابد. برای سالن‌های تئاتر، گنبدخانه‌ها، سایبان‌های ایستگاه عوارضی-و سالن‌های انتظار استفاده می‌شود.

نحوه انتخاب سیستم سازه فولادی مناسب

با ارتفاع ساختمان و تعداد طبقات

برای ساختمان‌های صنعتی یک طبقه-، انبارها و کارگاه‌های ساده، سازه‌های قاب پورتال طرح‌بندی انعطاف‌پذیر و هزینه کلی کمتری را ارائه می‌دهند. برای ساختمان‌های چند طبقه، قاب‌های فولادی صلب-به هم پیوسته پایداری کلی را فراهم می‌کنند و نیازهای عمودی و لرزه‌ای ساخت‌وسازهای متوسط-را برآورده می‌کنند.

بر اساس دهانه سقف و الزامات فضایی

قاب های پورتال برای دهانه های متوسط ​​معمولی در ساختمان های یک طبقه-به صرفه هستند. سازه‌های خرپایی به ساختمان‌های عمومی بزرگی که نیاز به ستون‌های{2}}فضاهای آزاد با دهانه بیشتر دارند، خدمات می‌دهند، و چارچوب‌های فضایی برای دهانه‌های بسیار-بزرگ، هندسه‌های منحنی نامنظم و توزیع بار سه‌بعدی انتخاب می‌شوند.

بر اساس نوع بار و شرایط کار

ساختمان‌های معمولی بار ثابت{0}}به‌خوبی توسط قاب‌های پورتال یا قاب‌های فولادی سرویس می‌شوند. ساختمان‌های کارخانه‌های سنگین{2}}با جرثقیل‌های سقفی به قاب‌های تقویت‌شده با سفتی اعضا و اتصالات بیشتر نیاز دارند. برای شرایط لرزه خیزی بالا، فشار باد زیاد یا شرایط دمای پایین-فضا فریم ها توزیع بار یکنواخت تر و ایمنی کلی بالاتری را ارائه می دهند.

بر اساس بودجه و برنامه زمانبندی پروژه

قاب های پورتال دارای اعضای کمتر و درجه پیش ساخته بالایی هستند که کوتاه ترین دوره ساخت و صرفه اقتصادی را به همراه دارد. خرپاهای فولادی و قاب‌های چند طبقه-کیفیت و کارایی را برای اکثر پروژه‌های عمومی و تجاری متعادل می‌کنند. اسپیس فریم ها نیاز به ساخت سفارشی و نصب تخصصی دارند و معمولاً برای ساختمان های شاخص در نظر گرفته می شوند.

با نگهداری و توسعه در آینده

قاب‌های فولادی چند طبقه با طرح‌بندی‌های انعطاف‌پذیر به بهترین وجه با اضافات عمودی و تغییرات فضایی آینده سازگار هستند. سازه های خرپایی و اسپیس فریم، با پایداری کلی بالا، مناسب ساختمان های عمومی هستند که به عمر طولانی و نگهداری کم نیاز دارند.

جدول پیشنهادات انتخاب

این توصیه ها برای سناریوهای مهندسی متعارف اعمال می شود. آب و هوای شدید، دهانه‌های بسیار-بالا، بارهای خاص یا فرم‌های معماری شخصی‌شده نیاز به طراحی و بهینه‌سازی ساختاری سفارشی دارند.

سوالات متداول

چرا از مثلث در خرپاهای فولادی استفاده می شود؟آرایش های مثلثی تحت بار تغییر شکل نمی دهند: هر عضو فقط کشش یا فشار محوری را حمل می کند، که باعث می شود خرپا ذاتاً پایدار و در استفاده از مواد بسیار کارآمد باشد.

تفاوت قاب و اسپیس فریم چیست؟قاب در برابر بارها عمدتاً در صفحه، از طریق ستون‌ها و تیرها در طرح‌بندی‌های دو بعدی- مقاومت می‌کند. اسپیس فریم یک شبکه سه‌بعدی-در هم قفل شده است که بارها را در همه جهات توزیع می‌کند، که مناسب سقف‌های باز بسیار بزرگ و هندسه‌های پیچیده است.

آیا سازه های فولادی پیش ساخته هستند؟بله. اکثر قطعات در کارخانه ساخته و پوشش داده می شوند، سپس در محل حمل و نقل و پیچ و مهره می شوند، که دوره ساخت را کوتاه می کند و کنترل کیفیت را بهبود می بخشد.

چرا از سازه‌های قاب برای ساختمان‌های بلند-استفاده می‌شود؟قاب‌های فولادی نسبت استحکام به وزن بالایی را ارائه می‌دهند، بنابراین سازه در عین مقاومت در برابر باد و نیروهای لرزه‌ای، وزن خود را به طور موثر تحمل می‌کند. اتصالات صلب بارهای جانبی را در کل سیستم توزیع می کنند.

سازه های خرپایی چگونه در هزینه مواد صرفه جویی می کنند؟از آنجایی که اعضا در کشش یا فشرده‌سازی خالص کار می‌کنند، بخش کامل به طور موثر استفاده می‌شود و کل تناژ فولاد مورد نیاز برای پشتیبانی از دهانه‌های باز بزرگ را در مقایسه با جایگزین‌های وب جامد-کاهش می‌دهد.