Na področju gradbenega inženiringa,jeklene konstrukcije, z njihovimi učinkovitimi mehanskimi lastnostmi in prilagodljivimi zmogljivostmi oblikovanja so postali ključna izbira za sodobno arhitekturo. Za začetnike je obvladovanje osnovnih strukturnih oblik in izbirno logiko jeklenih struktur ključno za odklepanje poklicnih priložnosti. Spodaj,Levibo sistematično razložil pet značilnih konstrukcij: lahki jekleni portalni okvirji, jekleni okvirji, jekleni omrežni okvirji, kabelske membranske konstrukcije in cevi.
Struktura jedra in značilnosti obremenitve
Portal Light SteelJeklena strukturaSestavljen je iz portalnega okvirja, sistema za purlin (c/z jeklo) in podpornega sistema, ki tvori ravninski sistem obremenitve. Njegova temeljna prednost je v njegovi spremenljivi zasnovi preseka, kjer so prerezi snopa in stolpcev optimizirani glede na notranje sile in dosegajo učinkovito izkoriščenost materiala. Uporaba lahkih valovitih jeklenih listov za strehe in stene zmanjša obremenitve temeljev za 40% -60% v primerjavi s betonskimi konstrukcijami.
Tipični scenariji aplikacije
Primerno je za industrijske zgradbe (lahke tovarne, skladišča in logistike) in komercialne objekte (razstavne dvorane in garaže) z enojnimi razponi 20-30 metrov in višine do 10 metrov. Gradnja traja le 4-8 tednov, stroški pa za 20% -30% nižji od betonskih konstrukcij.
Strukturne značilnosti in prednosti sistema
Prostorski sistem obremenitve, sestavljen iz jeklenih stebrov (jeklene/krožne jeklene cevi v obliki črke H), in jeklenih žarkov (jeklene/kompozitne žarke v obliki črke H), povezane s togimi spoji (popolnoma varjeni/vijak/varjeni hibrid), lahko sprejme velike prostore, ki presegajo 9 metrov. Z združevanjem artikuliranih sklepov s podpornim sistemom,Jeklena strukturase lahko prilagodljivo prilagodi različnim zahtevam za potresno utrdbo.
Veljavne vrste stavb
Večnadstropna reklama: 5-15-nadstropna pisarniška zgradba (na primer stavbe SOHO), s prosto deljivimi tlorisi za izpolnjevanje odprtih pisarnih.
Industrijske: težke delavnice (na primer obdelovalne delavnice), ki lahko sprejmejo nadzemne žerjave nad 50 ton.
Seizmično odporne zgradbe: njegova visoka duktilnost je najprimernejša struktura za območja, ki so nagnjena k potresu.
Geometrijska sestava in mehanske prednosti
Prostorski sistem za obremenitev, sestavljen iz jeklenih cevastih članov, povezanih s sferičnimi sklepi v vzorcu mreže, dosega uravnoteženo togost dvosmernega upogiba. Debelina ravne mreže je približno 1/10-1/15 razpona, medtem ko je dvig ukrivljene mreže 1/6-1/8 razpona. Skupna jeklena konstrukcija porabi le 30-50 kg/㎡ jekla.
Pomembne aplikacije
Športne zgradbe: stadioni (na primer zunanja podpornica ptičjega gnezda) in bazeni, ki pokrivajo ultra velike razpone 80-150 metrov.
Transportna vozlišča: letališki terminali (na primer streha prstov v Pekingu Daxing letališča), ki dosegajo prozorne prostore brez stolpcev.
Industrijski obrati: delavnice za proizvodnjo letal v povezavi s sistemom suspendiranega žerjava.
Sistemska struktura in načelo nosilca obremenitve
Struktura, sestavljena iz jeklenih kablov z visoko trdnostjo, napenjane membrane in podporna struktura, dosega stabilno, hiperbolično obliko s prednapetostjo. Membrana je debela le 0,5-1,5 mm in tehta manj kot 1 kg/㎡, vendar se ponaša z natezno trdnostjo 50-150 MPa. V kombinaciji s kabelsko mrežo omogoča nepodprte razpone, ki presegajo 200 metrov.
Inovativna področja uporabe
Krajinska arhitektura: nadstreški stadiona, komercialni nadstreški plaz
Eko-arhitektura: Botanične vrtne rastlinjake (Eden Project, UK), pri čemer uporablja visoko prepustnost svetlobe (95%) filma ETFE za zagotavljanje naravne razsvetljave
Začasna arhitektura: velike razstavne dvorane (World Expo National Pavilions), odstranljive in za večkratno uporabo
Strukturne značilnosti in materialne prednosti
Krožne jeklene cevi so povezane s sekačimi varjenimi vozlišči ali ploščami Gusset, da tvorijo tipkoJeklena strukturaSistem za obremenitev. Požiranje togosti odseka jeklene cevi je 30% -50% večje kot pri jeklom H, zaprti odsek pa ponuja odlično korozijsko odpornost, zaradi česar je še posebej primeren za vlažno/korozivno okolje.
Raznoliki scenariji aplikacij
Industrijske obrati: strehe težkih strojev (razprostira 40-60 metrov), ki lahko prenesejo suspendirane obremenitve, ki presegajo 30 ton.
Most Engineering: Highway Truss Bridges (na primer gutijski most v Wuhanu), z razprostirjem do 150 metrov in 60 -odstotno zmanjšanje teže v primerjavi z betonskimi mostovi.
Razstavne zgradbe: Razstavne dvorane z velikimi razponi (na primer kantonski sejemski kompleks) dosegajo čisto, estetsko prijetno zasnovo s pravokotnimi cevmi.
