Вести - Челична конструкција: Клучен структурен систем во современото инженерство

Во современата архитектура, транспортот, индустријата и енергетското инженерство,челична конструкција, со своите двојни предности и во материјалот и во структурата, стана основна сила што го движи иновациите во инженерската технологија. Користејќи челик како основен материјал за носење товар, ги надминува ограничувањата на традиционалните структури преку индустриско производство и модуларна инсталација, обезбедувајќи ефикасни решенија за широк спектар на сложени проекти.

Предности и недостатоци на челичната конструкција - CHINA ROYAL STEEL

Дефиниција и природа на челична конструкција
Челичната конструкција се однесува на носечки структурен систем составен одчелични плочи, челични профили (H греди, U канали, аголен челик, итн.), и челични цевки, обезбедени со заварување, завртки со голема цврстина или навртки. Неговата суштина е да се искористи високата цврстина и цврстина на челикот за рамномерно пренесување на вертикалните оптоварувања (тежина на мртва тежина и тежина на опрема) и хоризонталните оптоварувања (ветер и земјотреси) од зграда или проект до неговата основа, обезбедувајќи структурна стабилност. Во споредба со бетонските конструкции, основната предност на челичните конструкции лежи во нивните механички својства: нивната затегнувачка цврстина може да достигне над 345 MPa, повеќе од 10 пати поголема од онаа на обичниот бетон; а нивната одлична пластичност им овозможува да се деформираат под оптоварување без да се скршат, обезбедувајќи двојна гаранција за структурна безбедност. Оваа карактеристика ги прави незаменливи во сценарија со голем распон, високи згради и тешки оптоварувања.

Главни видови на челични конструкции

(I) Класификација според структурна форма
Структура на рамка за порта: Оваа структура, составена од столбови и греди, формира рамка во облик на „порта“, поврзана со потпорен систем. Погодна е за индустриски постројки, логистички магацини, супермаркети и други структури. Вообичаените распони се движат од 15 до 30 метри, а некои надминуваат 40 метри. Компонентите може да се префабрикуваат во фабриките, овозможувајќи инсталација на лице место за само 15 до 30 дена. На пример, магацините на JD.com во Азија број 1 Logistics Park првенствено го користат овој тип структура.
Решеткаста структура: Оваа структура се состои од прави прачки поврзани со јазли за да формираат триаголна или трапезоидна геометрија. Прачките се подложени само на аксијални сили, целосно користејќи ја цврстината на челикот. Решеткастите конструкции најчесто се користат во покривите на стадионите и главните распони на мостовите. На пример, при реновирањето на Работничкиот стадион во Пекинг е употребена решеткаста структура за да се постигне распон без столбови од 120 метри.
Рамковни конструкции: Просторен систем формиран од цврсто поврзувачки греди и столбови нуди флексибилни планови на подот и е мејнстрим избор за високи канцелариски згради и хотели.
Мрежни структури: Просторна мрежа составена од повеќе членови, често со правилни триаголни и квадратни јазли, нуди силен интегритет и одлична отпорност на земјотреси. Тие се широко користени во аеродромски терминали и конгресни центри.

(II) Класификација според карактеристиките на оптоварувањето
Свиткувачки елементи: Претставени со греди, овие елементи издржуваат моменти на свиткување, со компресија на врвот и затегнување на дното. Тие често користат H-пресеци или заварени кутиени профили, како што се кранските греди во индустриските постројки, и мора да ги исполнат барањата и за цврстина и за отпорност на замор.
Аксијално оптоварени елементи: Овие елементи се предмет само на аксијална затегнатост/компресија, како што се решеткастите врзни прачки и мрежестите елементи. Врзните прачки се дизајнирани за цврстина, додека компресивните прачки бараат стабилност. Типично се користат кружни цевки или аголни челични профили. Ексцентрично оптоварени компоненти: Овие се подложени и на аксијални сили и на моменти на свиткување, како што се рамковните столбови. Поради ексцентричноста на оптоварувањето на краевите на гредите, потребни се симетрични попречни пресеци (како што се кутивчести столбови) за да се балансираат силите и деформациите.

Основни предности на челичните конструкции
(I) Одлични механички својства
Високата цврстина и малата тежина се најзначајните предности на челичните конструкции. За даден распон, мртвата тежина на челичната греда е само 1/3-1/5 од онаа на бетонската греда. На пример, челична решетка со распон од 30 метри тежи приближно 50 кг/м, додека бетонска греда тежи над 200 кг/м. Ова не само што ги намалува трошоците за темели (за 20%-30%), туку и ги ублажува сеизмичките ефекти, подобрувајќи ја сеизмичката безбедност на конструкцијата.
(II) Висока ефикасност на градење
Над 90% од компонентите на челичната конструкција се префабрикувани во фабриките со прецизност од милиметар. Инсталацијата на лице место бара само кревање и поврзување. На пример, за челична канцелариска зграда со 10 ката потребни се само 6-8 месеци од производството на компоненти до завршувањето, што е намалување од 40% во времето на изградба во споредба со бетонска конструкција. На пример, проект за префабрикувана челична станбена зграда во Шенжен постигна брзина на изградба од „еден кат на секои седум дена“, значително намалувајќи ги трошоците за работна сила на лице место.
(III) Силна отпорност на земјотреси и издржливост
Цврстината на челикот им овозможува на челичните конструкции да ја распрснуваат енергијата преку деформација за време на земјотреси. На пример, за време на земјотресот во Венчуан во 2008 година, фабрика за челични конструкции во Ченгду претрпе само мали деформации и немаше ризик од уривање. Понатаму, по антикорозивниот третман (галванизација и премачкување), челикот може да има работен век од 50-100 години, со трошоци за одржување многу пониски од бетонските конструкции.
(IV) Заштита на животната средина и одржливост
Стапките на рециклирање на челик надминуваат 90%, што овозможува негово повторно топење и преработка по рушењето, со што се елиминира загадувањето од градежен отпад. Понатаму, челичните конструкции не бараат оплата или одржување, бараат минимална работа со влага на лице место и ги намалуваат емисиите на прашина за над 60% во споредба со бетонските конструкции, усогласувајќи се со принципите на зелена градба. На пример, по демонтажата на местото на одржување на Зимските олимписки игри во Пекинг во 2022 година, некои компоненти беа повторно употребени во други проекти, со што се постигнува рециклирање на ресурсите.

Широка примена на челични конструкции
(I) Градежништво
Јавни згради: Стадионите, аеродромите, конгресните и изложбените центри итн., се потпираат на челични конструкции за да постигнат големи распони и пространи дизајни.
Стамбени згради: Префабрикуваните живеалишта со челична конструкција стануваат сè попопуларни и можат да ги задоволат персонализираните барања за домување.
Комерцијални згради: Супервисоки канцелариски згради и трговски центри, кои користат челични конструкции за да постигнат сложени дизајни и ефикасна градба.
(II) Транспорт
Мостово инженерство: Прекуморски мостови и железнички мостови. Челичните мостови нудат големи распони и отпорност на силен ветер и земјотреси.
Железнички транзит: Тенди на метро станици и греди на лесни железнички пруги.
(III) Индустриски
Индустриски постројки: Тешки машински постројки и металуршки постројки. Челичните конструкции можат да издржат товари од голема опрема и да олеснат последователни модификации на опремата.
Складишни објекти: Складишта со ладен ланец и логистички центри. Порталните рамковни конструкции ги задоволуваат барањата за складирање со голем распон и се брзи за изградба и пуштање во употреба.
(IV) Енергија
Енергетски објекти: Главни згради на термоцентралите и далноводи. Челичните конструкции се погодни за високи оптоварувања и сурови надворешни средини. Нова енергија: Кулите на ветерните турбини и фотоволтаичните системи за монтирање имаат лесни челични конструкции за лесен транспорт и инсталација, поддржувајќи го развојот на чиста енергија.