Στον τομέα της μηχανικής κατασκευής,χάλυβα, με τις αποτελεσματικές μηχανικές τους ιδιότητες και τις ευέλικτες δυνατότητες σχεδιασμού, έχουν γίνει μια βασική επιλογή για τη σύγχρονη αρχιτεκτονική. Για αρχάριους, η κυριαρχία των βασικών διαρθρωτικών μορφών και η λογική επιλογής των χάλυβα δομών είναι το κλειδί για την απελευθέρωση των επαγγελματικών ευκαιριών. Παρακάτω,ΛιοντάριαΘα εξηγήσει συστηματικά πέντε τυπικές δομές: πλαίσια πύλης ελαφρού χάλυβα, πλαίσια χάλυβα, πλαίσια πλέγματος χάλυβα, δομές μεμβράνης καλωδίων και δοκούς σωλήνα.
Δομή πυρήνα και χαρακτηριστικά φορτίου
Η ελαφριά πύλη χάλυβαδομή χάλυβαΑποτελείται από ένα πλαίσιο πύλης, ένα σύστημα purlin (χάλυβα C/Z) και ένα σύστημα υποστήριξης, σχηματίζοντας ένα επίπεδη σύστημα φορτίου. Το βασικό πλεονέκτημά της έγκειται στο σχεδιασμό της μεταβλητής διατομής, όπου οι διατομές δέσμης και στήλης βελτιστοποιούνται σύμφωνα με τις εσωτερικές δυνάμεις, επιτυγχάνοντας αποτελεσματική χρήση υλικών. Η χρήση ελαφρών κυματοειδών φύλλων χάλυβα για στέγες και τοίχους μειώνει τα φορτία θεμελίωσης κατά 40% -60% σε σύγκριση με τις δομές σκυροδέματος.
Τυπικά σενάρια εφαρμογής
Είναι κατάλληλο για βιομηχανικά κτίρια (ελαφριά εργοστάσια, αποθήκες και εφοδιαστική) και εμπορικές εγκαταστάσεις (εκθεσιακές αίθουσες και γκαράζ) με μεμονωμένες διαστάσεις 20-30 μέτρων και ενισχυτικά ύψους έως 10 μέτρων. Η κατασκευή διαρκεί μόνο 4-8 εβδομάδες και το κόστος είναι 20% -30% χαμηλότερο από τις δομές σκυροδέματος.
Δομικά χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα του συστήματος
Ένα χωρικό σύστημα φορτίου που αποτελείται από χαλύβδινες στήλες (σωλήνες χάλυβα/κυκλικού χάλυβα σε σχήμα Η) και δοκούς χάλυβα (δοκούς χάλυβα σχήματος Η) που συνδέονται με άκαμπτες αρθρώσεις (πλήρως συγκολλημένες/βιδωτό/συγκολλημένο υβριδικό) μπορεί να φιλοξενήσει μεγάλες αποστάσεις στήλης που υπερβαίνουν τα 9 μέτρα. Συνδυάζοντας αρθρωτές αρθρώσεις με το σύστημα υποστήριξης,Δομή χάλυβαμπορεί να προσαρμοστεί ευέλικτα σε διαφορετικές απαιτήσεις σεισμικής οχύρωσης.
Εφαρμόσιμοι τύποι κτιρίων
Multi-Story Commercial: 5-15-ιστορικά κτίρια γραφείων (όπως κτίρια SOHO), με ελεύθερα διαιρεμένα σχέδια ορόφου για την κάλυψη των ανοικτών απαιτήσεων γραφείου.
Βιομηχανία: Εργαστήρια βαρέως τύπου (όπως εργαστήρια μηχανικής κατεργασίας) ικανά να φιλοξενήσουν γερανούς εναέριας κεφαλής πάνω από 50 τόνους.
Τα σεισμικά ανθεκτικά κτίρια: Η υψηλή ολκιμότητά του το καθιστά την προτιμώμενη δομή για περιοχές επιρρεπείς σε σεισμούς.
Γεωμετρική σύνθεση και μηχανικά πλεονεκτήματα
Ένα χωρικό σύστημα φορτίου που αποτελείται από χαλύβδινα σωληνοειδή μέλη που συνδέονται μέσω σφαιρικών αρθρώσεων σε ένα μοτίβο πλέγματος επιτυγχάνει ισορροπημένη δυσφημιστική αμφίδρομη κάμψη. Το πάχος του επίπεδου πλέγματος είναι περίπου 1/10-1/15 του εύρους, ενώ η άνοδος του καμπύλου είναι 1/6-1/8 του εύρους. Η συνολική δομή χάλυβα καταναλώνει μόνο 30-50 kg/㎡ χάλυβα.
Σημαντικές εφαρμογές
Αθλητικά κτίρια: Στάδια (όπως η εξωτερική δομή υποστήριξης του Bird's Nest) και οι πισίνες, που καλύπτουν εξαιρετικά μεγάλα διαστήματα 80-150 μέτρων.
Μεταφορικοί κόμβοι: τερματικά του αεροδρομίου (όπως η οροφή με το δάχτυλο του αεροδρομίου του Beijing Daxing Airport), επιτυγχάνοντας διαφανείς χώρους χωρίς στήλη.
Βιομηχανικά εργοστάσια: Εργαστήρια παραγωγής αεροσκαφών, σε συνδυασμό με ένα ανασταλτικό σύστημα γερανού.
Δομή του συστήματος και αρχή φορτίου
Αποτελείται από καλώδια χάλυβα υψηλής αντοχής, τεντωμένη μεμβράνη και δομή υποστήριξης, η δομή επιτυγχάνει σταθερό, υπερβολικό σχήμα μέσω προ-τάνυσης. Η μεμβράνη έχει πάχος μόνο 0,5-1,5 mm και ζυγίζει λιγότερο από 1 kg/㎡, αλλά διαθέτει αντοχή σε εφελκυσμό 50-150 MPa. Σε συνδυασμό με το καλωδιακό δίχτυ, επιτρέπει μη υποστηριζόμενες διαστάσεις που υπερβαίνουν τα 200 μέτρα.
Καινοτόμοι τομείς εφαρμογών
Αρχιτεκτονική τοπίου: Στάδιο τέντες, εμπορικά πλατεία Plaza
Eco-Architecture: Τα θερμοκήπια βοτανικού κήπου (Eden Project, UK), χρησιμοποιώντας τη μεταφορά υψηλής φωτός (95%) της ταινίας ETFE για την παροχή φυσικού φωτισμού
Προσωρινή αρχιτεκτονική: Μεγάλες εκθεσιακές αίθουσες (World Expo National Pavilions), αφαιρούμενα και επαναχρησιμοποιήσιμα
Δομικά χαρακτηριστικά και υλικά πλεονεκτήματα
Οι κυκλικοί χαλύβδινες σωλήνες συνδέονται μέσω διασταυρούμενων συγκολλημένων κόμβων ή πλακών γκέτα για να σχηματίσουν έναν τύπο τύπου Trussδομή χάλυβαΣύστημα φόρτωσης. Η ακαμψία κάμψης του τμήματος χαλύβδινου σωλήνα είναι 30% -50% υψηλότερη από αυτή του χάλυβα H-section και το κλειστό τμήμα προσφέρει εξαιρετική αντίσταση στη διάβρωση, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για υγρά/διαβρωτικά περιβάλλοντα.
Διάφορα σενάρια εφαρμογής
Βιομηχανικά εργοστάσια: Βαρύ μηχανοκίνητες οροφές φυτών (διασυνδέσεις 40-60 μέτρων), ικανά να αντέχουν σε αιωρούμενα φορτία που υπερβαίνουν τους 30 τόνους.
Μηχανική γέφυρας: Γέφυρες αυτοκινητοδρόμων (όπως η γέφυρα Gutian στο Wuhan), με καλύμματα έως και 150 μέτρα και μείωση βάρους 60% σε σύγκριση με τις γέφυρες σκυροδέματος.
Εκθεσιακά κτίρια: Οι εκθεσιακές αίθουσες μεγάλου επιπέδου (όπως το Canton Fair Complex) επιτυγχάνουν ένα καθαρό, αισθητικά ευχάριστο σχέδιο με ορθογώνιες σωλήνες.
