Som en professionel stålbygningsproducent er vi forpligtet til at levere højtydende og alsidige stålkonstruktionsløsninger inden for Fremstilling af stålkonstruktioner . Det centrale fællestræk for denne type produkter ligger i dens fremragende bæreevne, hurtige konstruktionsegenskaber og bæredygtighedsfordele, og er meget udbredt i industrianlæg, lagercentre, kommercielle faciliteter og offentlige bygninger. Højdepunkterne ved fremstilling af stålkonstruktioner inkluderer: brugen af højstyrkestål for at opnå letvægtsdesign, hvilket i høj grad reducerer fundamentomkostningerne; præfabrikerede komponenter for at sikre præcis montering og forkorte byggeperioden med mere end 50%; gennem anti-korrosionsbelægninger og seismisk strukturelt design garanterer den en levetid på mere end 50 år. Som en førende stålbygningsproducent integrerer vi digital modellering og automatiseret produktionsteknologi for at give kunderne one-stop tilpassede tjenester fra design til installation, imødekomme de forskellige behov for brandbeskyttelse, energibesparelse, store spændvidder osv., og omdefinere effektivitets- og pålidelighedsstandarderne for moderne bygninger.
Stålstruktur er et konstruktionssystem bestående af stål (hovedsageligt stålplader, stålsektioner osv.) gennem svejsning, boltning osv. Det er en af de centrale understøttende teknologier i moderne bygninger, broer, industrianlæg og andre områder.
1. Kernemateriale egenskaber: fremragende ydeevne af stål
Høj styrke og let vægt:
Stål har et ekstremt højt styrke-til-vægt-forhold, hvilket betyder, at stålkonstruktionskomponenterne, når de bærer samme belastning, har et mindre tværsnit og en lettere vægt. Dette gør det muligt for stålkonstruktioner nemt at spænde over større rum, reducere fundamentsbyrder og reducere transport- og hejseomkostninger.
Typiske indikatorer: Flydespændingen af almindeligt bygningskonstruktionsstål (såsom Q355) er normalt over 345 MPa, hvilket er meget højere end beton.
Fremragende duktilitet og sejhed:
Stål kan undergå betydelig plastisk deformation uden øjeblikkelig brud efter at have nået flydegrænsen og har god duktilitet.
Under lav temperatur eller slagbelastning kan højkvalitetsstål stadig bevare evnen til at modstå brud, det vil sige høj sejhed (såsom garanteret ved slagtest). Disse to punkter er nøglen til stålkonstruktioners overlegne seismiske ydeevne.
Ensartet materiale, stabil og pålidelig ydeevne:
Stålet produceret af den moderne stålindustri har meget ensartet materiale og stabile mekaniske egenskaber, som bedre kan opfylde beregningsforudsætningerne og gøre designresultaterne mere pålidelige.
Effektiv fabrikspræfabrikation:
Komponenterne er hovedsageligt præcist skåret, hullet og svejset i fabrikker med en høj grad af automatisering (fabrikspræfabrikation), med nem kvalitetskontrol, høj effektivitet og lille påvirkning fra vejret.
Stort modulopbygget potentiale, let at adskille og samle komplekse strukturer.
Genanvendelighed og bæredygtighed:
Stål er et 100 % genanvendeligt materiale med en høj genanvendelsesgrad uden at reducere materialeydelsen, hvilket er i tråd med konceptet om grøn bygning og cirkulær økonomi.
2. Vigtigste strukturelle former og anvendelsesscenarier
Rammestruktur:
Sammensætning: Bjælker (vandret bærende) og søjler (lodret bærende) er forbundet med stive noder (svejsning, bolte).
Funktioner: Fleksibel pladslayout og stærk anti-lateral forskydningsevne.
Anvendelse: Højhuse/superhøjhuse (rammerør i stålkonstruktion), kontorbygninger, indkøbscentre, gymnastiksale, industrianlæg (fler-/enetages), hangarer.
Truss struktur:
Sammensætning: Et plan- eller rumgittersystem sammensat af lige stænger (korder, baner) hængslet eller stift forbundet i enderne.
Funktioner: Kraften er hovedsageligt aksial kraft (spænding/kompression), materialeudnyttelseseffektiviteten er ekstrem høj, og den kan spænde over et stort spænd.
Anvendelse: Storspændte tage (gymnastiksale, udstillingscentre), broer (spærbroer), tårne (transmissionstårne, kraner), scenebelysningsstativer.
Net-/netskalstruktur:
Sammensætning: Et stort antal stænger (stålrør, stålsektioner) er forbundet med knudepunkter i henhold til en specifik gitterregel (plan gitter eller buet netskal).
Funktioner: Fremragende rumlig kraftydelse, stor samlet stivhed, let vægt, rig og smuk form.
Anvendelse: Store stadioner (kuppel), lufthavnsterminaler, højhastighedstogstationer, store udstillingshaller, specialformede bygningstage.
Spændingsstruktur (støtte af stålstruktur påkrævet):
Sammensætning: Brug højstyrke stålkabler eller spændestænger til at påføre forspænding under støtten af stålstrukturskelet (mast, bue, ringbjælke) for at danne en stabil form.
Funktioner: Strukturen er ekstremt effektiv, let og gennemsigtig og kan opnå komplekse former med super store spændvidder.
Anvendelse: Kabelkuppel, stort kabel-/stagkonstruktionstag, membranstrukturstøttesystem.
Bue struktur:
Sammensætning: En buet struktur, der hovedsageligt bærer aksialt tryk.
Funktioner: Det kan udnytte materialets kompressionsegenskaber fuldt ud, har stærk spændingsevne og smukt udseende.
Anvendelse: Broer, store bygningsindgange/atriumer, industrielle tanktoppe.
3. Nøgle designprocesser og nøglepunkter
Skema og konceptuelt design:
Bestem det strukturelle system (ramme? truss? gitter?), overvej bygningens funktion, spændvidde, belastning, økonomi og konstruktionsgennemførlighed.
Foreløbigt skøn over størrelsen af hovedkomponenterne.
Belastningsanalyse:
Permanent belastning: strukturens dødvægt, vægt af fast udstyr.
Variable belastninger: gulvbelastning, spændingsbelastning på taget (snelast/vedligeholdelsesbelastning), vindbelastning (ekstremt vigtig), jordskælvsvirkning (ekstremt vigtig), kranbelastning, temperaturpåvirkning osv.
Belastningskombination: Overvej den mest ugunstige kombination af forskellige belastninger, der optræder på samme tid i henhold til kravene i specifikationen.
Strukturel analyse og beregning:
Brug strukturmekaniske principper og finite element software (såsom SAP2000, ETABS, Midas, Tekla Structures osv.) til at beregne interne kræfter (bøjningsmoment, forskydningskraft, aksial kraft) og deformation (forskydning).
Stabilitetsanalyse: Særligt kritisk! Vær opmærksom på knækstabiliteten af den overordnede struktur (lateral forskydning) og komponenter (aksial kompression, bøjningskomponenter) (førsteordens elastik, andenordens P-Δ-analyse).
Komponentdesign:
Styrkedesign: Sørg for, at under forskellige interne kraftkombinationer, opfylder komponentsektionens spænding (spænding, kompression, bøjning, forskydning, torsion og deres kombinationer) kravene i specifikationen (såsom grænsetilstandsdesignmetoden).
Stivhedsdesign: Styr strukturel deformation (såsom bjælkeafbøjning og søjlesideforskydning) inden for det tilladte område for at sikre komfort og sikkerhed for ikke-strukturelle komponenter.
Nodedesign: Det vigtigste! Noder er nøgledelene til at overføre interne kræfter. Designet skal klart definere vejen for at overføre bøjningsmoment, forskydningskraft og aksial kraft for at opfylde kravene til styrke, stivhed og duktilitet. Almindelige nodeformer: svejsede noder (stiv forbindelse), højstyrke boltede noder (hængslet eller halvstiv forbindelse), boltsvejsede blandede noder. Designet skal opfylde kravene til standardkonstruktion.
Forbindelsesdesign: Det er en udvidelse af komponentdesign for at sikre pålidelig forbindelse mellem komponenter. Beregn størrelsen af svejsninger eller antallet, specifikationer og layout af bolte.
Brandsikkert design: Stål har dårlig brandmodstand (kritisk temperatur ~550 ℃). Der skal træffes beskyttelsesforanstaltninger (brandsikre belægninger, brandsikre pladebeklædninger, betonindpakning, vandkøleanlæg osv.) for at sikre, at komponenterne opfylder de specificerede brandmodstandsgrænsekrav.
Anti-korrosionsdesign: Stål er tilbøjeligt til at ruste, når det udsættes for luft eller fugtige omgivelser. Langsigtede anti-korrosionsløsninger bør vælges i henhold til det miljømæssige korrosionsniveau: varmgalvanisering, spray-korrosionsbeskyttende belægninger (primer, mellemmaling, topcoat), lysbuespray zink/aluminium mv.
Konstruktionstegning dybdegående design (BIM-applikation):
Ud fra designtegningerne udføres detaljeret komponentopdeling, nodedetaljedesign og materialelistestatistik.
BIM-teknologi (såsom Tekla Structures) er kerneværktøjet til moderne dybdegående design, som realiserer 3D-modellering, kollisionsdetektion, automatisk tegning og CNC-behandling af dataoutput, hvilket i høj grad forbedrer nøjagtigheden og effektiviteten.
4. Nøglepunkter for fremstilling og installation
Fabriksfremstilling:
Materialekontrol: Stål, svejsematerialer, bolte etc. skal have overensstemmelsesattest og eftersyn ved behov.
Lofting og skæring: CNC-skæring bruges til at sikre nøjagtighed.
Hulfremstilling: CNC-boremaskiner bruges til at behandle højpræcisionsboltehuller.
Montering og svejsning: Det udføres på en speciel dækramme, og svejsning udføres strengt i overensstemmelse med svejseproceskvalifikationsspecifikationen (WPS) for at kontrollere svejsedeformation. Efter svejsning udføres ikke-destruktiv test (UT/RT/MT/PT) efter behov.
Korrektion: Mekanisk eller flammekorrektion af svejsedeformation.
Overfladebehandling og maling: Rustfjernelse (når Sa2,5 eller St3 niveau) efter behov, spray anti-korrosionsmaling.
Formontering: Fabriksformontering af komplekse knudepunkter eller transportenheder for at verificere størrelse og tilpasningsnøjagtighed.
Installation på stedet:
Fundamentaccept: Sørg for nøjagtigheden af positionen og højden af indlejrede ankerbolte eller understøtninger.
Hejsning: Vælg passende hejseudstyr (tårnkran, lastbilkran, bæltekran) og metoder (stykløftning, samlet løft, glidning, donkraft) i henhold til komponenternes størrelse, vægt og forholdene på stedet.
Måling og korrektion: Kontroller søjlens vertikalitet, vandretheden, højden og den overordnede aksestørrelse af strålen gennem hele processen. Brug præcisionsinstrumenter som totalstation, teodolit og niveau.
Tilslutning og fiksering:
Højstyrkeboltforbindelse: Følg nøje reglerne for indledende tilspænding og endelig tilspænding (momentmetode eller vinkelmetode) for at sikre, at forspændingen lever op til standarden. Friktionsoverfladebehandling og beskyttelse er afgørende.
Svejsning på stedet: Svejsning bør udføres af kvalificerede svejsere i overensstemmelse med WPS i et passende miljø (vind-, regn- og snetæt), og ikke-destruktiv testning bør udføres efter behov efter svejsning.
Brandsikker/anti-korrosionsbelægning: Reparer de beskadigede dele af belægningen under transport og hejsning. Konstruktionen af brandhæmmende belægning er afsluttet efter installation (hvis det er konstruktion på stedet).
5. Fordele og udfordringer
Kernefordele:
Høj styrke og let vægt (reducerer fundamentomkostninger).
Præfabrikation på fabrik, kontrollerbar kvalitet, hurtig byggehastighed (forkorter byggeperiode).
Genanvendelige materialer, grønne og miljøvenlige.
Lille tværsnit af komponenter og stor effektiv plads.
God duktilitet og fremragende seismisk ydeevne.
Velegnet til bygninger med stor spændvidde, højhuse, tunge og komplekst formede bygninger.
Udfordringer:
Materialeomkostninger: Enhedsprisen på stål er normalt højere end for beton (men den samlede strukturelle effektivitet og besparelser i byggeperioden skal tages i betragtning).
Brandsikre krav: Der skal investeres yderligere omkostninger til brandsikring.
Anti-korrosionskrav: Anti-korrosionsbelægninger skal vedligeholdes regelmæssigt.
Stabilitetsproblemer: Tyndvæggede komponenter er tilbøjelige til at blive ustabile, så der bør udvises særlig opmærksomhed under design.
Støj og vibrationer: Støjproblemer kan forekomme under visse belastninger (såsom fodgængerbroer), og komfortdesign er påkrævet.
Høje professionelle krav: Der kræves fagfolk af høj kvalitet og streng kvalitetsstyring i alle aspekter af design, fremstilling og installation.
6. Klassiske eksempler
Bygninger: Eiffeltårnet (Paris, Frankrig), Empire State Building (New York, USA), Taipei 101 (Taiwan, Kina), CCTV-hovedkvarterets bygning (Beijing, Kina), Shanghai Tower (Shanghai, Kina), Bird's Nest (Nationalstadion, Beijing, Kina), Sydney Opera House (Sydney, Australien - skalstøttestruktur).
Broer: Golden Gate Bridge (San Francisco, USA - hængebro), Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge (Kina - hovedstålstruktur), Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge (Kina - stål truss arch bridge), Millau Viaduct (Frankrig - brotårn og brodæks stålkonstruktion).
Branche: Store stålværksbygninger, hovedbygninger/kedelstålrammer af termiske kraftværker, store lagertanke (olietanke, LNG-tanke), offshore olieplatforme.
Stålkonstruktioner er blevet en uundværlig og vigtig del af moderne ingeniørkonstruktioner på grund af deres fremragende materialeegenskaber, høje strukturelle effektivitet, hurtige byggehastighed og miljømæssig bæredygtighed. Fra skyskrabere til broer over havet, fra store spillesteder til præcisionsfabrikker, er anvendelsen af stålkonstruktioner overalt og udvider konstant grænserne og mulighederne for menneskelig arkitektur. Succesfulde stålkonstruktionsprojekter er afhængige af en dyb forståelse af materialeegenskaber, rimeligt strukturelt valg, præcise designberegninger (især knudepunkter og stabilitet), højkvalitetsfremstilling og raffineret installationsstyring samt streng kontrol af nøgleled som brandforebyggelse og korrosionsforebyggelse. Med udviklingen af nye materialer, nye processer (såsom anvendelsen af højstyrkestål, robotsvejsning, 3D-printudforskning og dybdegående anvendelse af BIM) og mere avancerede designteorier, vil stålkonstruktionernes potentiale og udtryksevne fortsætte med at blive bedre.
