Комплексное руководство по строительству каркаса портала: функции, дизайн, компоненты, типы, приложения

Абстрактный

Для современных промышленных и коммерческих зданий, требующих больших беспрепятственных пространств, ведущее решение портального рамы является ведущим решением. Его сборные колонны и балки на крыше позволяют легким конструкциям, прозрачным пролетам, оптимизированным макетам и ускоренной конструкции.

Что такое портальная рама здания?

Здание каркаса порталаявляется широко используемым типом стальной структуры, известный своей простотой и эффективностью. Обычно он состоит из двух конечных колонн и горизонтальной балки крыши, образуя жесткую раму. Пролет может достигать от 15 до 50 метров. Жесткие соединения от пучка к колонну передают силу изгиба с колоннами, тем самым уменьшая размер поперечного сечения стальных балок и обеспечивая большие пролеты.

Эта большая возможность делает портальные рамочные здания идеальными для складов, самолетов, спортивных сооружений и других конструкций с открытым пространством.

Ключевые функции портальных рамок зданий

• Жесткие соединения: жесткая рама между стальными балками и колоннами позволяет рамке портала выдерживать силы и боковые нагрузки.
• Большие и открытые пространства: эта функция не только создает достаточно оперативного пространства, но и облегчает транспортировку и поворот длинных транспортных средств.
• Надежный фундамент: Помимо использования железобетонных фундаментов, портальные рамки используют лучи и колонны с переменной сечением с жесткими соединениями для обеспечения превосходного сопротивления против переворачивания и скользящих сил, обеспечивая структурную стабильность и долговечность.

Проектные соображенияa Стальной портальный здание

Варианты материалов

Хотя строительные нормы и правила и стандарты могут варьироваться в зависимости от региона, портальные кадры, как правило, строятся с использованиемконструкционная стальиливысокая сильная сталь с низкой сплавкой (HSLA)Полем Обычно используемые стальные оценки включают в себя:

Расстояние и расстояние между столбцами

Прозрачный пролет и расстояние между столбцами являются ключевыми факторами в конструкции здания каркаса стального портала. Поскольку они напрямую влияют на потребление стали, затраты и общую структурную эффективность. Как правило, расстояние между столбцами колеблется от 6 до 12 метров. Для заводов с длинной стальной структурой, интервал между колоннами 7,5 м является идеальным, в то время как для складов портальных рамок для малого или среднего размера расстояние между колоннами 6-6,5 м является более экономичным. В следующей таблице указаны рекомендуемые пролеты и соответствующие оптимальные расстояния между столбцами:

>>>Узнайте больше об идеальном интервале и расстоянии между колоннами для построения каркаса портала

Различные нагрузки

Строительство рамы портала должно быть разработано, чтобы противостоять ряду статических и динамических нагрузок, чтобы обеспечить безопасность и производительность конструкции. Эти нагрузки включают в себя:

• Ветровые нагрузки, которые оказывают боковое давление на структуры
• Снежные нагрузки, которые добавляют вертикальный вес на крышу
• Сейсмические нагрузки, которые генерируют боковые силы во время землетрясений

Компоненты структуры рамы портала

Структура портального кадрского здания обычно делится на первичные и вторичные структурные системы. Вместе эти две системы образуют полную структуру, обеспечивая общую поддержку, стабильность и распределение нагрузки.

Основные структурные компоненты

 

Стальные колонны

 

Это вертикальные элементы, несущие нагрузку, которые переносят крышу и структурные нагрузки на фундамент. Общие типы включают в себя: I-сечение, H-сечение, бокс-сечение и стальные колонны поперечной формы. Сплошные стальные колонны имеют значительные преимущества в способности подшипника, жесткости и пластичности.

 

Стальные балки (стропила)

 

Также известные как балки на крыше, они охватывают между колоннами, чтобы сформировать жесткую раму портальной структуры. Обычно изготовленные из углеродистой стали, эти балки предназначены для сопротивления вертикальным нагрузкам и способствуют боковой стабильности здания.

 

База столбца

 

База столбца (подключение к ногам) является критическим компонентом структуры каркаса портала, обеспечивающей общую стабильность. Он служит ключевым соединением переноса нагрузки, помогая противостоять переворачиванию сил и бокового смещения, одновременно предотвращая локальную нестабильность и деформацию.

Вторичные структурные компоненты

 

Purlins & Girts

 

ОбаПурлины и Гарты горизонтальные элементы конструкции, которые поддерживают крышу и настенные панели. Обычно изготовлены из стальных участков с холодным C или Z. Z purlins используются более широко и предлагают превосходную грузоподъемность. Расстояние пурлинов, как правило, между 1,4-1,5 м.

 

Связывание систем

 

Bracing обеспечивает боковую стабильность и перенос нагрузки на протяжении всей структуры. Продольные завязывания распределяют горизонтальные силы, в то время как угловые скобки помогают предотвратить местное изгиб балок I-сечения путем ограничения внешнего фланца.

 

Облицовка крыши и стены

 

Панели крыши и облицовка на стенах образуют корпус здания портального рамы и защищают от климатических элементов, таких как ветер, дождь и снег. Оболочка обычно прикреплена к пурлинам и закробам с использованием высокопрочных структурных болтов. Настенные панели могут быть сэндвич -панелями или профилированными одиночными простынями, в то время как панели крыши часто используют профилированные листы или листы из ПВХ. Сэндвич -панели (такие как стеклянные шелковые панели и каменные шерстяные панели) идеально подходят для конструкций, требующих изоляции и тепловых характеристик.

 

Лучи крана

 

Многие склады, мастерские, мастерские и заводы промышленного портала требуют накладных кранов или подъемного оборудования для обработки материалов. Балки крана и их вспомогательные кронштейны должны быть адаптированы заранее в соответствии с конкретными потребностями каждой отрасли.

Типы портальных рам

Одноразмерный портальный кадр

Многоразмерная портальная рама

Стальная рама портала с мезонином

Привязанный портальный рамка

Рама портала на крыше

Моно-плютный портальный рамка

Рама портала крыши Mansard

Стальное здание из изогнутого стропила

Преимущества и недостатки портальных стальных каркасных зданий

Преимущества кадров портала конструкционной стали

Ограничения структур каркаса портала

Применение портальных кадров

• Склады

• логистика

• Гаражи и сараи

• Мастерские

• Фабрики

• Розничные магазины

• Самолетные ангары

Часто задаваемые вопросы