A modern ipar és a logisztika gyors fejlődésének hátterében a raktárak és műhelyek a termelés és a tárolás alapvető hordozói, és szerkezeti tervezésüknek figyelembe kell venniük a hatékonyságot, a biztonságot és a gazdaságot. Az acélszerkezet az ilyen épületek preferált megoldásává vált kiváló mechanikai tulajdonságai és építési hatékonysága miatt. Mint a fő terhelést hordozó alkatrészek, az acéloszlopok és acélgerendák kialakítása és kiválasztása közvetlenül befolyásolja a teljes szerkezet stabilitását és élettartamát. Ez a cikk szisztematikusan elemzi az acéloszlopok és acélgerendák alkalmazását raktárakban/műhelyekben az anyagtulajdonságoktól, a tervezési előírásoktól a tényleges esetekig.
Az acélszerkezet alapvető előnyei
Anyagi tulajdonságok
A nagy szilárdság (a hozamszilárdság elérheti a 345 mPa-t), és az acél könnyű tulajdonságai jelentősen csökkenthetik az alkatrészek keresztmetszeti méretét és több építési teret engedhetnek fel. Például a H-alakú acéloszlopok tehetetlenségi momentuma jobb, mint a betonoszlopoké, és a nyomó képesség több mint 30%-kal növekszik. Ezenkívül az acél (≥3 rugalmassági együttható) és a gyár általi által kivonattal ellátott korrózióálló bevonatok (például a forró dip-galvanizálás) szeizmikus teljesítménye tovább bővíti a szerkezet élettartamát.
Gazdaság és hatékonyság
Az acélszerkezet moduláris kialakítása lehetővé teszi a gyors telepítést. Példaként egy bizonyos autógyártási műhelyt vegyen elő egy előre gyártott acélgerenda-oszloprendszert, és az építési időszakot 40% -kal rövidítik le a hagyományos betonszerkezetekhez képest. Ugyanakkor az acél újrahasznosítási aránya meghaladja a 90%-ot, és az életciklus költsége 20%-30%-kal csökken.
Fenntarthatóság
A zöld építési előírásokkal (például a LEED tanúsítással) összhangban az acélszerkezeti épületek szén-dioxid-kibocsátása 35% -kal alacsonyabb, mint a beton, és az építési hulladékok újrahasznosíthatók, ami összhangban áll az alacsony szén-dioxid-kibocsátású gazdaság tendenciájával.
Acéloszlopok megtervezése és alkalmazása
Típus kiválasztás és alkalmazható forgatókönyvek
H alakú acéloszlopok: Medium-span raktárakhoz (például 24 méteres szakasz), erős webnyíró ellenállással és könnyű csatlakozással az acélgerenda-csavarokkal.
Box típusú oszlopok: Leginkább nagyméretű vagy sokemeletes műhelyekben (például repülőgép-karbantartási hangárokban) használják, kiváló keresztmetszeti bezárási jellemzőkkel és torziós ellenállással.
Kör alakú csőoszlopok: alkalmas a kitett mintákhoz (például művészeti kiállítási csarnokokhoz), alacsony szélállósági együtthatóval és egyszerű megjelenéssel.
Kulcsfontosságú tervezési paraméterek
Tengelyirányú terhelés és csatolási elemzés: A kritikus terhelést az Euler képlet szerint kell kiszámítani, és figyelembe kell venni az oszlop lábának korlátait (például csuklós vagy rögzített csatlakozásokat).
Csomópont kialakítása: Az alaplemez vastagságának meg kell felelnie a horgonycsavar kihúzási ellenállásának (az AISC specifikáció szerint kiszámítva), és 15% -os redundanciát kell fenntartania, hogy megbirkózzon a dinamikus terhelésekkel.
Specifikációs követelmények
Kövesse az AISC 360 (USA) vagy a GB 50017 (Kína) standardot, az oszlop karcsúsági arányát (λ) 200 -ban kell ellenőrizni az instabilitás kockázatának megakadályozása érdekében.
Acélgerendák tervezése és alkalmazása
Kiválasztási stratégia
I-gerendák: olcsó, könnyű feldolgozás, könnyű műhelyekhez (például elektronikus összeszerelő vonalak).
Rácsos gerendák: Jelentős gazdasági előnyök, ha a tartomány meghaladja a 30 m -et (például a logisztikai raktárak), és a holttest 50%-kal csökken.
Kompozit gerendák (acélgerendák betonlapok): Javítsa a padló merevségét, alkalmas nehéz berendezések műhelyeihez.
Összeköttetési technológia
Nagy szilárdságú csavarcsatlakozások (például 10.9. Osztály): Nagy nyírási kapacitás, alkalmas a gyakori szétszereléssel rendelkező műhelyekhez.
Hegesztett csomópontok: Közvetlen erő átvitel, de a hegesztés minőségének észleléséhez UT hiba -észlelésre van szükség.
A raktár/műhely szerkezetének kialakításának kulcsfontosságú pontjai
Hely optimalizálás
A gazdasági oszlop távolsága általában 8-12 m, és a helyfelhasználási arány 30% -kal növelhető, ha a felfüggesztett polcrendszerrel kombinálják.
Speciális terhelési válasz
Crane Beam kialakítása: A dinamikus terhelési együttható 1,5, és a fáradtság kiszámítása a bányász kritériumán alapul, amelynek kumulatív károsodása ≤1.
Regionális éghajlat: A hóterheléseket (≥0,7 KN/m²) az északi raktárakban kell figyelembe venni, és a part menti területeken a szélterheléseket 50 éves szélsebesség alapján számítják ki.
Védőintézkedések
Tűzvédelem: Az izzó tűzoltó bevonatok permetezése (a tűzállóság határérték ≥2 óra), vagy beton felhasználása az acél alkatrészek becsomagolására.
Korrózióvédelem: Az S355J2W időjárási acél a tengeri környezetben részesül előnyben a karbantartási gyakoriság csökkentése érdekében.
Építés és költségkezelés
Előfabályozás és telepítés
Használja a BIM technológiát az alkatrészek felosztásának optimalizálására és a helyszíni hegesztési pontok 50%-kal történő csökkentésére. A teljes állomás helymeghatározására az emelés során, és a vertikális eltérés ≤H/1000.
Költség -összehasonlítás
Az acélszerkezet kezdeti beruházása 10–15% -kal magasabb, mint a betoné, de a rövidített építési periódus által okozott működési előnyök ellensúlyozhatja az árkülönbséget. Példaként egy hideg láncú raktárt, amely az acélszerkezeti megoldás 5 éven belül elérheti a költségmegtakarítást.
Esettanulmány: Az Amazon Logisztikai Központ acélszerkezeti gyakorlata
Projekt áttekintése
A tartomány 40 m, az oszlop távolsága 12 m, a H-alakú acél oszlop rácsos gerendarendszert alkalmazzák, és a padlóterhelés 5KN/m².
Technológiai innováció
Használja a Tekla szoftvert a csomópont kialakításának optimalizálására és az acélfogyasztás 12%-kal történő csökkentésére.
Vezesse be az intelligens megfigyelő rendszert, amely a gerendák és oszlopok stresszváltozásainak valós időben történő nyomon követésére szolgál.
Tapasztalati összefoglaló
Fenntartani kell a berendezések emelő csatornáit a tervezésben, és kerülni kell az acélgerendák és a szellőztetőcsatornák közötti térbeli konfliktusokat.
A jövőbeli trendek
Anyagi innováció
Az S690 ultra-magas szilárdságú acél (690mPa hozamszilárdság) 25%-kal csökkentheti az alkatrészek súlyát, és a Tesla Super Factory-ban pilótaként.
Digitalizálás és automatizálás
A BIM robot hegesztési technológiája ± 2 mm-en belül vezérli a hibát, és megvalósítja az adatok penetrációját a tervezés-termelési konstrukció során.
Szén -semleges út
Az elektromos ívkemence acélgyártásának elősegítése (a szén-dioxid-kibocsátás 75% -kal alacsonyabb, mint a hagyományos kupolák), és fedezze fel az acél-fa hibrid szerkezeteket a megtestesített szén csökkentése érdekében.
Acéloszlopok és gerendák nagy szilárdságuk, rugalmasságuk és fenntarthatóságuk miatt a modern ipari épületek csontvázává váltak. A jövőben az intelligens tervezés, az anyaginnováció és a zöld konstrukció révén az acélszerkezetek tovább erősítik a raktárak és műhelyek hatékony és alacsony szén-dioxid-kibocsátású fejlesztését.
