Sa larangan ng konstruksiyon engineering,Mga istrukturang bakal, sa kanilang mahusay na mga katangian ng mekanikal at kakayahang umangkop na mga kakayahan sa disenyo, ay naging isang pangunahing pagpipilian para sa modernong arkitektura. Para sa mga nagsisimula, ang pag -master ng pangunahing mga istrukturang form at pagpili ng lohika ng mga istruktura ng bakal ay ang susi sa pag -unlock ng mga oportunidad na propesyonal. Sa ibaba,Lionsay sistematikong ipaliwanag ang limang tipikal na mga istraktura: light steel portal frame, bakal frame, bakal grid frame, cable-membrane istruktura, at tube trusses.
Pangunahing istraktura at mga katangian ng pag-load
Ang light steel portalistraktura ng bakalay binubuo ng isang frame ng portal, isang sistema ng Purlin (C/Z na bakal), at isang sistema ng suporta, na bumubuo ng isang sistema ng pag-load ng planar. Ang pangunahing bentahe nito ay namamalagi sa variable na disenyo ng cross-section, kung saan ang mga beam at mga cross-section ng haligi ay na-optimize ayon sa mga panloob na puwersa, pagkamit ng mahusay na paggamit ng materyal. Ang paggamit ng magaan na corrugated steel sheet para sa mga bubong at dingding ay binabawasan ang mga naglo-load ng pundasyon ng 40% -60% kumpara sa mga kongkretong istruktura.
Karaniwang mga sitwasyon ng aplikasyon
Ito ay angkop para sa mga pang-industriya na gusali (magaan na pabrika, bodega, at logistik) at mga komersyal na pasilidad (mga exhibition hall at garahe) na may mga solong spans na 20-30 metro at eaves taas ng hanggang 10 metro. Ang konstruksyon ay tumatagal lamang ng 4-8 na linggo, at ang gastos ay 20% -30% na mas mababa kaysa sa mga kongkretong istruktura.
Mga Katangian ng Struktural at Mga Bentahe ng System
Ang isang spatial load-bearing system na binubuo ng mga haligi ng bakal (H-shaped steel/circular steel tubes) at mga beam na bakal (H-shaped steel/composite beam) na konektado sa pamamagitan ng mahigpit na mga kasukasuan (ganap na welded/bolted/welded hybrid) ay maaaring mapaunlakan ang mga malalaking spacing ng haligi na lumampas sa 9 metro. Sa pamamagitan ng pagsasama -sama ng mga articulated joints sa sistema ng suporta,Istraktura ng bakalmaaaring kakayahang umangkop sa iba't ibang mga kinakailangan sa seismic fortification.
Naaangkop na mga uri ng gusali
Multi-Story Komersyal: 5-15-palapag na mga gusali ng tanggapan (tulad ng mga gusali ng Soho), na may malayang hinati na mga plano sa sahig upang matugunan ang mga kinakailangan sa Opisina.
Pang-industriya: Mga mabibigat na workshop (tulad ng mga workshop ng machining) na may kakayahang mapaunlakan ang mga overhead cranes na higit sa 50 tonelada.
Mga gusali na lumalaban sa seismic: Ang mataas na pag-agas nito ay ginagawang ginustong istraktura para sa mga lugar na madaling kapitan ng lindol.
Geometric na komposisyon at mga pakinabang sa mekanikal
Ang isang spatial load-bearing system na binubuo ng mga miyembro ng tubular na bakal na konektado sa pamamagitan ng spherical joints sa isang pattern ng grid ay nakakamit ng balanseng bidirectional baluktot na higpit. Ang kapal ng flat grid ay humigit-kumulang 1/10-1/15 ng span, habang ang pagtaas ng hubog na grid ay 1/6-1/8 ng span. Ang pangkalahatang istraktura ng bakal ay kumonsumo lamang ng 30-50 kg/㎡ ng bakal.
Mahahalagang aplikasyon
Mga gusali ng sports: Mga istadyum (tulad ng panlabas na istraktura ng suporta ng pugad ng ibon) at mga swimming pool, na sumasakop sa mga ultra-malalaking spans na 80-150 metro.
Mga hub ng transportasyon: mga terminal ng paliparan (tulad ng Beijing Daxing Airport's Finger Pier Roof), nakamit ang mga haligi-free, transparent space.
Mga Halaman ng Pang -industriya: Mga workshop sa pagmamanupaktura ng sasakyang panghimpapawid, kasabay ng isang nasuspinde na sistema ng crane.
Istraktura ng system at prinsipyo ng pag-load
Binubuo ng mga high-lakas na bakal na mga cable, isang naka-tension na lamad, at isang sumusuporta sa istraktura, ang istraktura ay nakakamit ng isang matatag, hyperbolic na hugis sa pamamagitan ng pre-tensioning. Ang lamad ay 0.5-1.5 mm lamang ang makapal at may timbang na mas mababa sa 1 kg/㎡, ngunit ipinagmamalaki ang isang makunat na lakas na 50-150 MPa. Pinagsama sa cable net, pinapayagan nito ang mga hindi suportadong span na higit sa 200 metro.
Mga makabagong lugar ng aplikasyon
Arkitektura ng Landscape: Mga Canopies ng Stadium, Komersyal na Plaza Canopies
Eco-Architecture: Botanical Garden Greenhouse (Eden Project, UK), na gumagamit ng mataas na light transmittance (95%) ng ETFE film upang magbigay ng natural na pag-iilaw
Pansamantalang Arkitektura: Malaking Exhibition Hall (World Expo National Pavilion), naaalis at magagamit muli
Mga tampok na istruktura at mga pakinabang na materyal
Ang mga pabilog na tubo ng bakal ay konektado sa pamamagitan ng intersecting welded node o gusset plate upang makabuo ng isang truss-typeistraktura ng bakalSistema ng pag-load. Ang flexural stiffness ng seksyon ng bakal na tubo ay 30% -50% na mas mataas kaysa sa H-section na bakal, at ang saradong seksyon ay nag-aalok ng mahusay na paglaban sa kaagnasan, na ginagawang angkop para sa mga kahalumigmigan/kinakain na kapaligiran.
Magkakaibang mga sitwasyon ng aplikasyon
Pang-industriya na halaman: Malakas na bubong ng makinarya ng makinarya (sumasaklaw sa 40-60 metro), na may kakayahang may nasuspinde na mga naglo-load na higit sa 30 tonelada.
Bridge Engineering: Highway Truss Bridges (tulad ng Gutian Bridge sa Wuhan), na may mga spans hanggang sa 150 metro at isang 60% na pagbawas ng timbang kumpara sa mga kongkretong tulay.
Mga gusali ng eksibisyon: Ang mga malalaking span exhibition hall (tulad ng Canton Fair Complex) ay nakamit ang isang malinis, aesthetically nakalulugod na disenyo na may hugis-parihaba na mga trusses ng tubo.
