Under baggrunden for hurtig udvikling af moderne industri og logistik er lagre og workshops kernefirmaerne for produktion og opbevaring, og deres strukturelle design skal tage hensyn til effektivitet, sikkerhed og økonomi. Stålstruktur er blevet den foretrukne løsning for sådanne bygninger på grund af dens fremragende mekaniske egenskaber og konstruktionseffektivitet. Som de vigtigste bærende komponenter påvirker design og udvælgelse af stålkolonner og stålbjælker direkte stabiliteten og levetiden for den overordnede struktur. Denne artikel vil systematisk analysere anvendelsen af stålsøjler og stålbjælker i lagre/workshops fra materialegenskaber, designspecifikationer til faktiske tilfælde.
Kernefordele ved stålstruktur
Materielle egenskaber
Den høje styrke (udbyttestyrke kan nå mere end 345MPa) og lette egenskaber ved stål kan reducere komponenternes tværsnitsstørrelse og frigive mere bygningsrum. For eksempel er inertiens sektionsmoment af H-formede stålkolonner bedre end betonsøjler, og trykkapaciteten øges med mere end 30%. Derudover udvider den seismiske ydelse af stål (duktilitetskoefficient ≥3) og fabriks-præfabrikerede korrosionsbestandige belægninger (såsom varm-dip galvanisering) yderligere levetiden for strukturen.
Økonomi og effektivitet
Den modulære design af stålstruktur muliggør hurtig installation. Når man tager et bestemt værksted for bilproduktion som et eksempel, vedtager det et præfabrikeret stålstrålesøjle-system, og konstruktionsperioden forkortes med 40% sammenlignet med traditionelle betonstrukturer. På samme tid overstiger stålgenvindingsgraden 90%, og omkostningerne til livscyklus reduceres med 20%-30%.
Bæredygtighed
I overensstemmelse med grønne bygningsstandarder (såsom LEED-certificering) er kulstofemissionerne i bygninger i stålstrukturen 35% lavere end beton, og byggeaffald kan genanvendes, hvilket er i tråd med tendensen til lavkulstoføkonomi.
Design og påføring af stålkolonner
Type valg og gældende scenarier
H-formede stålkolonner: Velegnet til mellemrumspændinger (såsom 24 m span), med stærk webskæremodstand og let forbindelse med stålbjælkebolte.
Kassetypekolonner: Mest brugt i storspændende workshops (såsom flyvedligeholdelseshangarer) med fremragende tværsnitsafslutningsegenskaber og torsionsbestandighed.
Cirkulære rørkolonner: Velegnet til udsatte design (såsom kunstudstillingshaller) med lav vindmodstandskoefficient og enkelt udseende.
Nøgle designparametre
Axial belastning og knækanalyse: Den kritiske belastning skal beregnes i henhold til Euler -formlen, og kolonnens fodbegrænsninger (såsom hængslede eller faste forbindelser) skal overvejes.
Knude-design: Tykkelsen af bundpladen skal opfylde udtræksmodstanden for ankerbolten (beregnet efter AISC-specifikationen) og reserver 15% redundans for at tackle dynamiske belastninger.
Specifikationskrav
Følg AISC 360 (USA) eller GB 50017 (Kina) -standarden, kolonnen slankhed (λ) skal kontrolleres inden for 200 for at forhindre risikoen for ustabilitet.
Design og påføring af stålbjælker
Udvælgelsesstrategi
I-bjælker: lave omkostninger, let behandling, egnet til lette workshops (såsom elektroniske samlebånd).
Trussestråler: Betydelige økonomiske fordele, når spændvidden overstiger 30 m (såsom logistiklager), og dødvægt reduceres med 50%.
Sammensatte bjælker (stålbjælker betonplader): Forbedre gulvstivhed, velegnet til værksteder med tungt udstyr.
Forbindelsesteknologi
Boltforbindelser med høj styrke (såsom grad 10.9): Høj forskydningsbærekapacitet, egnet til workshops med hyppig adskillelse.
Svejsede knudepunkter: Direkte kraftoverførsel, men UT -fejldetektion er påkrævet for at detektere svejsens kvalitet.
Nøglepunkter for lager/workshopstrukturdesign
Rumoptimering
Den økonomiske søjleafstand er normalt 8-12 m, og rumudnyttelsesgraden kan øges med 30%, når det kombineres med det suspenderede hyldesystem.
Særlig belastningsrespons
Crane Beam Design: Den dynamiske belastningskoefficient er 1,5, og beregningen af træthed er baseret på minerkriteriet for kumulative skader ≤1.
Regionalt klima: Snebelastninger (≥0,7 kN/m²) skal overvejes for lagre i nord, og vindbelastninger i kystområder beregnes baseret på en 50-årig vindhastighed.
Beskyttelsesforanstaltninger
Brandbeskyttelse: Sprøjtning af intumescent brandhæmmende belægninger (brandbestandighedsgrænse ≥2 timer) eller ved hjælp af beton til indpakning af stålkomponenter.
Korrosionsbeskyttelse: S355J2W Vejrstål foretrækkes i marine miljøer for at reducere vedligeholdelsesfrekvensen.
Konstruktion og omkostningsstyring
Præfabrikation og installation
Brug BIM-teknologi til at optimere komponentopdeling og reducere svejsepunkter på stedet med 50%. Total stationspositionering er påkrævet under hejsning, og afvigelsen af lodrethed er ≤H/1000.
Omkostningssammenligning
Den oprindelige investering af stålstruktur er 10% -15% højere end beton, men de driftsydelser, der er bragt af den forkortede konstruktionsperiode, kan udligne prisforskellen. Ved at tage et koldkæde -lager som eksempel kan stålstrukturopløsningen opnå omkostningsgenvinding inden for 5 år.
Casestudie: Stålstrukturpraksis for Amazon Logistics Center
Projektoversigt
Spanen er 40 m, søjleafstanden er 12 m, det H-formede stålsøjlestrussystem er vedtaget, og gulvbelastningen er 5 kN/m².
Teknologisk innovation
Brug TEKLA -software til at optimere nodedesignet og reducere stålforbruget med 12%.
Indfør et intelligent overvågningssystem for at spore stressændringerne af bjælker og søjler i realtid.
Oplev oversigt
Det er nødvendigt at reservere udstyr, der hejser kanaler i designet og undgå rumlige konflikter mellem stålbjælker og ventilationskanaler.
Fremtidige tendenser
Materiel innovation
S690 Ultrahøj styrke stål (udbyttestyrke 690MPa) kan reducere vægten af komponenter med 25%og er blevet piloteret i Tesla Super Factory.
Digitalisering og automatisering
BIM Robot Welding Technology styrer fejlen inden for ± 2 mm og realiserer dataindtrængning i hele designproduktion-konstruktionsprocessen.
Kulstofneutral sti
Fremme elektrisk bueovnstålfremstilling (kulstofemissioner er 75% lavere end traditionelle højovne), og udforsk stål-træ-hybridstrukturer for at reducere legemliggjort kulstof.
Stålsøjler og bjælker er blevet skelettet for moderne industribygninger på grund af deres høje styrke, fleksibilitet og bæredygtighed. I fremtiden, gennem intelligent design, materiel innovation og grøn konstruktion, vil stålstrukturer yderligere fremme effektiv og lav-kulstofudvikling af lagre og workshops.
