Statybos inžinerijos srityje,Plieninės konstrukcijos, su savo efektyviomis mechaninėmis savybėmis ir lanksčiomis projektavimo galimybėmis tapo pagrindiniu šiuolaikinės architektūros pasirinkimu. Pradedantiesiems įvaldyti pagrindines struktūrines formas ir plieno struktūrų atrankos logiką yra raktas į profesinių galimybių atrakinimą. Žemiau,LiūtaiSistemingai paaiškins penkias tipines konstrukcijas: lengvojo plieno portalo rėmus, plieninius rėmus, plieninius tinklelio rėmus, kabelinės membranos konstrukcijas ir vamzdžių santvaras.
Pagrindinės struktūros ir apkrovos savybės
Šviesos plieno portalasPlieninė struktūraSusideda iš portalo rėmo, „Purlin“ sistemos (c/z plieno) ir atraminės sistemos, sudarančios plokštumos apkrovos laikymo sistemą. Pagrindinis jo pranašumas yra jo kintamas skerspjūvio dizainas, kuriame spindulių ir kolonų skerspjūviai yra optimizuojami pagal vidines jėgas, siekiant efektyvaus medžiagos panaudojimo. Naudojant lengvus gofruotus plieninius lakštus stogams ir sienoms, pamatų apkrova sumažina 40–60%, palyginti su betoninėmis konstrukcijomis.
Tipiški taikymo scenarijai
Jis tinka pramoniniams pastatams (lengviems gamykloms, sandėliams ir logistikai) ir komercinėms patalpoms (parodų salėms ir garažams), kurių viena tarpas yra 20–30 metrų, o karnizo aukštis-iki 10 metrų. Statyba trunka tik 4–8 savaites, o kaina yra 20–30% mažesnės nei betoninės konstrukcijos.
Struktūrinės charakteristikos ir sistemos pranašumai
Erdvinė apkrovos laikymo sistema, sudaryta iš plieninių kolonų (H formos plieno/apskrito plieno vamzdžių) ir plieninės sijos (H formos plieninės/kompozicinės sijos), sujungtos per tvirtus jungtis (visiškai suvirintos/varžybos/suvirintos hibridai), gali pritaikyti dideles kolonėles, viršijančias 9 metrus. Derinant artikuliuotus sąnarius su palaikymo sistema,Plieninė struktūraGali lanksčiai prisitaikyti prie skirtingų seisminio stiprinimo reikalavimų.
Taikomi pastatų tipai
Kelių aukštų komercinė: 5-15 aukštų biurų pastatai (tokie kaip „SoHo“ pastatai) su laisvai dalijamais grindų planais patenkinti atvirų biurų reikalavimus.
Pramoninė: sunkiųjų seminarų (pvz., Apdirbimo dirbtuvės), galinčių pritaikyti viršutinius kranus, viršijančius 50 tonų.
Seisminiai atsparūs pastatai: didelis jo lankstumas daro jį pageidaujamą struktūrą žemės drebėjimams linkusiems teritorijoms.
Geometrinė sudėtis ir mechaniniai pranašumai
Erdvinė apkrovos laikymo sistema, sudaryta iš plieninių vamzdinių elementų, sujungtų per sferinius jungtis tinklelio modelyje, pasiekia subalansuotą dvikryptį lenkimo standumą. Plokščio tinklelio storis yra maždaug 1/10-1/15 iš tarpo, o išlenkto tinklelio pakilimas yra 1/6-1/8. Bendra plieno konstrukcija sunaudoja tik 30–50 kg/㎡ plieno.
Svarbios programos
Sportiniai pastatai: stadionai (tokie kaip „Bird's Nest“ išorinė atraminė konstrukcija) ir baseinai, apimantys ypač didelius 80–150 metrų atstumą.
Transporto centrai: oro uostų terminalai (tokie kaip Pekinas Daxingo oro uosto pirštų prieplaukos stogas), pasiekdami be kolonų, skaidrių erdvių.
Pramoninės gamyklos: orlaivių gamybos dirbtuvės kartu su pakabinamomis kranų sistema.
Sistemos struktūra ir apkrovos principas
Sudarytas iš aukšto stiprumo plieninių kabelių, įtemptos membranos ir atraminės struktūros, struktūra pasiekia stabilią, hiperbolinę formą per įtempimą. Membrana yra tik 0,5–1,5 mm storio ir sveria mažiau nei 1 kg/㎡, tačiau gali pasigirti 50–150 MPa tempimo stiprumu. Kartu su kabeliniu tinklu jis leidžia nepalaikomus tarpus, viršijančius 200 metrų.
Novatoriškos taikymo sritys
Kraštovaizdžio architektūra: stadiono baldakimai, komerciniai plazų baldakimai
Eco-architektūra: botanikos sodo šiltnamiai („Eden Project“, JK), naudojant „Etfe“ plėvelės aukštą šviesą (95%), kad būtų užtikrintas natūralus apšvietimas
Laikinoji architektūra: didelės parodų salės („World Expo National Pavilions“), nuimami ir pakartotinai naudojami
Struktūrinės savybės ir medžiagos pranašumai
Apvalai plieniniai vamzdžiai yra sujungti per susikertančius suvirintus mazgus ar gusset plokštes, kad būtų sudarytas santvaros tipoPlieninė struktūraApkrovos laikymo sistema. Plieninio vamzdžio sekcijos lenkimo standumas yra 30–50% didesnis nei H sekcijos plieno, o uždaroje sekcijoje yra puikus atsparumas korozijai, todėl jis yra ypač tinkamas drėgnai/korozinei aplinkai.
Įvairūs taikymo scenarijai
Pramoniniai augalai: sunkiųjų mašinų augalų stogai (40–60 metrų), galintys atlaikyti pakabinamų krovinių, viršijančių 30 tonų.
Tilto inžinerija: greitkelių santvaros tiltai (tokie kaip Gutian tiltas Wuhane), kurių tarpas yra iki 150 metrų ir sumažėja 60% svorio, palyginti su betoniniais tiltais.
Parodų pastatai: didelių rodyklių parodų salės (tokios kaip „Canton Fair“ kompleksas) pasiekia švarų, estetiškai malonų dizainą su stačiakampiais vamzdžių santvaromis.
