Under bakgrunn av rask utvikling av moderne industri og logistikk, er lager og workshops kjernebærere for produksjon og lagring, og deres strukturelle design må ta hensyn til effektivitet, sikkerhet og økonomi. Stålstruktur har blitt den foretrukne løsningen for slike bygninger på grunn av dens utmerkede mekaniske egenskaper og konstruksjonseffektivitet. Som de viktigste bærende komponentene påvirker design og utvalg av stålsøyler og stålbjelker direkte stabiliteten og levetiden til den generelle strukturen. Denne artikkelen vil systematisk analysere anvendelsen av stålkolonner og stålbjelker i lager/verksteder fra materialegenskaper, designspesifikasjoner til faktiske tilfeller.
Kjernefordeler med stålstruktur
Materialegenskaper
Den høye styrken (avkastningsstyrke kan nå mer enn 345MPa) og lette egenskaper ved stål kan redusere tverrsnittsstørrelsen på komponenter og frigjøre mer byggeplass. For eksempel er seksjonens treghetsmoment av H-formede stålsøyler bedre enn for betongsøyler, og trykkapasiteten økes med mer enn 30%. I tillegg forlater den seismiske ytelsen til stål (duktilitetskoeffisient ≥3) og fabrikk-prefabrikkert korrosjonsresistente belegg (for eksempel varmdyp galvanisering) strukturen til strukturen.
Økonomi og effektivitet
Den modulære utformingen av stålstruktur muliggjør rask installasjon. Å ta et visst bilproduksjonsverksted som eksempel, vedtar det et prefabrikkert stålstrålesystem, og byggeperioden blir forkortet med 40% sammenlignet med tradisjonelle betongkonstruksjoner. Samtidig overstiger stålgjenvinningshastigheten 90%, og livssykluskostnaden reduseres med 20%-30%.
Bærekraft
I tråd med grønne bygningsstandarder (for eksempel LEED-sertifisering), er karbonutslippene av stålstrukturbygg 35% lavere enn for betong, og konstruksjonsavfall kan resirkuleres, noe som er i tråd med trenden med lavkarbonøkonomi.
Design og påføring av stålkolonner
Valg av type og aktuelle scenarier
H-formede stålkolonner: Egnet for medium-span-lager (for eksempel 24m spenn), med sterk webskjærmotstand og enkel tilkobling med stålstrålebolter.
Kolonner av boksetype: For det meste brukt i storspenn eller høye workshops (for eksempel hangarer for flyvedlikehold), med utmerkede tverrsnittsavslutningsegenskaper og torsjonsmotstand.
Sirkulære rørkolonner: Egnet for utsatte design (for eksempel kunstutstillingssaler), med lav vindmotstandskoeffisient og enkelt utseende.
Nøkkeldesignparametere
Aksial belastning og knekkende analyse: Den kritiske belastningen må beregnes i henhold til Euler -formelen, og kolonnefotbegrensningene (for eksempel hengslede eller faste tilkoblinger) må vurderes.
Nodedesign: Tykkelsen på grunnplaten må oppfylle uttrekksmotstanden til ankerbolten (beregnet i henhold til AISC-spesifikasjonen), og reservere 15% redundans for å takle dynamiske belastninger.
Spesifikasjonskrav
Følg AISC 360 (USA) eller GB 50017 (Kina) -standarden. Kolonnets slankehetsforhold (λ) må kontrolleres innen 200 for å forhindre risiko for ustabilitet.
Design og påføring av stålbjelker
Utvalgsstrategi
I-Beams: Lave kostnader, enkel prosessering, egnet for lette verksteder (for eksempel elektroniske samlebånd).
Truss -bjelker: Betydelige økonomiske fordeler når spennet overstiger 30 meter (for eksempel logistikklager), og dødvekten reduseres med 50%.
Sammensatte bjelker (stålbjelker betongplater): Forbedre gulvstivhet, egnet for verksteder for tungt utstyr.
Tilkoblingsteknologi
Boltforbindelser med høy styrke (for eksempel grad 10.9): Høy skjærlagerkapasitet, egnet for workshops med hyppig demontering.
Sveisede noder: Direkte kraftoverføring, men UT -feildeteksjon er nødvendig for å oppdage kvaliteten på sveisen.
Nøkkelpunkter for lager/verkstedstrukturdesign
Romoptimalisering
Den økonomiske kolonneavstanden er vanligvis 8-12m, og romutnyttelsesgraden kan økes med 30% når den kombineres med det suspenderte hyllesystemet.
Spesiell belastningsrespons
Kranstråledesign: Den dynamiske belastningskoeffisienten er 1,5, og utmattelsesberegningen er basert på gruvearbeiderkriteriet for kumulativ skade ≤1.
Regionalt klima: Snøbelastninger (≥0,7kn/m²) må vurderes for lager i nord, og vindbelastninger i kystområdene beregnes basert på en 50-års vindhastighet.
Beskyttende tiltak
Brannbeskyttelse: Sprøyting av intumescerende brannhemmende belegg (brannmotstandsgrense ≥2 timer), eller bruk betong for å pakke stålkomponenter.
Korrosjonsbeskyttelse: S355J2W forvitringsstål er å foretrekke i marine miljøer for å redusere vedlikeholdsfrekvens.
Bygging og kostnadsstyring
Prefabrikasjon og installasjon
Bruk BIM-teknologi for å optimalisere komponentdelingen og redusere sveisepunktene på stedet med 50%. Total stasjonsposisjonering er nødvendig under heising, og vertikalitetsavviket er ≤h/1000.
Kostnadssammenligning
Den første investeringen av stålstruktur er 10% -15% høyere enn for betong, men driftsfordelene som er gitt av den forkortede byggeperioden kan oppveie prisforskjellen. Når du tar et kaldkjede -lager som eksempel, kan stålstrukturløsningen oppnå kostnadsgjenoppretting innen 5 år.
Casestudie: Stålstrukturpraksis for Amazon Logistics Center
Prosjektoversikt
Spennet er 40 meter, kolonneavstanden er 12 meter, det H-formede stålkolonne-styresystemet blir tatt i bruk, og gulvbelastningen er 5kn/m².
Teknologisk innovasjon
Bruk Tekla -programvare for å optimalisere nodedesignet og redusere stålforbruket med 12%.
Introduser et intelligent overvåkningssystem for å spore stressendringene av bjelker og kolonner i sanntid.
Erfaring sammendrag
Det er nødvendig å reservere utstyr som heiser kanaler i designet og unngå romlige konflikter mellom stålbjelker og ventilasjonskanaler.
Fremtidige trender
Materiell innovasjon
S690 ultrahøyt styrke stål (avkastningsstyrke 690MPa) kan redusere vekten av komponenter med 25%, og har blitt pilotert i Tesla Super Factory.
Digitalisering og automatisering
BIM-robot-sveiseteknologi kontrollerer feilen innen ± 2mm og realiserer datainntrenging gjennom designproduksjonskonstruksjonsprosessen.
Karbon nøytral bane
Fremme elektrisk lysbue-stålproduksjon (karbonutslipp er 75% lavere enn tradisjonelle masovner), og utforske hybridstrukturer for stålved for å redusere legemliggjort karbon.
Stålsøyler og bjelker har blitt skjelettet for moderne industribygninger på grunn av deres høye styrke, fleksibilitet og bærekraft. I fremtiden, gjennom intelligent design, materiell innovasjon og grønn konstruksjon, vil stålkonstruksjoner ytterligere fremme effektiv og lavkarbonutvikling av lager og verksteder.
