Projekt, zalety i zastosowania magazynów o konstrukcji stalowej o dużej rozpiętości

W związku ze zmianami w branży przemysłowej i logistycznej, obecnie wzrasta zapotrzebowanie na duże powierzchnie i budynki o dużej elastyczności. Doprowadziło to do tego, że ludzie preferowali duże budynki o konstrukcji stalowej, aby zaspokoić te potrzeby, ponieważ budynki o konstrukcji stalowej posiadają unikalne właściwości fizyczne i inżynieryjne. Budynki o konstrukcji stalowej-o dużej rozpiętości stały się idealnym rozwiązaniem pozwalającym sprostać zapotrzebowaniu na wykorzystanie dużej powierzchni, a zastosowanie takich budynków z projektami „wolnymi-kolumn, w pełni otwartymi” zmieniło metody przechowywania w obszarach magazynowania, produkcji i logistyki. W tym rozdziale przeprowadzona zostanie{{5}głęboka i wszechstronna ocena budynków o konstrukcji stalowej-o dużej rozpiętości, w tym ich definicja, cechy projektowe, typy, podstawowe zalety i ich zastosowania w praktyce.

Czym są-konstrukcje stalowe o dużej rozpiętości i budynki o konstrukcji stalowej-netto-o dużej rozpiętości?

1. Konstrukcja stalowa o dużej rozpiętości

Konstrukcje stalowe o dużej rozpiętości odnoszą się do form architektonicznych, których rozpiętość w poziomie przekracza 30 metrów. Są to konstrukcje o trójwymiarowych-formach przestrzennych i posiadające trójwymiarowe-obciążenie-charakterystyki nośne pod obciążeniem. Mają zalety: rozsądną nośność,-niewielką-wagę własną, niski koszt i różnorodne formy konstrukcyjne. Są szeroko stosowane w magazynach, centrach logistycznych, hangarach lotniczych, stadionach, dużych warsztatach i innych scenariuszach.

Wysoka wytrzymałość, wysoka wytrzymałość i lekkość stali umożliwiają konstrukcje stalowe o rozpiętościach ponad 30 metrów, 50 metrów, a nawet 80 metrów. Modułowa konstrukcja i proces prefabrykacji dodatkowo zwiększają wydajność konstrukcji i stabilność jakości konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości.

2. Konstrukcje stalowe o dużej rozpiętości

Budynki stalowe o dużej rozpiętości (konstrukcje stalowe o dużej-rozpiętości i wolnych rozpiętościach) reprezentują zaawansowaną formę-konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości. W szczególności odnoszą się one do budynków-o dużej rozpiętości bez wewnętrznych słupów, zazwyczaj o rozpiętości ponad 45 metrów (150 stóp), a w niektórych projektach można osiągnąć rozpiętość ponad 80 metrów. Konstrukcja ta całkowicie eliminuje podział przestrzeni wewnętrznymi kolumnami, osiągając całkowitą otwartość bez żadnych przeszkód i może doskonale dostosować się do scenariuszy takich jak zautomatyzowane systemy magazynowania (AS/RS), magazynowanie ciężkich maszyn i instalacja dużego sprzętu.

W porównaniu ze zwykłymi konstrukcjami stalowymi-o dużej rozpiętości, podstawowa zaleta budynków stalowych o dużej rozpiętości w świetle polega na maksymalizacji wykorzystania przestrzeni - wewnątrz nie ma żadnych przeszkód w postaci słupów, co pozwala na swobodny przejazd wózków widłowych, robotów AGV, dźwigów itp., a półki można rozmieścić zgodnie z optymalnym planem, znacznie poprawiając wydajność pracy i pojemność magazynu.

3. Scenariusze zastosowań budynków o dużej rozpiętości

Oprócz typowych dziedzin magazynowania i logistyki,-konstrukcje stalowe o dużej rozpiętości są również szeroko stosowane w:
Przemysł lotniczy: duże przestrzenie dla hangarów lotniczych i terminali lotniskowych;
Przemysł ciężki: warsztaty produkujące maszyny ciężkie i zakłady montażu sprzętu;
E-handel: duże centra sortowania logistycznego i zautomatyzowane węzły magazynowe;
Budynki użyteczności publicznej: sale gimnastyczne, centra kongresowe, duże poczekalnie;
Scenariusze specjalne: magazyny służące do udzielania pomocy w przypadku klęsk żywiołowych, tymczasowe-obiekty wydarzeń na dużą skalę itp.

Podstawowe cechy konstrukcyjne konstrukcji stalowej o dużej rozpiętości

1. Główny układ konstrukcyjny

Podstawowe formy konstrukcyjne konstrukcji stalowych-o dużej rozpiętości obejmują głównie dwa typy:konstrukcja ramy portalowej i konstrukcja kratownicy:
Konstrukcja ramy portalowej to tradycyjny system konstrukcyjny, charakteryzujący się prostym przenoszeniem siły, przejrzystą ścieżką przenoszenia siły, szybką produkcją komponentów, łatwością obróbki fabrycznej i krótkim czasem budowy. Dlatego jest szeroko stosowany w przemysłowych, handlowych, kulturalnych i rozrywkowych obiektach publicznych oraz innych budynkach przemysłowych i cywilnych i może zaspokoić potrzeby większości-budynków o dużej rozpiętości.
Konstrukcja kratownicowa to rodzaj konstrukcji utworzonej przez korbowody na obu końcach z zawiasami. Kratownica złożona z prostych prętów ma na ogół konstrukcję płaską lub przestrzenną z elementami trójkątnymi. Elementy kratownicy przenoszą głównie rozciąganie lub ściskanie osiowe, w ten sposób w pełni wykorzystując wytrzymałość materiału. Gdy rozpiętość jest duża, można zaoszczędzić materiały w porównaniu z belkami pełnymi-środnikami, zmniejszyć-ciężar własny i zwiększyć sztywność.

2. Wybór materiału

3. Technologia produkcji prefabrykatów i połączeń śrubowych

Wszystkie podstawowe elementy konstrukcji stalowych-o dużej rozpiętości (kolumny stalowe, belki stalowe, elementy kratownicowe itp.) są produkowane w fabryce w procesie obróbki CNC, z dokładnością kontrolowaną w granicach ±2 mm. Podczas-montażu na miejscu do połączenia wykorzystuje się-śruby o dużej wytrzymałości, wymagające jedynie niewielkiej ilości spawania lub w ogóle żadnego spawania, co znacznie poprawia wydajność konstrukcji i skraca czas budowy o ponad 50%, a jednocześnie pozwala uniknąć ryzyka jakościowego spowodowanego-spawaniem na miejscu.

4. Projekt optymalizacji obciążenia

Konstrukcje-o dużej rozpiętości muszą wytrzymać wiele obciążeń, takich jak ciężar własny, ciężar ładunku, nagromadzony śnieg, siła wiatru i trzęsienia ziemi. Na etapie projektowania należy przeprowadzić dokładne obliczenia obciążeń. Obciążenia stałe obejmują ciężar własny konstrukcji, ciężar materiałów dachu i ścian oraz ciężar stałego wyposażenia itp. Obciążenia zmienne należy obliczyć konkretnie w oparciu o charakterystykę regionalną - na obszarach-o dużych opadach śniegu (takich jak Norwegia i Kanada), należy wziąć pod uwagę wskaźnik powtarzalności wynoszący 50-lat i obciążenie śniegiem do 400 kg/㎡. Na przybrzeżnych obszarach tajfunów należy obliczyć ciąg poziomy generowany przez wiatry powyżej poziomu 12. Na obszarach-narażonych na trzęsienia ziemi należy przestrzegać lokalnych przepisów sejsmicznych. Do przypadkowych obciążeń zaliczają się chwilowe siły uderzenia podczas podnoszenia sprzętu, obciążenia związane z gromadzeniem się wody deszczowej i inne sytuacje. Dzięki tak precyzyjnym obliczeniom projektanci mogą zoptymalizować wymiary przekrojów elementów oraz rozmieszczenie podpór, zapewniając stabilność i bezpieczeństwo konstrukcji w ekstremalnych warunkach, a jednocześnie skutecznie uniknąć marnotrawstwa materiału.

5. Hydroizolacja, ochrona cieplna i ochrona przeciwpożarowa

Do hydroizolacji-konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości należy wybrać arkusze powlekane-kolorowo-odporne na warunki atmosferyczne-lub membrany hydroizolacyjne TPO/PVC. Zoptymalizuj uszczelnienie kalenicy, rynien i innych połączeń oraz zapewnij standaryzowaną konstrukcję. Do izolacji można wybrać wełnę szklaną, wełnę mineralną i inne materiały izolacyjne. Użyj płyt izolacyjnych lub wypełnień-na miejscu i zastosuj dobre środki uszczelniające-odporne na wilgoć. W celu ochrony przeciwpożarowej należy najpierw nałożyć na konstrukcję stalową powłoki ognioodporne, przykryć ją płytami ognioodpornymi itp. w celu zabezpieczenia przeciwpożarowego. Jednocześnie udoskonalaj systemy sygnalizacji pożaru i gaszenia pożaru oraz planuj rozsądne drogi ewakuacyjne.

Podstawowe zalety konstrukcji stalowej o dużej rozpiętości

1. Wysoka wytrzymałość i niewielka waga przy wyjątkowej-nośności

Wytrzymałość stali na rozciąganie może sięgać 355–690 MPa, czyli 10–20 razy więcej niż w przypadku materiałów betonowych, a jej gęstość stanowi tylko jedną-trzecią gęstości betonu. Ta cecha umożliwia-konstrukcjom stalowym o dużej rozpiętości osiągnięcie bardzo-bardzo dużych rozpiętości ponad 30 metrów przy jednoczesnym zachowaniu znacznie niższej masy całkowitej niż konstrukcje betonowe. Może to znacznie obniżyć koszty inwestycji w inżynierię fundamentów. Na przykład nie jest wymagane głębokie wykopanie dołu fundamentowego; zastosowanie niezależnych fundamentów może spełnić-wymagania dotyczące nośności, szczególnie odpowiednie dla obszarów o średnich warunkach geologicznych.

2. Prefabrykacja i montaż, sprawna konstrukcja

Wszystkie podstawowe elementy konstrukcji stalowych-o dużej rozpiętości są standaryzowane i prefabrykowane w fabryce. Budowa-na miejscu wymaga jedynie montażu i połączeń śrubowych, a proces ten jest prosty i wydajny, co może znacznie skrócić czas budowy i przyspieszyć oddanie projektu do użytku.
W szczególności w przypadku magazynu o konstrukcji stalowej o powierzchni 3000-metrów kwadratowych-o dużej-rozpiętości okres budowy zajmuje tylko 30–45 dni, podczas gdy magazyn betonowy o podobnej wielkości wymaga 180–240 dni. Koszt pracy przy budowie magazynu o konstrukcji stalowej można obniżyć o 40%.

3. Ekologicznie i ekologicznie, zgodnie z trendem zrównoważonego rozwoju

Stal jest materiałem w 100% nadającym się do recyklingu i ponownego użycia. Wskaźnik recyklingu stali w przypadku-konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości może sięgać ponad 95%. Po rozbiórce budynku stal można ponownie przetworzyć i wykorzystać, nie powodując przy tym powstawania odpadów budowlanych. Jednocześnie podczas budowy konstrukcji stalowych hałas jest niski, a zapylenie jest mniejsze, a wpływ na otaczające środowisko jest znacznie mniejszy niż w przypadku konstrukcji betonowych - ilość pyłu i hałasu wytwarzanego podczas budowy konstrukcji betonowych jest 3-5 razy większa niż w przypadku konstrukcji konstrukcji stalowej.

4. Elastyczny i elastyczny, zdolny dostosować się do dynamicznych dostosowań biznesowych

Wielkorozpiętościowa-konstrukcja stalowa o modułowej konstrukcji charakteryzuje się niezwykle dużą elastycznością i skalowalnością i doskonale dostosowuje się do dynamicznych zmian w biznesie przedsiębiorstwa - otwarty układ bez kolumn można w dowolnym momencie rekonfigurować w zależności od potrzeb, na przykład przekształcając magazyn w warsztat produkcyjny lub elastycznie dostosowując gęstość i rozmieszczenie półek; jednocześnie umożliwia szybkie zwiększanie przęsła lub powierzchni poprzez montaż modułów, np. wydłużenie o 20 metrów od pierwotnego rozpiętości 45 metrów lub dodanie 3000 metrów kwadratowych poza istniejącą powierzchnię 5000 metrów kwadratowych, a proces rozbudowy nie będzie miał wpływu na normalne funkcjonowanie; w przypadku scenariuszy o wymaganiach mobilnych, takich jak tymczasowe magazyny dla projektów inżynieryjnych i obiekty wystawiennicze, można go również szybko zdemontować, a komponenty można przetransportować w nowe miejsce i ponownie zmontować w celu ponownego użycia, przy wskaźniku ponownego użycia przekraczającym 90%.

5. Długotrwałe-i opłacalne-w przypadku długotrwałego-działania

Po cynkowaniu ogniowym-lub farbie fluorowęglowej w celu zapobiegania korozji stal może skutecznie wytrzymać różne środowiska korozyjne, takie jak deszcz, śnieg, mgła solna i wilgoć, a jej żywotność wynosi 15–25 lat, znacznie przekraczając 5–8 lat konstrukcji z cegły i drewna. Jednocześnie konstrukcje stalowe charakteryzują się dużą wytrzymałością i są mniej podatne na pękanie lub odkształcanie podczas codziennego użytkowania, co sprawia, że ​​konserwacja jest bardzo prosta. Wymagane są jedynie regularne kontrole dokręcenia śrub i integralności powłok, a roczny koszt utrzymania wynosi tylko jedną-trzecią kosztów magazynów betonu.
Weźmy na przykład magazyn o dużej rozpiętości-o konstrukcji stalowej w tropikalnym i deszczowym obszarze Tajlandii. W budynku tym zastosowano program zapobiegania korozji obejmujący-cynkowanie ogniowe w połączeniu z farbą fluorowęglową. Po 6 latach użytkowania nie było widocznych śladów rdzy, a roczny koszt konserwacji wyniósł zaledwie 3000 dolarów; podczas gdy roczne koszty utrzymania betonowych magazynów tej samej skali w okolicy sięgały 8 000 dolarów.

6. Silna odporność na katastrofy, zdolna do spokojnego radzenia sobie z ekstremalnymi warunkami pogodowymi

Stal ma wysoki moduł sprężystości i doskonałą wytrzymałość. W przypadku wystąpienia ekstremalnych katastrof, takich jak trzęsienia ziemi i tajfuny, może pochłonąć siłę uderzenia poprzez niewielkie odkształcenie, zapobiegając całkowitemu zawaleniu się konstrukcji. Jego bezpieczeństwo jest znacznie wyższe niż konstrukcji betonowych, które są kruche i podatne na pękanie i zapadanie się.
Istnieją konkretne przykłady, które to potwierdzają:-magazyn o dużej rozpiętości konstrukcji stalowej w porcie na Okinawie w Japonii został zaprojektowany zgodnie ze standardami odporności na 12-poziomowy tajfun. Podczas przejścia tajfunu „Mavah” w 2023 r. (przy maksymalnej prędkości wiatru 185 km/h) główna konstrukcja budynku pozostała nienaruszona; podczas gdy trzy otaczające je betonowe magazyny doznały poważnych uszkodzeń, takich jak zawalenie się ścian i przewrócenie dachu. Ponadto dane z trzęsienia ziemi w Wenchuan w Chinach pokazują również, że przeżywalność konstrukcji stalowych jest znacznie wyższa niż konstrukcji betonowych, co w pełni potwierdza ich wyjątkową odporność sejsmiczną.

Globalny klasyczny przypadek zastosowania konstrukcji stalowej o dużej rozpiętości

Przypadek 1: Centrum logistyczne Amazona w Ohio, USA

Całkowita powierzchnia zabudowy tego centrum logistycznego wynosi 100 000 metrów kwadratowych. Cała przestrzeń wewnętrzna jest wolna od jakichkolwiek przeszkód kolumnowych, a pojemność magazynu sięga aż 5 milionów pozycji. Wydajność sortowania towarów wzrosła o 40%, co czyni go projektem wzorcowym dla-zastosowań konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości w globalnym sektorze logistyki-handlu elektronicznego.

Przypadek 2: Centrum Frankfurt SkyRail w Niemczech

W budynku tym zastosowano unikalny system konstrukcji stalowej z zakrzywioną kratownicą przestrzenną. Głównym materiałem jest stal-niskostopowa o wysokiej-wytrzymałości, która wytrzymuje -temperaturę otoczenia wynoszącą 30 stopni. Oprócz zaspokojenia potrzeb transportowych, stalowa konstrukcja o dużej rozpiętości i gładkim kształcie architektonicznym sprawia, że ​​jest to również charakterystyczny budynek w okolicy.

Przypadek 3: Stadion Narodowy w Pekinie

Główny stadion Igrzysk Olimpijskich w Pekinie w 2008 roku został zbudowany w oparciu o przestrzenną konstrukcję kratownicową. Charakterystyczna stalowa konstrukcja- przypominająca siatkę zapewnia bardzo charakterystyczny wygląd, a jednocześnie zapewnia stabilność konstrukcyjną przy dużej rozpiętości. Cały obiekt ma rozpiętość aż 343 metrów, a jego wnętrze stanowi dużą otwartą przestrzeń bez kolumn, mogącą pomieścić prawie 100 000 widzów.

Przypadek 4: Chłodnia w Norwegii

Wykorzystuje konstrukcję stalową o dużej-rozpiętości 40-metrów-rozpiętości, w połączeniu ze stromym dachem o nachyleniu 40 stopni i systemem kabli topiących-śnieg, co pozwala szybko usuwać śnieg i zapobiegać uszkodzeniom spowodowanym ciśnieniem. W głównym korpusie zastosowano-stal o wysokiej wytrzymałości Q355B oraz blokujący system wsparcia w celu zwiększenia stabilności. Po 5 latach oddawania do użytku przeżył 3 duże śnieżyce i żadna z konstrukcji nie uległa deformacji ani nie przeciekał dach. Jego działanie przeciwśniegowe znacznie przewyższa skuteczność tradycyjnych betonowych magazynów.

Często zadawane pytania dotyczące konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości

1. Co to jest konstrukcja stalowa-o dużej rozpiętości? Jak dużą rozpiętość uważa się za „dużą rozpiętość”?

Konstrukcja stalowa-o dużej rozpiętości odnosi się do konstrukcji budynku, w której stal jest głównym-elementem nośnym, a rozpiętość pozioma sięga 30 metrów lub więcej. W branży powszechnie uważa się, że 30 metrów jest standardem definiującym budynki-o dużej rozpiętości, podczas gdy rozpiętość budynków stalowych o dużej-rozpiętościach (konstrukcje stalowe bez słupów środkowych) wynosi zwykle ponad 45 metrów.

2. Jak długi jest okres użytkowania-konstrukcji stalowej o dużej rozpiętości? Czy koszt utrzymania jest wysoki?
Jeśli-konstrukcja stalowa o dużej rozpiętości została poddana znormalizowanej-zabezpieczeniu antykorozyjnemu, np. cynkowaniu ogniowemu-, jej żywotność może sięgać 15–25 lat; codzienna konserwacja jest stosunkowo prosta i wymaga jedynie sprawdzenia raz w roku, czy śruby są poluzowane i czy powłoka powierzchniowa jest nienaruszona. Roczny koszt utrzymania wynosi około 0,5% do 1% całkowitego kosztu budowy budynku.

3. Jak długo trwa budowa-konstrukcji stalowej o dużej rozpiętości? Ile czasu zajmie ukończenie magazynu o pojemności 3000㎡?
Konstrukcja stalowa-o dużej rozpiętości jest budowana przy użyciu prefabrykacji fabrycznej i montażu-na miejscu, co zapewnia stosunkowo krótki czas budowy.
Biorąc za przykład magazyn stali o dużej-rozpiętości 3000㎡, projektowanie zajmuje od 10 do 15 dni, produkcja fabryczna trwa od 15 do 20 dni, a-montaż na miejscu trwa od 10 do 15 dni. Całkowity czas trwania projektu wynosi około 35 do 50 dni.
W przypadku stosowania otwartej-kolumnowej-konstrukcji stalowej o dużej rozpiętości (konstrukcje stalowe o dużej rozpiętości w świetle) lub konstrukcji kratowej całkowity czas trwania może zostać wydłużony o 10 do 15 dni. Jednak i tak jest on znacznie krótszy niż okres budowy magazynu betonowego (180 do 240 dni).

4. Czy stal nadaje się w 100% do recyklingu? Czy konstrukcja stalowa-o dużej rozpiętości jest bardziej przyjazna dla środowiska niż beton?
Tak, stal jest materiałem w 100% nadającym się do recyklingu i ponownego użycia. Stopień recyklingu stali w-konstrukcjach stalowych o dużej rozpiętości może osiągnąć ponad 95%, podczas gdy stopień recyklingu betonu wynosi tylko około 30%. Ponadto konstrukcja konstrukcji stalowej generuje mniej hałasu i mniej pyłu, a zużycie energii w procesie budowy jest o 40% niższe niż w przypadku konstrukcji betonowych. Można to uznać za bardziej przyjazne środowisku rozwiązanie architektoniczne.

Wniosek

Obecnie sektor przemysłowy i logistyczny rozwija się szybko, a wymagania ludzi wobec budynków stają się coraz bardziej oczywiste, - chcą większych przestrzeni, bardziej elastycznych metod użytkowania i wyższej wydajności. Konstrukcje stalowe-o dużej rozpiętości dokładnie spełniają te wymagania. Są mocne, lekkie i można je prefabrykować w fabryce, a następnie montować-na miejscu. Bardzo wygodna jest także późniejsza rozbudowa. Zwłaszcza w przypadku-konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości bez słupów, nie ma słupów blokujących całą przestrzeń, co zapewnia dużą wygodę w takich dziedzinach, jak zautomatyzowane magazynowanie i składowanie ciężkich maszyn, znacznie poprawiając wydajność pracy.

Jeśli planujesz projekt budowlany-o dużej rozpiętości i potrzebujesz niestandardowych-konstrukcji stalowych o dużej rozpiętości lub budynków stalowych o dużej rozpiętości-bez słupów, skontaktuj się z naszym profesjonalnym zespołem. Zapewnimy Ci pełną-usługę procesową, od projektu, produkcji, instalacji po konserwację, w oparciu o Twoje wymagania dotyczące przechowywania, regionalne warunki klimatyczne i planowanie budżetu, pomagając Ci stworzyć wydajną, bezpieczną i trwałą-przestrzeń budowlaną o dużej rozpiętości!

Skontaktuj się teraz