ในสาขาวิศวกรรมการก่อสร้างโครงสร้างเหล็กด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่มีประสิทธิภาพและความสามารถในการออกแบบที่ยืดหยุ่นได้กลายเป็นตัวเลือกสำคัญสำหรับสถาปัตยกรรมที่ทันสมัย สำหรับผู้เริ่มต้นการเรียนรู้รูปแบบโครงสร้างพื้นฐานและตรรกะการเลือกของโครงสร้างเหล็กเป็นกุญแจสำคัญในการปลดล็อคโอกาสระดับมืออาชีพ ด้านล่าง,สิงโตจะอธิบายอย่างเป็นระบบห้าโครงสร้างทั่วไป: เฟรมพอร์ทัลเหล็กขนาดเล็ก, กรอบเหล็ก, เฟรมกริดเหล็ก, โครงสร้างสายเคเบิล-เบรนและโครงถักท่อ
โครงสร้างหลักและลักษณะการรับน้ำหนัก
พอร์ทัลเหล็กอ่อนโครงสร้างเหล็กประกอบด้วยเฟรมพอร์ทัลระบบ Purlin (เหล็ก C/Z) และระบบสนับสนุนสร้างระบบแบกโหลดระนาบ ข้อได้เปรียบหลักของมันอยู่ในการออกแบบแบบตัดขวางตัวแปรซึ่งคานและคอลัมน์ตัดขวางได้รับการปรับให้เหมาะสมตามแรงภายในเพื่อให้ได้การใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพ การใช้แผ่นเหล็กลูกฟูกที่มีน้ำหนักเบาสำหรับหลังคาและผนังช่วยลดภาระการวางรากฐาน 40% -60% เมื่อเทียบกับโครงสร้างคอนกรีต
สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป
เหมาะสำหรับอาคารอุตสาหกรรม (โรงงานที่มีน้ำหนักเบาคลังสินค้าและโลจิสติกส์) และสิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์ (ห้องโถงนิทรรศการและโรงรถ) ที่มีช่วงเดียวที่มีระยะเวลา 20-30 เมตรและสูงถึง 10 เมตร การก่อสร้างใช้เวลาเพียง 4-8 สัปดาห์และค่าใช้จ่ายต่ำกว่าโครงสร้างคอนกรีต 20% -30%
ลักษณะโครงสร้างและข้อได้เปรียบของระบบ
ระบบแบริ่งโหลดเชิงพื้นที่ประกอบด้วยเสาเหล็ก (หลอดเหล็กรูปตัว H/วงกลม) และคานเหล็ก (คานเหล็กรูปตัว H/คอมโพสิต) เชื่อมต่อผ่านข้อต่อแข็ง (ไฮบริดแบบเชื่อม/สลักเกลียว/เชื่อมอย่างเต็มที่) โดยการรวมข้อต่อที่ชัดเจนเข้ากับระบบสนับสนุนโครงสร้างเหล็กสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการเสริมแผ่นคลื่นไหวสะเทือนที่แตกต่างกันได้อย่างยืดหยุ่น
ประเภทอาคารที่ใช้บังคับ
เชิงพาณิชย์หลายชั้น: อาคารสำนักงาน 5-15 ชั้น (เช่นอาคารโซโห) พร้อมแผนชั้นที่แบ่งแยกได้อย่างอิสระเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของสำนักงานเปิด
อุตสาหกรรม: การประชุมเชิงปฏิบัติการหนัก (เช่นเวิร์กช็อปการตัดเฉือน) สามารถรองรับรถเครนเหนือศีรษะได้มากกว่า 50 ตัน
อาคารที่ดื้อต่อแผ่นดินไหว: ความเหนียวที่สูงทำให้โครงสร้างที่ต้องการสำหรับพื้นที่ที่เกิดแผ่นดินไหว
องค์ประกอบทางเรขาคณิตและข้อได้เปรียบเชิงกล
ระบบแบกโหลดเชิงพื้นที่ประกอบด้วยสมาชิกท่อเหล็กที่เชื่อมต่อผ่านข้อต่อทรงกลมในรูปแบบกริดทำให้เกิดความแข็งแบบสองทิศทางที่สมดุล ความหนาของกริดแบนอยู่ที่ประมาณ 1/10-1/15 ของช่วงในขณะที่การเพิ่มขึ้นของกริดโค้งคือ 1/6-1/8 ของช่วง โครงสร้างเหล็กโดยรวมใช้เหล็กเพียง 30-50 กิโลกรัม/㎡
แอปพลิเคชันที่สำคัญ
อาคารกีฬา: สนามกีฬา (เช่นโครงสร้างการสนับสนุนภายนอกของรังของนก) และสระว่ายน้ำครอบคลุมช่วงขนาดใหญ่พิเศษ 80-150 เมตร
ศูนย์กลางการขนส่ง: อาคารสนามบิน (เช่นหลังคาเพียร์นิ้วของสนามบินปักกิ่ง), การบรรลุพื้นที่ที่ปราศจากคอลัมน์และโปร่งใส
โรงงานอุตสาหกรรม: เวิร์กช็อปการผลิตเครื่องบินร่วมกับระบบปั้นจั่นที่ถูกระงับ
โครงสร้างระบบและหลักการรับน้ำหนัก
ประกอบด้วยสายเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเมมเบรนที่มีความตึงเครียดและโครงสร้างสนับสนุนโครงสร้างจะได้รับรูปร่างที่มีความเสถียรสูงเกินจริงผ่านการปรับแรงตึงก่อน เมมเบรนมีความหนาเพียง 0.5-1.5 มม. และมีน้ำหนักน้อยกว่า 1 กิโลกรัม/㎡ แต่ยังมีความต้านทานแรงดึง 50-150 MPa เมื่อรวมกับเครือข่ายเคเบิลจะช่วยให้ช่วงที่ไม่ได้รับการสนับสนุนเกิน 200 เมตร
พื้นที่แอปพลิเคชันที่เป็นนวัตกรรม
สถาปัตยกรรมภูมิทัศน์: หลังคาสนามกีฬา, หลังคาพลาซ่าเชิงพาณิชย์
สถาปัตยกรรมเชิงนิเวศ: โรงเรือนในสวนพฤกษศาสตร์ (โครงการอีเด็น, สหราชอาณาจักร) ใช้การส่งผ่านแสงสูง (95%) ของฟิล์ม ETFE เพื่อให้แสงธรรมชาติ
สถาปัตยกรรมชั่วคราว: ห้องโถงนิทรรศการขนาดใหญ่ (ศาลาแห่งชาติ World Expo), ถอดออกได้และนำกลับมาใช้ใหม่ได้
คุณสมบัติเชิงโครงสร้างและข้อดีของวัสดุ
ท่อเหล็กแบบวงกลมเชื่อมต่อผ่านการตัดกับโหนดรอยเชื่อมหรือเพลทเกสเซ็ตเพื่อสร้างมัดประเภทโครงสร้างเหล็กระบบรับน้ำหนัก ความแข็งโค้งงอของส่วนท่อเหล็กสูงกว่าเหล็ก H-section 30% และส่วนปิดมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่ชื้น/กัดกร่อน
สถานการณ์แอปพลิเคชันที่หลากหลาย
โรงงานอุตสาหกรรม: หลังคาโรงงานเครื่องจักรกลหนัก (ครอบคลุม 40-60 เมตร) สามารถทนโหลดได้สูงกว่า 30 ตัน
วิศวกรรมสะพาน: สะพานโครงทางหลวง (เช่นสะพานกูเตียนในหวู่ฮั่น) มีระยะยาวสูงถึง 150 เมตรและลดน้ำหนัก 60% เมื่อเทียบกับสะพานคอนกรีต
อาคารนิทรรศการ: ห้องโถงนิทรรศการขนาดใหญ่ (เช่น Canton Fair Complex) ได้รับการออกแบบที่สะอาดและสวยงามด้วยโครงงานหลอดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
