Основи сталевих конструкцій: особливості, типи та сфери застосування | Виробник Glostar

Стальні конструкції широко використовуються в сучасній архітектурі завдяки високій міцності, невеликій вазі, довговічності, швидкій установці, короткому строку будівництва та хорошій сейсмостійкості. Їх широко застосовують на промислових підприємствах, на складах, у логістичних центрах та комерційних будівлях. Від промислових підприємств до складів сталеві конструкції забезпечують надійні й гнучкі рішення для будівництва.

Серед різних типів будівель із сталевими конструкціями порталні сталеві конструкції є однією з найпоширеніших систем у промислових будівлях та складах.

У цій статті, підготовленій виробником Glostar, пояснюються основи сталевих конструкцій та ознайомлюють із ключовими характеристиками порталних сталевих конструкцій.

Що таке сталева конструкція?

Сталеві конструкції — це конструкції, виготовлені зі сталі, і є одним із основних типів будівельних конструкцій. Зазвичай вони складаються з балок, колон, ферм та інших елементів, виготовлених із профільної сталі й сталевих листів, і підлягають процесам захисту від корозії, таких як силанізація, чисте марганцеве фосфатування, промивання та сушка, а також оцинкування. Елементи, як правило, з’єднуються за допомогою зварних швів, болтів або заклепок. Сталеві конструкції характеризуються малою масою, високою міцністю, швидкістю будівництва, екологічністю, енергоефективністю та можливістю повторного використання. Вони широко застосовуються у висотних будинках, промислових спорудах, мостах та інших галузях.

Сталеві конструкції відомі своїм високим співвідношенням міцності до маси, що дозволяє будівлям перекривати великі відстані без необхідності встановлювати велику кількість опорних колон.
Типові компоненти сталевих конструкцій включають: сталеві колони, сталеві балки, прогони, вторинну сталь, системи зв’язків, покрівельні панелі, стінові панелі, двері та вікна. Завдяки цим структурним перевагам будівлі зі сталевих конструкцій широко використовуються в промислових і комерційних будівлях.

Особливості сталевих конструкцій

1. Висока міцність і невелика вага. Хоча густина сталі вища, ніж у бетону, її міцність значно вища. Співвідношення густини до міцності сталі, як правило, нижче, ніж у бетону. Тому за однакового напруження компоненти сталевих конструкцій менші за розміром і легші, ніж у бетонних конструкцій, що зменшує витрати на фундамент.

2. Хороші властивості матеріалу та висока надійність. Сталь виробляється на заводах із суворим контролем якості, забезпечуючи однорідність матеріалу, а також хорошу пластичність і ударну в’язкість. Вона наближається до ідеального ізотропного пружно-пластичного матеріалу. Тому сучасні розрахункові теорії краще відображають реальну роботу сталевих конструкцій, що забезпечує високу надійність.

3. Високий ступінь індустріалізації та короткий строк будівництва. Сталеві елементи виготовляються виключно на заводах, що дозволяє масове виробництво великих деталей і забезпечує високу точність готових виробів. Поєднання заводського виробництва з монтажем на будмайданчику ефективно скорочує строк будівництва, створюючи умови для зниження витрат і максимізації економічної вигоди інвестицій.

4. Добрий рівень герметичності. Сталеві конструкції після зварних з’єднань забезпечують надійну герметизацію, що задовольняє певні вимоги щодо повітронепроникності та водонепроникності.

7. Добрий сейсмічний опір. Стальні конструкції завдяки невеликій вазі та порівняно гнучкій конструктивній системі зазнають меншого сейсмічного навантаження. Сталь також має високу межу міцності на розтяг і стиск, а також добру пластичність і ударну в’язкість. Тому під час багатьох землетрусів як у країні, так і за кордоном стальні конструкції зазнають найменших пошкоджень і загальнопризнані як найбільш придатні для зон сейсмічного підсилення, особливо в районах, схильних до сильних землетрусів. (Згідно з вимогами до порталів, у разі сейсмічних зон інтенсивністю 7 і нижче, як правило, не потрібно виконувати сейсмічні розрахунки.)

8. Екологічність та енергозбереження: компоненти сталевих конструкцій можна повторно використовувати, що зменшує будівельні відходи. Крім того, енергоспоживання під час будівництва є низьким, що відповідає вимогам «зелених» будівель.

7. Вогнестійкість та стійкість до корозії: Після обробки сталь володіє відмінною вогнестійкістю та стійкістю до корозії, що збільшує термін експлуатації будівлі.

Сталеві конструкції вважаються сталі матеріали; отже, з точки зору довгострокового розвитку, сталеві конструкції мають відмінні перспективи застосування та розвитку.

Типи сталевих конструкцій

Сталеві конструкції можна класифікувати за їх конструктивним рішенням, методами будівництва та сферами застосування. Їх поділяють на важкі сталеві конструкції, легкі сталеві конструкції, збірні сталеві конструкції та каркасні сталеві конструкції.

Важкі сталеві конструкції зазвичай використовуються в великих промислових об’єктах, електростанціях, стадіонах та багатоповерхових будівлях. Ці конструкції вимагають надзвичайно високої несучої здатності й часто передбачають складні інженерні рішення. У важких сталевих конструкціях, як правило, застосовують великі сталеві профілі та сучасні конструктивні системи для підтримки надзвичайно великих навантажень і великих прольотів.

Легкі сталеві конструкції зазвичай використовуються в невеликих промислових будівлях, складах, майстернях та комерційних об’єктах. Порівняно з важкими сталевими конструкціями, легкі сталеві конструкції використовують менш масивні сталеві профілі й простіші у виробництві та монтажі.

Вони мають значні переваги щодо економічної ефективності, швидкості будівництва та гнучкості проектування.

prefabриковані стальні конструкції виготовляються на заводі, а потім збираються на місці. Порівняно з традиційними методами будівництва такий підхід забезпечує точне виготовлення, кращий контроль якості та швидший монтаж.

Попереднє виготовлення також зменшує витрати на робочу силу та будівельні відходи, роблячи його все більш популярним методом будівництва в сучасних будівельних проектах.

Серед усіх типів конструкцій, портальні сталеві конструкції є однією з найпоширеніших конструктивних систем у промислових та складських будівлях. Їх ефективна конструктивна схема забезпечує великі прольоти без опор та економічне будівництво. Легкі портальні рами: це одноповерхові сталеві споруди з одно- або багатопрольотною суцільностінною портальною рамою як основною несучою конструкцією, що мають легку покрівлю та легкі зовнішні стіни, а також або взагалі не мають мостових кранів, або мають мостові крани робочого класу А1–А5 з вантажопідйомністю не більше 20 тонн, або підвісні крани вантажопідйомністю 3 тонни.
У другій частині цієї статті буде розглянуто основні відомості про легкі портальні сталеві конструкції.

Застосування сталевих конструкцій

1. Промислові приміщення 2. Будівлі з великими прольотами 3. Високі споруди 4. Багатоповерхові та висотні будівлі 5. Споруди, що піддаються вібрації та сейсмічним навантаженням 6. Оболонкові та плитні конструкції 7. Інші спеціальні споруди 8. Розбірні або пересувні споруди 9. Легкі сталеві конструкції 10. Сталебетонні композитні конструкції

Далі ми розглянемо найпоширенішу систему несучих конструкцій у промислових будівлях — рамну конструкцію з портального каркасу.

Основи сталевої рамної конструкції з портального каркасу

A сталева рамна конструкція з портального каркасу зазвичай є просторовою системою, що складається з покрівельної конструкції, колон, кранових балок, гальмівних балок, різноманітних зв’язків та стінових рам.

а) Поперечна рама: складається з колон і балок; це основна несуча система заводської будівлі, яка сприймає власну вагу конструкції, вітрові та снігові навантаження, а також вертикальні й поперечні навантаження від крана й передає їх на фундамент.

б) Покрівельна конструкція: система, що сприймає навантаження від покрівлі, включає балки поперечної рами, консолі, проміжні покрівельні ферми, ферми для світлових люків, крокви тощо.

в). Система підтримки: включає опори для покрівлі та міжколонні зв’язки. З одного боку, разом із колонами та крановими балками вона утворює поздовжній каркас промислового будинку й сприймає поздовжні горизонтальні навантаження; з іншого боку, вона об’єднує основну несучу систему з окремих площинних конструкцій у єдину просторову цільність, забезпечуючи таким чином необхідну жорсткість і стійкість конструкції промислового будинку. У разі застосування портальної рами з краном вантажопідйомністю не менше 5 тонн для міжколонних зв’язок слід використовувати сталеві профільні елементи.

г). Кранові балки та гальмівні балки (або гальмівні ферми): головним чином сприймають вертикальні та горизонтальні навантаження від крана й передають ці навантаження на поперечну та поздовжню рами.

е). Стінові рами: головним чином сприймають вітрове навантаження. Крім того, існують деякі вторинні елементи, такі як сходи, прохідні майданчики, двері та вікна. У деяких заводських будівлях через технологічні вимоги також передбачаються робочі платформи. Розташування порталної рамної конструкції тісно пов’язане з кількістю використаної сталі.

Системи з портальних рам широко використовуються в промислових будівлях. Дізнайтеся більше в нашому Посібнику зі сталевих конструкцій з портальних рам.

Чому варто обрати виробника Glostar?

Виробник Glostar є професійним постачальником рішень із сталевих конструкцій для промислових та комерційних проектів.
Завдяки потужним виробничим можливостям та досвідченій інженерній команді Glostar надає такі комплексні послуги:

• Індивідуальне проектування сталевих конструкцій
• Рішення для будівництва будівель із порталних сталевих конструкцій
• Заводська попередня збірка конструктивних елементів
• Технічна підтримка глобальних проектів

Glostar поєднує високоякісні виробничі процеси з професійними інженерними технологіями, щоб допомогти клієнтам створювати довговічні, ефективні та економічні сталеві конструкції, придатні для різноманітних застосувань.

Сталеві конструкції завдяки своїй високій міцності, гнучкості та ефективності будівництва стали важливою складовою сучасної архітектури. Серед численних конструктивних систем порталівні сталеві конструкції є одним із найбільш практичних рішень через їхню придатність для застосування в промислових будівлях та складських приміщеннях.

Порталівні сталеві конструкції забезпечують великі прольоти, швидку установку та економічні проекти, що робить їх ідеальним вибором для багатьох промислових та комерційних проектів.

Якщо ви плануєте проект сталевої конструкції, виробник Glostar надає професійну проектну підтримку та надійні рішення для будівництва сталевих конструкцій, адаптовані до ваших конкретних потреб.

Зв’яжіться з нашою командою вже сьогодні, щоб дізнатися більше про наші продукти та послуги у сфері сталевих конструкцій.