Vooraf ontworpen metalen gebouwen (PEMB) zijn constructies die in een fabriek worden ontworpen, vervaardigd en geassembleerd voordat ze naar de bouwpla...
LEES MEERVooraf ontworpen metalen gebouwen (PEMB) zijn constructies die in een fabriek worden ontworpen, vervaardigd en geassembleerd voordat ze naar de bouwpla...
LEES MEERVooraf ontworpen metalen gebouwen (PEMB) zijn een game changer geworden in de bouwsector, vooral in commerciële, industriële en magazijntoepas...
LEES MEERMetalen bouwconstructie wordt al lang in verband gebracht met industriële, commerciële en agrarische toepassingen. Stalen frames, metalen panele...
LEES MEERIn de mondiale industriële zones is Metalen bouwconstructie oplossingen vervangen steeds vaker traditionele gebouwen van beton en metselwerk. M...
LEES MEERDe moderne bouwsector zoekt voortdurend naar kosteneffectieve, duurzame en flexibele oplossingen voor industriële en commerciële projecten. Onder de verschil...
LEES MEERMetalen bouwconstructie is een hoeksteen van de moderne constructie geworden vanwege zijn veelzijdigheid, duurzaamheid en efficiëntie. In tegens...
LEES MEERIn de afgelopen jaren Metalen bouwconstructies zijn hun traditionele rol in industriële en commerciële projecten voorbijgegaan en worden nu een...
LEES MEERVerbetering van de duurzaamheid en veiligheid met metalen bouwconstructies in zware omgevingen In de moderne bouw is Metalen bouwconstructie ...
LEES MEERMetalen bouwconstructies zijn een populaire keuze geworden voor residentiële, commerciële en industriële projecten vanwege hun duurzaamheid, kos...
LEES MEERAls professionele fabrikant van staalconstructies streven wij ernaar hoogwaardige en veelzijdige staalconstructieoplossingen te bieden op het gebied van Productie van staalconstructies . De belangrijkste gemeenschappelijkheid van dit type product ligt in het uitstekende draagvermogen, de snelle constructie-eigenschappen en de duurzaamheidsvoordelen, en wordt veel gebruikt in industriële installaties, opslagcentra, commerciële voorzieningen en openbare gebouwen. De hoogtepunten van Steel Structure Manufacturing zijn onder meer: het gebruik van hoogwaardig staal om een lichtgewicht ontwerp te bereiken, waardoor de funderingskosten aanzienlijk worden verlaagd; geprefabriceerde componenten om een nauwkeurige montage te garanderen en de bouwtijd met meer dan 50% te verkorten; door middel van corrosiewerende coatings en een seismisch structureel ontwerp garandeert het een levensduur van meer dan 50 jaar. Als toonaangevende fabrikant van stalen gebouwen integreren we digitale modellering en geautomatiseerde productietechnologie om klanten one-stop-diensten op maat te bieden, van ontwerp tot installatie, om te voldoen aan de uiteenlopende behoeften op het gebied van brandbeveiliging, energiebesparing, grote overspanningen, enz., en om de efficiëntie- en betrouwbaarheidsnormen van moderne gebouwen opnieuw te definiëren.
Staalconstructie is een technisch constructiesysteem dat bestaat uit staal (voornamelijk stalen platen, stalen profielen, enz.) door middel van lassen, bouten, enz. Het is een van de belangrijkste ondersteunende technologieën in moderne gebouwen, bruggen, industriële faciliteiten en andere gebieden.
1. Kenmerken van het kernmateriaal: uitstekende prestaties van staal
Hoge sterkte en lichtgewicht:
Staal heeft een extreem hoge sterkte-gewichtsverhouding, wat betekent dat de staalconstructiecomponenten bij dezelfde belasting een kleinere doorsnede en een lager gewicht hebben. Hierdoor kunnen staalconstructies gemakkelijk grotere ruimtes overspannen, worden de funderingslasten verminderd en worden de transport- en hijskosten verlaagd.
Typische indicatoren: De vloeigrens van gebruikelijk constructiestaal (zoals Q355) ligt gewoonlijk boven 345 MPa, wat veel hoger is dan die van beton.
Uitstekende ductiliteit en taaiheid:
Staal kan aanzienlijke plastische vervorming ondergaan zonder onmiddellijke breuk na het bereiken van de vloeigrens, en heeft een goede ductiliteit.
Bij lage temperaturen of impactbelasting kan staal van hoge kwaliteit nog steeds het vermogen behouden om weerstand te bieden aan breuk, dat wil zeggen een hoge taaiheid (zoals gegarandeerd door impacttests). Deze twee punten zijn de sleutel tot de superieure seismische prestaties van staalconstructies.
Uniform materiaal, stabiele en betrouwbare prestaties:
Het staal geproduceerd door de moderne staalindustrie heeft zeer uniforme materiaal- en stabiele mechanische eigenschappen, die beter aan de berekeningsaannames kunnen voldoen en de ontwerpresultaten betrouwbaarder kunnen maken.
Efficiënte prefabricage in de fabriek:
De componenten worden voornamelijk nauwkeurig gesneden, van gaten voorzien en gelast in fabrieken met een hoge mate van automatisering (fabrieksprefabricage), met eenvoudige kwaliteitscontrole, hoge efficiëntie en weinig weersinvloeden.
Groot modulair potentieel, eenvoudig te demonteren en complexe structuren te monteren.
Recycleerbaarheid en duurzaamheid:
Staal is een 100% recyclebaar materiaal met een hoog recyclingpercentage zonder de materiaalprestaties te verminderen, wat in lijn is met het concept van groen bouwen en de circulaire economie.
2. Belangrijkste structuurvormen en toepassingsscenario's
Framestructuur:
Samenstelling: Balken (horizontaal dragend) en kolommen (verticaal dragend) zijn verbonden door starre knooppunten (lassen, bouten).
Kenmerken: Flexibele ruimte-indeling en sterk anti-lateraal verplaatsingsvermogen.
Toepassing: Hoogbouw/superhoge gebouwen (stalen kernbuisframe), kantoorgebouwen, winkelcentra, sporthallen, industriële installaties (meerdere/enkele verdiepingen), hangars.
Bundelstructuur:
Samenstelling: Een vlak of ruimtelijk roostersysteem bestaande uit rechte staven (akkoorden, lijven) die aan de uiteinden scharnierend of star verbonden zijn.
Kenmerken: De kracht is voornamelijk axiale kracht (spanning/compressie), de materiaalgebruiksefficiëntie is extreem hoog en kan een grote overspanning overspannen.
Toepassing: daken met grote overspanningen (gymnasiums, tentoonstellingscentra), bruggen (vakwerkbruggen), torens (zendmasten, kranen), podiumverlichtingsrekken.
Raster/net schaalstructuur:
Samenstelling: Een groot aantal staven (stalen buizen, stalen profielen) zijn verbonden door knooppunten volgens een specifieke rasterregel (vlak raster of gebogen netschaal).
Kenmerken: Uitstekende ruimtelijke krachtprestaties, grote algehele stijfheid, lichtgewicht, rijke en mooie vorm.
Toepassing: grote stadions (koepel), luchthaventerminals, luifels van hogesnelheidstreinstations, grote tentoonstellingshallen, speciaal gevormde daken van gebouwen.
Spanningsstructuur (ondersteuning van staalconstructie vereist):
Samenstelling: Gebruik zeer sterke staalkabels of trekstangen om voorspanning aan te brengen onder de steun van het skelet van de staalconstructie (mast, boog, ringbalk) om een stabiele vorm te vormen.
Kenmerken: De structuur is uiterst efficiënt, licht en transparant en kan complexe vormen bereiken met supergrote overspanningen.
Toepassing: Kabelkoepel, groot kabel-/kabeldak, ondersteuningssysteem voor membraanstructuur.
Boogstructuur:
Samenstelling: Een gebogen structuur die voornamelijk axiale druk draagt.
Kenmerken: Het kan volledig gebruik maken van de drukeigenschappen van het materiaal, heeft een sterk spanvermogen en een mooi uiterlijk.
Toepassing: Bruggen, grote entrees/atria van gebouwen, industriële tanktops.
3. Belangrijke ontwerpprocessen en kernpunten
Schema en conceptueel ontwerp:
Bepaal het structurele systeem (frame? vakwerk? raster?), houd rekening met de bouwfunctie, overspanning, belasting, economie en haalbaarheid van de constructie.
Voorlopige schatting van de omvang van de belangrijkste componenten.
Belastinganalyse:
Permanente belasting: draagvermogen constructie, gewicht vaste uitrusting.
Variabele belastingen: belasting van de vloer, belasting van het dak (sneeuwbelasting/onderhoudsbelasting), windbelasting (uiterst belangrijk), aardbevingsbelasting (uiterst belangrijk), kraanbelasting, temperatuurbelasting, etc.
Belastingcombinatie: Beschouw de meest ongunstige combinatie van verschillende belastingen die tegelijkertijd voorkomen volgens de vereisten van de specificatie.
Structurele analyse en berekening:
Gebruik principes van structurele mechanica en eindige-elementensoftware (zoals SAP2000, ETABS, Midas, Tekla Structures, enz.) om interne krachten (buigmoment, schuifkracht, axiale kracht) en vervorming (verplaatsing) te berekenen.
Stabiliteitsanalyse: bijzonder kritisch! Besteed aandacht aan de knikstabiliteit van de algehele structuur (laterale verplaatsing) en componenten (axiale compressie, buigcomponenten) (elastisch van de eerste orde, P-Δ-analyse van de tweede orde).
Componentontwerp:
Sterkteontwerp: Zorg ervoor dat onder verschillende interne krachtcombinaties de spanning van de componentsectie (spanning, compressie, buiging, afschuiving, torsie en hun combinaties) voldoet aan de vereisten van de specificatie (zoals de grenstoestandontwerpmethode).
Stijfheidsontwerp: Beheers structurele vervorming (zoals doorbuiging van de balk en zijdelingse verplaatsing van de kolom) binnen het toegestane bereik om het comfort en de veiligheid van niet-structurele componenten te garanderen.
Knooppuntontwerp: het allerbelangrijkste! Knooppunten zijn de belangrijkste onderdelen voor het overbrengen van interne krachten. Het ontwerp moet duidelijk het pad definiëren voor het overbrengen van buigmoment, schuifkracht en axiale kracht om te voldoen aan de vereisten van sterkte, stijfheid en ductiliteit. Veel voorkomende knooppuntvormen: gelaste knooppunten (stijve verbinding), zeer sterke geboute knooppunten (scharnierende of halfstijve verbinding), met bouten gelaste gemengde knooppunten. Het ontwerp moet voldoen aan de eisen van de standaardbouw.
Verbindingsontwerp: het is een uitbreiding van het componentontwerp om een betrouwbare verbinding tussen componenten te garanderen. Bereken de grootte van lassen of het aantal, de specificaties en de lay-out van bouten.
Vuurvast ontwerp: staal heeft een slechte brandwerendheid (kritische temperatuur ~550℃). Er moeten beschermende maatregelen worden genomen (brandwerende coatings, brandwerende plaatbekledingen, betonverpakkingen, waterkoelingssystemen, enz.) om ervoor te zorgen dat de componenten voldoen aan de gespecificeerde brandweerstandseisen.
Anticorrosief ontwerp: staal is gevoelig voor roest bij blootstelling aan lucht of vochtige omgevingen. Corrosiewerende oplossingen voor de lange termijn moeten worden geselecteerd op basis van het corrosieniveau in de omgeving: thermisch verzinken, corrosiewerende coatings door spuiten (primer, tussenverf, toplaag), boogspuiten zink/aluminium, enz.
Bouwtekening diepgaand ontwerp (BIM-applicatie):
Op basis van de ontwerptekeningen worden gedetailleerde componentsplitsingen, knooppuntdetailontwerpen en materiaallijststatistieken uitgevoerd.
BIM-technologie (zoals Tekla Structures) is de kerntool voor modern diepgaand ontwerp, waarmee 3D-modellering, botsingsdetectie, automatisch tekenen en CNC-verwerkingsgegevens worden gerealiseerd, waardoor de nauwkeurigheid en efficiëntie aanzienlijk worden verbeterd.
4. Kernpunten van productie en installatie
Fabrieksproductie:
Materiaalkeuring: Staal, lasmaterialen, bouten etc. dienen voorzien te zijn van een conformiteitsattest en indien nodig herkeuring.
Lofting en snijden: CNC-snijden wordt gebruikt om nauwkeurigheid te garanderen.
Gaten maken: CNC-boormachines worden gebruikt om boutgaten met hoge precisie te bewerken.
Montage en lassen: het wordt uitgevoerd op een speciaal bandenframe en het lassen wordt strikt uitgevoerd in overeenstemming met de lasproceskwalificatiespecificatie (WPS) om lasvervorming te beheersen. Na het lassen wordt indien nodig niet-destructief onderzoek (UT/RT/MT/PT) uitgevoerd.
Correctie: Mechanische of vlamcorrectie van lasvervormingen.
Oppervlaktebehandeling en schilderen: Roestverwijdering (bereik Sa2,5- of St3-niveau) zoals vereist, spuit anticorrosieve verf.
Voormontage: voormontage in de fabriek van complexe knooppunten of transporteenheden om de grootte en nauwkeurigheid van de pasvorm te verifiëren.
Installatie ter plaatse:
Acceptatie van funderingen: Zorg voor de nauwkeurigheid van de positie en hoogte van ingebedde ankerbouten of steunen.
Hijsen: Selecteer de juiste hijsuitrusting (torenkraan, vrachtwagenkraan, rupskraan) en methoden (hijsen van stukken, algemeen heffen, schuiven, opvijzelen) op basis van de grootte, het gewicht en de omstandigheden ter plaatse van de componenten.
Meting en correctie: controleer de verticale ligging van de kolom, de horizontale ligging, de hoogte en de totale asgrootte van de ligger gedurende het hele proces. Gebruik precisie-instrumenten zoals total station, theodoliet en waterpas.
Aansluiting en bevestiging:
Zeer sterke boutverbinding: Volg strikt de voorschriften voor het initieel aandraaien en het eindaandraaien (koppelmethode of hoekmethode) om ervoor te zorgen dat de voorspanning aan de norm voldoet. Behandeling en bescherming van het wrijvingsoppervlak zijn essentieel.
Lassen op locatie: Lassen moet worden uitgevoerd door gekwalificeerde lassers in overeenstemming met WPS in een geschikte omgeving (winddicht, regendicht en sneeuwdicht), en na het lassen moeten indien nodig niet-destructieve tests worden uitgevoerd.
Brandwerend/corrosiewerend opnieuw coaten: Repareer de beschadigde delen van de coating tijdens transport en hijsen. De constructie van de brandvertragende coating wordt voltooid na installatie (als het ter plaatse wordt gebouwd).
5. Voordelen en uitdagingen
Kernvoordelen:
Hoge sterkte en lichtgewicht (vermindert funderingskosten).
Prefabricage in de fabriek, controleerbare kwaliteit, hoge bouwsnelheid (verkorting bouwtijd).
Recyclebare materialen, groen en milieuvriendelijk.
Kleine doorsnede van componenten en grote effectieve ruimte.
Goede ductiliteit en uitstekende seismische prestaties.
Geschikt voor gebouwen met grote overspanningen, hoogbouw, zware lasten en gebouwen met een complexe vorm.
Uitdagingen:
Materiaalkosten: De eenheidsprijs van staal is doorgaans hoger dan die van beton (maar er moet rekening worden gehouden met de algehele structurele efficiëntie en besparingen op de bouwperiode).
Brandveiligheidseisen: Er moeten extra kosten worden geïnvesteerd voor brandbeveiliging.
Anticorrosievereisten: Anticorrosiecoatings moeten regelmatig worden onderhouden.
Stabiliteitsproblemen: Dunwandige componenten zijn gevoelig voor instabiliteit, dus er moet speciale aandacht aan worden besteed tijdens het ontwerp.
Geluid en trillingen: Bij bepaalde belastingen (zoals bij voetgangersbruggen) kunnen geluidsproblemen optreden en is een comfortontwerp vereist.
Hoge professionele eisen: Hoogwaardige professionals en strikt kwaliteitsmanagement zijn vereist in alle aspecten van ontwerp, productie en installatie.
6. Klassieke voorbeelden
Gebouwen: Eiffeltoren (Parijs, Frankrijk), Empire State Building (New York, VS), Taipei 101 (Taiwan, China), CCTV-hoofdkwartiergebouw (Beijing, China), Shanghai Tower (Shanghai, China), Bird's Nest (Nationaal Stadion, Beijing, China), Sydney Opera House (Sydney, Australië - schaaldraagconstructie).
Bruggen: Golden Gate Bridge (San Francisco, VS - hangbrug), Hong Kong-Zhuhai-Macao-brug (China - stalen hoofdconstructie), Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge (China - stalen vakwerkboogbrug), Millau Viaduct (Frankrijk - brugtoren en stalen brugdekconstructie).
Industrie: Grote gebouwen van staalfabrieken, hoofdgebouwen/stalen ketelframes van thermische energiecentrales, grote opslagtanks (olietanks, LNG-tanks), offshore-olieplatforms.
Staalconstructies zijn een onmisbaar en belangrijk onderdeel geworden van moderne kunstwerken vanwege hun uitstekende materiaaleigenschappen, hoge structurele efficiëntie, hoge bouwsnelheid en ecologische duurzaamheid. Van wolkenkrabbers tot bruggen over de zee, van grote locaties tot precisiefabrieken, de toepassing van staalconstructies is overal, waardoor de grenzen en mogelijkheden van de menselijke architectuur voortdurend worden verlegd. Succesvolle staalconstructieprojecten zijn afhankelijk van een diepgaand inzicht in materiaaleigenschappen, redelijke structurele selectie, nauwkeurige ontwerpberekeningen (vooral knooppunten en stabiliteit), hoogwaardige productie en verfijnd installatiebeheer, evenals strikte controle van belangrijke schakels zoals brandpreventie en corrosiepreventie. Met de ontwikkeling van nieuwe materialen, nieuwe processen (zoals de toepassing van hoogwaardig staal, robotlassen, 3D-printonderzoek en diepgaande toepassing van BIM) en meer geavanceerde ontwerptheorieën zullen het potentieel en de expressiviteit van staalconstructies blijven verbeteren.