Aplicare cuprinzătoare și analiză tehnică a sistemelor de coloană de fascicul de oțel în ateliere moderne de depozitare, clădiri prefabricate și construcții de case de pasăre

Aplicare cuprinzătoare și analiză tehnică a sistemelor de coloană de grindă din oțel în ateliere moderne de depozitare, clădiri prefabricate și construcții de case de pasăre

Structuri de oțel , cu avantajele lor deosebite de rezistență ridicată, greutate ușoară, plasticitate excelentă și duritate, nivel de industrializare ridicat, viteză rapidă de construcție, beneficii semnificative semnificative și aliniere la principiile de dezvoltare durabilă, au devenit una dintre formele structurale dominante în construcțiile industriale și civile moderne. Printre ele, sistemul de coloană cu fascicul de structură de oțel, care servește drept „schelet” și „coloana vertebrală” a întregului cadru structural, joacă un rol de bază indispensabil în tipuri de clădiri specifice, cum ar fi atelierele moderne de depozitare, clădirile prefabricate și facilitățile de reprobiere a animalelor de protecție/capetele sale de reprobiere, utilizând capacitatea sa de încărcare excepțională a purtării de încărcare și capabilități de spălare a spatialului flexibil. Acest articol se încadrează în scenariile de aplicare cuprinzătoare, punctele tehnice cheie, metodele de optimizare a proiectării și tendințele viitoare de dezvoltare ale sistemelor de coloană cu fascicul de oțel în aceste trei tipuri de clădiri, oferind analize detaliate cu referințe practice de caz.

I. Avantajele de bază și baza de aplicare a sistemelor de coloană cu fascicul de oțel

1. Performanță mecanică excepțională:

   • Purtător de sarcină de înaltă rezistență: În comparație cu structurile tradiționale de beton armat, oțelul are un raport foarte mare de rezistență-greutate (de exemplu, rezistența la randamentul oțelului Q355B ≥ 345 MPa, de aproximativ 10 ori mai mare decât rezistența la compresiune axială a betonului C30). Acest lucru permite sistemelor de coloană cu fascicul de oțel să poarte sarcini mai mari cu secțiuni transversale mai mici, reducând semnificativ dimensiunile membrilor și eliberând spațiul de construcție valoros.
   • Ductilitate și duritate excelente: Plasticitatea și duritatea bună a oțelului îi permit să absoarbă energia substanțială prin deformarea plastică în sarcini extreme precum cutremure sau furtuni de vânt, prevenind efectiv eșecul structural fragil. Acest lucru îmbunătățește performanța generală de rezistență seismică și a vântului, îndeplinind cerințele stricte ale GB 50011 „Cod pentru proiectarea seismică a clădirilor”.
   • Proprietăți uniforme ale materialului: Oțelul este omogen și izotrop, oferind proprietăți mecanice stabile și fiabile. Comportamentul său se aliniază bine cu modelele de calcul, asigurând o precizie ridicată a proiectării.

2. Industrializare și prefabricare:

   • Fabricarea de precizie din fabrică: Coloane de oțel, grinzi (inclusiv fascicule H solid, grinzi de truss etc.), iar nodurile lor de conectare pot fi fabricate cu o precizie înaltă (precizie la nivel de milimetru care respectă GB 50755 „Cod pentru construcția structurilor de oțel”) în fabricile moderne pe baza desenelor de proiectare detaliate. Procesele includ tăierea, forajul, sudarea, îndreptarea și tratarea suprafeței (de exemplu, explozia de împușcare, acoperirea anti-coroziune). Acest lucru asigură calitatea stabilă, controlată și elimină fluctuațiile de calitate și impacturile asupra mediului asociate cu munca umedă la fața locului.
   • Standardizare și modularizare: Facilitează proiectarea standardizată și serializată a secțiunilor de componente, specificațiilor și metodelor de conectare, permițând producția de loturi pe scară largă. Suportă prefabricarea din fabrică a modulelor sau unităților mari (de exemplu, ansambluri de cadru cu fascicul de coloană, module de cameră întregi), îmbunătățind semnificativ eficiența construcției și scurtarea programelor.

3. Viteza rapidă a construcției:

   • Ansamblu uscat, rapid: Componentele prefabricate sunt asamblate la fața locului în principal folosind șuruburi de înaltă rezistență (de exemplu, șuruburi de cap hexagonal de grad 10.9s) sau sudare (de exemplu, sudură protejată cu gaz). Acest lucru elimină timpul de așteptare pentru întărirea betonului (de obicei 28 de zile) și minimizează perturbarea din vremea adversă (de exemplu, temperaturi scăzute, ploi ușoare).
   • Lucrări comerciale paralele: Instalarea rapidă a structurii primare permite unități de lucru timpurii pentru alte meserii (instalare de placare - foi de oțel color, panouri sandwich; MEP brute -ins; finisare interioară), permițând construcții extrem de paralele. Durata generală a proiectului poate fi redusă cu 30%-50%.

4. Flexibilitate spațială ridicată:

   • Capacitate de lungă durată: Sistemele de coloană cu fascicul de oțel (în special atunci când sunt combinate cu spații sau grile) pot obține cu ușurință întinderi fără coloane de zeci sau chiar sute de metri. Aceasta elimină obstrucțiile de coloane interioare (de exemplu, pentru traficul de stivuitoare, aspectul liniei de producție, aranjarea echipamentelor de pasăre), maximizarea utilizării spațiului.
   • Dispunerea flexibilă a grilei de coloană: Distanța coloanei (în mod obișnuit 6-12 m, sau mai mare) poate fi ajustată flexibil în funcție de nevoile funcționale (de exemplu, lățimea logistică a culoarului, plasarea echipamentelor, aspectul cuștii în casele de păsări), oferind o mare libertate pentru organizarea planului.
   • Facilitarea modificării și extinderii: Sistemul structural clar și calea de încărcare fac ca adăugările ulterioare (podelele, extensiile) sau modificările de dispunere internă relativ simplă, cu un impact minim asupra structurii existente.

5. Durabilitate verde:

   • Reciclabilitate ridicată: Oțelul se mândrește cu o rată de reciclare care depășește 90%, care se aliniază cu principiile economiei circulare. Oțelul de reziduuri poate fi remediat, reducând presiunea deșeurilor de construcție asupra mediului.
   • Eficiența resurselor: Natura ușoară reduce cerințele materiale de fundație; Producția din fabrică minimizează lucrările umede la fața locului, scăzând consumul de apă și generarea de deșeuri de construcții; Viteza rapidă a construcției scurtează ciclurile de consum de energie și impactul asupra mediului la fața locului.
   • Motor al industrializării construcțiilor: Acționează ca o tehnologie de bază care sprijină industrializarea construcțiilor (clădiri prefabricate), alinându -se la strategiile naționale care promovează clădiri ecologice și construcții inteligente.

Ii. Analiza aprofundată a scenariilor de aplicații și a defalcării tehnice

(A) Ateliere moderne de depozitare (centre de logistică, fabrici, depozite mari)

Sistemele de coloană cu fascicul de oțel domină depozitele moderne, oferind asigurarea structurală de bază pentru operațiunile logistice eficiente și depozitarea pe scară largă.

1. Nevoile de bază ale aplicației și concentrarea tehnică:

   • Spațiu masiv fără coloane:
     • Implementare tehnică: Sistemele structurale ale cadrului portal sunt utilizate pe scară largă. Acest sistem este format din coloane conice ale secțiunii H (în secțiune transversală optimizată pe baza diagramelor momentului de îndoire-mai mari la bază, mai mici în partea de sus) și căpriori cu secțiune H conică (mai mici la creastă, mai mari la streașină) conectate de îmbinări rigide (de obicei plăci de capăt cu șuruburi de înaltă rezistență) pentru a forma unități de rezistență laterală. Bazele de coloană sunt de obicei proiectate ca fixate pentru a elibera momentele și a reduce costurile fundației.
     • Capacitatea de întindere: Pensiile economice variază între 18-36 m pentru rame portal standard. Optimizarea sau utilizarea grinzilor/coloanelor de zăpadă permit intervale de 50m.
     • Beneficiu spațial: Elimină coloanele interioare, oferind un spațiu neobstrucționat pentru depozitarea densă a rafturii cu golfuri înalte (de exemplu, rafturi VNA), funcționare lină a echipamentelor de logistică eficiente (stivuitoare de înaltă calitate, AGV) și instalarea/rularea sistemelor automate de stocare și recuperare (AS/RS).
   • Capacitate grea de încărcare:
     • Tipuri de încărcare: Trebuie să reziste la sine semnificativă a sistemului de acoperiș/perete (inclusiv izolație, panouri fotovoltaice), încărcări ale vântului (în special ascensiune), încărcături de zăpadă, încărcături de macarale (macarale cu jib, macarale aeriene), încărcături de podea de la rafturi densă (în clădiri cu mai multe etaje) și sarcini potențiale de vibrații ale echipamentelor.
     • Puncte cheie de proiectare: Calculați cu exactitate toate sarcinile și combinațiile pe GB 50009 "Cod de încărcare pentru proiectarea structurilor de construcție". Secțiuni de coloană/fascicul de proiectare bazată precis pe plicuri de moment, forfecare și forță axială pentru a asigura adecvarea forței și stabilității (în general și a flambajului local) pe 50017 „Standard pentru proiectarea structurilor de oțel”. Efectuați verificarea detaliată a analizei elementelor finite (FEA) a nodurilor critice (de exemplu, paranteze de macara, suporturi cu fascicul de macara).
   • Nevoile de iluminat și ventilație:
     • Integrare tehnică: Proiectați lumini de acoperiș cu o zonă mare (folosind panouri FRP sau PC) alternând cu foi de acoperiș din oțel pentru a introduce uniform lumina naturală, reducând semnificativ consumul de energie de iluminat. Utilizați ventilatoare naturale montate pe creastă (turbine sau coajă statică) sau combinați cu lovre de pereți laterali pentru a crea ventilație cu efect de stivă, îmbunătățind mediul interior.
   • Adaptabilitatea acoperișului:
     • Fotovoltaică integrată de clădire (BIPV): Acoperișurile din oțel asigură o bază plană, puternică, ideală pentru sistemele fotovoltaice distribuite. Proiectarea trebuie să includă sarcini suplimentare de la panouri PV (~ 0,15 kN/m²), încărcări ale vântului și sarcini de întreținere. Conectori de șină de montare PV pre-încorporat.
     • Instalare mare a echipamentelor: Structura acoperișului trebuie să găzduiască condiții de montare și încărcături pentru unități mari de ventilație, turnuri de răcire și suporturi de țeavă.

2. Analiză cheie tehnică a detaliilor:

   • Optimizarea secțiunii: Utilizarea pe scară largă a secțiunilor H conice, optimizarea adâncimii web și a lățimii flanșei pe baza distribuției momentului pentru o utilizare minimă a materialelor. Utilizați bretele restrânse de flambaj (BRB) sau rame înrădăcinate excentric (EBF) pentru a îmbunătăți rigiditatea laterală.
   • Sistem de piste de macara: Atelierele grele necesită grinzi dedicate de pistă de macarale (secțiuni H sudate sau grinzi de cutie) pentru a rezista la încărcările roților macarale și forțele de frânare orizontale. Proiectați strict pe clasa Duty Crane (A1-A8) pentru a asigura performanța oboselii. Precizie ridicată necesară pentru instalarea feroviară (dreapta, gabarit).
   • Detalii despre conexiune: Îmbinările cu fascicul de rame portal folosesc adesea plăci de capăt cu șuruburi de înaltă rezistență (tip critic sau tip rulment). Proiectarea trebuie să asigure rigiditatea articulară îndeplinește principiul „component puternic și al componentei slabe”. Splices și conexiuni de fixare necesită un design detaliat.
   • Protecția împotriva incendiilor și a coroziunii: Depozitele sunt de obicei clădiri de clasă D/E care necesită rezistență la foc 2 (coloane: 2.0H, căpriori: 1,5H). Obțineți prin acoperiri de foc gros/subțire, de incetare a plăcii de bord, sau oțel rezistent la foc pe 50016. Protecția la coroziune implică galvanizare la cald la cald (Avg. Grosime ≥85μm) sau sisteme de acoperire de înaltă performanță (epoxidic de zinc, cu oxid de fier, cu o atenție specială, edges, edges, cu edges, de la Polyurethon Topcoat), cu o atenție specială, cu edges, Edges, și cu o atenție specială, Edges, și cu o atenție specială, Edges, și cu atenție. sudură.
   • Proiectarea fundației: Greutatea ușoară din oțel reduce cerințele fundației; Utilizați în mod obișnuit picioare izolate (RC sau îngrămădite). Calculați cu exactitate reacțiile de bază ale coloanei (axiale, forfecare, moment), având în vedere efectele de înălțare la capăt.

(B) Clădiri prefabricate (construcție modulară, clădiri de containere, carcasă prefabricată)

Sistemele de coloană cu grindă din oțel sunt centrale pentru industrializarea construcțiilor, prezentând avantaje unice în clădirile prefabricate extrem de modulare.

1. Nevoile de bază ale aplicației și concentrarea tehnică:

   • Modularitate ridicată și integrare:
     • Implementare tehnică: Folosind scheletul cu coloană fascicul, întreaga clădire este descompusă în fabrică în unități modulare volumetrice standardizate, specifice funcției (de exemplu, bucătărie, baie, dormitor, module de coridor). Structura internă (coloane, fascicule, grinzi, încadrare de podea), sisteme de plicuri (pereți, acoperiș), servicii MEP și finisaje interioare sunt extrem de integrate în fiecare modul în timpul prefabricării fabricii.
     • Transport și erecție: Dimensiunile modulului aderă cu strictețe la dimensiunile standard ale containerelor (de exemplu, 12m x 3m x 3m) pentru transportul rutier/mare. Lucrările la fața locului implică în primul rând conexiuni de la modul-mod-mod cu șuruburi/sudate, conexiuni de service, etanșare articulară și finisare externă minimă.
   • Viteza și calitatea construcției:
     • Avantaj de viteză: Prefabricarea din fabrică continuă concomitent cu lucrările de fundație a site -ului. Post-livrarea, erecția modulului, conexiunea și punerea în funcțiune sunt rapide. Un plic de clădire cu mai multe etaje poate fi închis în câteva săptămâni. Reducerea generală a programului poate depăși 60% față de construcția tradițională.
     • Asigurarea calității: Mediu stabil al fabricii, mecanizare/automatizare ridicată (de exemplu, sudură robotică, prelucrare CNC), control precis al procesului, precizie dimensională înaltă și calitate a materialelor stabile îmbunătățesc semnificativ calitatea generală a clădirii, etanșitatea, etanșitatea și durabilitatea, reducerea erorilor la fața locului.
   • Flexibilitatea proiectării și diversitatea combinatorie:
     • Standardizare și personalizare: Pe baza rețelelor standardizate de coloană cu fascicul (de exemplu, 3m x 6m) și interfețe de modul, clădiri de machete diverse, înălțimi și forme (de exemplu, case terasate, blocuri de apartamente, cămine de studenți, unități medicale, structuri de tabără) pot fi asamblate flexibil. Modulele de stivuire și compensare creează compoziții arhitecturale bogate.
   • Performanță structurală superioară:
     • Rezistență seismică și vânt: Cadrele de oțel posedă în mod inerent ductilitate bună. În clădirile modulare, fiecare modul acționează ca o cutie rigidă, iar conexiunile integrale fiabile integrale (Bolts Welds Taste de forfecare) formează o structură spațială integrală, cu o rigiditate generală excelentă și performanță seismică/vânt, în special potrivită pentru zonele seismice și zonele de tifon.
     • Adaptabilitatea la site -uri complexe: Lightweight reduce cerințele de fundație, ideale pentru terenuri provocatoare, cum ar fi dealurile, zonele de subsidență minieră sau site -urile temporare constrânse.
     • 

2. Analiză cheie tehnică a detaliilor:

   • Structura unității modulului: În mod obișnuit, folosește rame de coloană/fascicul distanțate strâns sau construcție panelizată (pereți de știri din oțel format la rece). Coloanele de colț cu înălțime completă (SHS sau secțiuni H) oferă puncte primare de încărcare și de ridicare. Grinzile de sus și de jos cadru modulul. Știfturile de perete se conectează în siguranță la coloane/grinzi (șuruburi autohifuite sau nituri oarbe).
   • Tehnologia de conectare inter-modul:
     • Conexiune verticală: Fasciculul superior al modulului inferior se conectează la fasciculul de jos al modulului superior prin șuruburi de înaltă rezistență (de exemplu, M20/M24) prin conexiuni sau plăci de capăt. Taste de forfecare (plăci de oțel, secțiuni) Transfer orizontal.
     • Conexiune orizontală: Coloanele de margine adiacente se conectează prin plăci de despicare și șuruburi de înaltă rezistență. Goluri de articulație umplute cu etanșant evaluat la foc (de exemplu, Rockwool, Firestop Caulk).
     • Articulații critice: Conexiunile de colț, legăturile coridorului, interfețele Stairwell necesită un proiectare specială de întărire, asigurând transferul de încărcare fiabil.
   • Integrare și interfețe MEP:
     • Pre-integrarea fabricii: Toate aprovizionarea cu apă, drenaj, electricitate (energie/date), servicii de HVAC sunt precis pre-plasate, dirijate, conectate și testate în pereți/cavități/tavane ale modulului.
     • Site -ul de conectare rapidă: Modulele au cioturi de utilitate pre-montate standardizate (apă, putere, aer) cu accesorii de conectare rapidă (cuplaje cu cam-blocaj, mufe de aviație) pentru conexiune rapidă a câmpului, minimizarea timpului de instalare și a erorilor.
   • Confort și eficiență energetică:
     • Izolare: Pereți, acoperiș, podele umplute cu izolație de înaltă performanță (rocă, fibră de sticlă, spumă PUR/PIR, grosime de 100-200mm), asigurând performanțe termice ridicate (u-valoare ≤0,3 w/(m² · k)). Detaliile de pauză termică este critică.
     • Etanșitate: Producția din fabrică și etanșarea de precizie atinge o etanșare mult superioară în comparație cu construcțiile tradiționale, reducând puntea termică și pierderea de energie, îmbunătățirea confortului și scăderea energiei operaționale.
   • Separarea focului și a sunetului: Compartimentarea strictă a incendiilor pe GB 50016. Ansambluri cu pereți/podea cu mai multe straturi care încorporează placa de gips, acoperiri și izolație de cartofi de stâncă, obținând evaluări de incendiu necesare (de exemplu, pereți purtători de sarcină 1-2H). Construcția cu mai multe straturi și conexiunile rezistente îmbunătățesc izolarea sunetului aerian și impact (RW ≥ 50 dB).

(C) Case moderne de păsări de curte (facilități de agricultură intensivă)

Casele de păsări moderne necesită control strict al mediului, biosecuritate, durabilitate, construcții rapide și rentabilitate, ceea ce face ca sistemele de coloană de oțel să fie soluția optimă.

1. Nevoile de bază ale aplicației și concentrarea tehnică:

   • Spațiu lung și înalt:
     • Implementare tehnică: Cadrele portalului ușor (se întinde 12-24m) sau ramele de coloană cu fascicul sunt comune. Eve Heights de obicei de 3-5 m sau mai mare (de exemplu, pentru sisteme cu cușcă cu mai multe niveluri) pentru a găzdui echipamentele, circulația aerului și accesul lucrătorilor.
     • Beneficiu spațial: Spațiul fără coloane facilitează instalarea, funcționarea și întreținerea sistemelor automate mari (linii de alimentare, linii de udare, centuri de colectare a ouălor, sisteme de îndepărtare a gunoiului, controale de mediu).
   • Control strict al mediului:
     • Izolație termică: Controlul precis al temperaturii interne (pui: 35 ° C, adulți: 18-24 ° C) și umiditatea (50-70%) este esențial. Panourile sandwich compozite (miez EPS/PU/PIR, 75-150 mm grosime) sau sisteme de piele dublă cu izolație, susținute de cadrul de oțel, asigură performanțe termice superioare (valoare U ≤0,4 W/(m² · K)), reducând costurile de energie.
     • Etanșeitate și ventilație: Necesită o etanșare ridicată a clădirii (prevenirea proiectelor, intrarea păsărilor/rozătoarelor), cuplată cu ventilație mecanică puternică (ventilație tunel, ventilare încrucișată). Scheletul de oțel oferă un suport robust pentru ventilatoarele mari (> 1,4 m diametru), plăcuțele de răcire evaporative și orificiile de aerisire. Proiectarea structurală trebuie să țină seama de vibrațiile ventilatorului și protejarea siguranței.
   • Rezistență la coroziune și curățare:
     • Mediu extrem de coroziv: Concentrații mari de amoniac (NH₃), sulfură de hidrogen (H₂S), dioxid de carbon (CO₂), combinate cu temperaturi ridicate și umiditate, creează o atmosferă extrem de corozivă.
     • Strategie de protecție a coroziunii: Toate componentele din oțel (coloane, grinzi, purlinuri, girts) necesită o protecție de cea mai mare calitate:
       • Metoda primară: Galvanizarea completă la cald (HDG) (acoperire medie de zinc ≥85μm, ISO 1461) pentru o protecție de sacrificiu superioară.
       • Protecție îmbunătățită: Aplicați topcoat-uri rezistente la intemperii (de exemplu, poliuretan, fluoropolimer) pe HDG pentru zone critice sau zone cu coroziune ridicată (baze de coloane la nivel de sol, grinzi/coloane interne).
       • Alegerea materială: Utilizarea preferențială a oțelului intermediar (de exemplu, q355nh).
     • Placare internă: Pereții interiori trebuie să utilizeze materiale netede, rezistente la coroziune, ușor lavabile/dezinfectate (de exemplu, panouri din PVC, oțel pre-pictat, oțel inoxidabil) pentru a minimiza aderența de resturi și pentru a asigura o igienizare minuțioasă pentru biosecuritate.
   • Construcții rapide și controlul costurilor: Viteza de construcție industrializată a oțelului scurtează timpul de construire a fermei, accelerând randamentul investițiilor. Proiectarea standardizată și optimizarea materialelor ajută la controlul costurilor generale.
   • Siguranță structurală și fiabilitate: Trebuie să reziste la încărcările grele ale echipamentelor (cuști cu mai multe niveluri), încărcături de vânt (în special în zonele deschise), încărcările de zăpadă și încărcăturile potențiale ale echipamentelor de îndepărtare a gunoiului de grajd. Proiectarea structurală trebuie să fie robustă.
   • 

2. Analiză cheie tehnică a detaliilor:

   • Proiectare conștientă de coroziune: Simplificați formele structurale pentru a minimiza articulațiile, crevele și zonele complexe dificil de acoperit/întreținut. Evitați secțiunile predispuse la capturarea umidității/resturilor. Elevați bazele de coloană pe piedestalele din beton pentru a preveni contactul direct cu podelele umede.
   • Integrarea sistemului de ventilație:
     • Montarea fanilor: Proiectați tampoane robuste de beton sau rame de oțel pe pereții gable/capăt pentru a sprijini ventilatoarele axiale mari, luând în considerare vibrațiile și presiunea vântului. Instalați ecrane de păsări peste deschiderile ventilatoarelor.
     • Perete de tampon de răcire: Capătul plăcuței de răcire necesită o structură puternică de încadrare pentru a sprijini modulele de pad și greutatea sistemului de apă. Asigurați o impermeabilizare eficientă/etanșare în jurul plăcuțelor.
     • Orificii de aerisire: Oferiți deschideri ample în pereți de acoperiș/laterali cu puncte de montare fiabile pentru mecanisme de ventilație motorizate/manuale.
   • Calculul precis al încărcării echipamentelor: Reprezentați cu exactitate greutăți și sarcini dinamice de la sistemele de alimentare/udare automată, cuști cu mai multe niveluri (inclusiv greutatea animalelor), sistemele de colectare a ouălor și sistemele de eliminare a gunoiului de grajd (resturi/transportoare). Coordonarea strânsă cu furnizorii de echipamente este esențială.
   • Drenarea acoperișului și impermeabilizarea: Proiectați o pantă adecvată a acoperișului (≥5%) pentru scurgerea rapidă a apei de ploaie. Utilizați sisteme de acoperiș de cusătură în picioare sau fișe de cocorgare mare, cu o sublacuri de încredere pentru a asigura etanșitatea sub presiune negativă din partea ventilației.
   • Detalii despre biosecuritate: Sigilați joncțiunea dintre bazele coloanelor de oțel și placa de podea din beton intern meticulos (de exemplu, etanșarea siliconului) pentru a preveni scurgerea gunoiului de dedesubt. Formați golfuri rotunjite (r≥50 mm) la joncțiunile de la podea de perete pentru o curățare ușoară și minuțioasă, fără colțuri moarte.

Iii. Puncte tehnice cheie obișnuite în proiectarea, fabricarea și construcția sistemelor de coloane de grindă din oțel

1. Analiză structurală și proiectare:

   • Modelare și calcul: Utilizați software -ul profesional de proiectare a oțelului (de exemplu, PKPM, SAP2000, ETABS, STAAD.PRO, TEKLA STRUCTURI) pentru modelarea 3D, analiza sarcinii (statică, dinamică, termică), calculul forței interne, proiectarea membrilor (rezistență, rigiditate, stabilitate) și proiectare de conexiune.
   • Respectarea codului: Respectați strict codurile chinezești: GB 50017, GB 50009, GB 50011, GB 50016, GB 50661 "Cod pentru sudarea structurilor de oțel", JGJ 82 "Specificații tehnice pentru conexiuni cu șuruburi de mare rezistență ale structurilor de oțel", etc.
   • Implementarea BIM: Modelarea informațiilor pentru construcții (BIM) este din ce în ce mai integrantă pentru proiectele de oțel, permițând gestionarea vizuală și informațională pe tot parcursul proiectării, detalii, fabricației și erecției, rezolvând efectiv confruntările și îmbunătățind precizia/eficiența.

2. Detaliile și fabricarea:

   • Detalificări (desene de magazin): Dezvoltați desene detaliate de construcție, detalii de conectare, cuiburi de componente (determinarea dimensiunilor de tăiere, preparate de sudură), liste de materiale și desene de fabricație (parte/desene de asamblare/erecție) pe baza documentelor de proiectare. Trebuie să ia în considerare cu exactitate procesele de fabricație, limitările de transport și secvențele de erecție.
   • Selectarea materialelor și inspecția: Utilizați oțelul conform standardelor naționale (GB/T 700 „Oțeluri structurale de carbon”, GB/T 1591 „Oțeluri structurale cu aliaj scăzut de înaltă rezistență”) sau specificații de proiect (Q235B, Q355B, Q390, Q420, etc.). Solicitați certificate de moară la livrare și efectuați eșantionarea/testarea (proprietăți mecanice, compoziție chimică), după cum este specificat. Materialele de protecție împotriva coroziunii trebuie să îndeplinească standardele relevante.
   • Fabricarea fabricii:
     • Tăiere: CNC Flacără/tăiere cu plasmă, tăiere cu laser, tăiere pentru o precizie ridicată.
     • Foraj: Mașini de foraj CNC, exerciții cu 3 axe pentru găuri de șuruburi (precizie pozițională ± 0,5 mm).
     • Adunare și sudură: Mașinile de asamblare automată cu fascicul H, sudare cu arc scufundat cu gantry asigură calitatea sudurilor principale (sudură cu flanșă/fund). Sudarea strict pe specificații de procedură de sudură calificată (WPS). Sudorii trebuie să fie certificați.
     • Îndreptare: Mecanic (îndreptare flanșă) sau îndreptare termică pentru a controla distorsionarea.
     • Pregătirea și acoperirea suprafeței: Blast abraziv/curat până la SA 2.5 (GB/T 8923.1). Aplicați sistemul de acoperire specificat (primer, intermediar, topcoat) și grosime prin pulverizare. Condițiile de mediu (temperatură, umiditate, punct de rouă) trebuie să se conformeze.
     • Adunarea de încercare: Efectuați pre-asamblare în fabrică pentru conexiuni complexe sau ansambluri mari pentru a verifica precizia fabricării.

3. Tehnici de erecție a câmpului:

   • Inspecția fundației: Verificați cu precizie axele de fundație, înălțimile, pozițiile/dimensiunile șurubului de ancorare (toleranță ± 2mm). Acceptare completă de predare.
   • Livrare și stocare a componentelor: Planificați rutele de transport și zonele de depozitare (nivel, solid). Depozitați componentele prin secvență de erecție pentru a preveni deteriorarea/deformarea. Identificare clară esențială.
   • Plan de ridicare: Dezvoltați un plan de ridicare detaliat care specifică secvența, punctele de ridicare (baghete dedicate), selecția macaralei, raza, măsurile de siguranță. Efectuați cecuri de ridicare pentru componente mari/incomode.
   • Procedură de erecție:
     • Erecție a coloanei: Poziționare → Braceare temporară (fire de tip, recuzită) → aliniere aspră (nivel, plumb) → strângere a șurubului de ancorare → Reglare fină (nivel superior, plumb) → Instalare prin fixare → Finalizare (Grouting/Strângeri).
     • Erecția fasciculului: Ridicați-vă în loc → Conexiune temporară (pini de derivă, șuruburi) → Reglare nivel, aliniere, distanțare → Strângerea cu șuruburi de înaltă rezistență Strângerea → Strângerea finală → Sudarea (dacă este necesar).
   • Surveie și aliniere: Continuu pe tot parcursul erecției. Utilizați teodoliți de precizie, niveluri, stații totale, scăderi laser pentru a monitoriza/controla axele, creșterea, plumbul (pe GB 50205 „Cod pentru acceptarea calității construcției structurilor de oțel”).
   • Bollting de înaltă rezistență: Urmați cu strictețe specificații: Faying Surface Prep (curățat cu blast pentru alunecare critică, coeficient de frecare ≥0.45) → Aliniere a găurilor → strângerea inițială (50% din cuplul final) → strângerea finală (cuplul sau metoda de întoarcere a nutălor). Utilizați cheii de cuplu calibrate/unelte electrice. Mențineți înregistrări.
   • Sudarea pe teren: Ecrane erecte ale vântului/meteo (critic pentru sudarea cu gaz protejat). Sudură strict pe wps. Aplicați preîncălzire (placă groasă), post-încălzire sau relief de tensiune (oțel cu aliaj scăzut de înaltă rezistență). Efectuați inspecție vizuală și testare nedistructivă (UT/RT). Asigurați -vă platforme de acces sigure și stabile pentru sudare ridicată.
   • Siguranță și menaj: Impuneți strict reglementările privind siguranța pentru lucrul la înălțime, ridicare și putere temporară. Oferiți acces în siguranță, balustrade, plase de siguranță. Implementați măsuri de prevenire a incendiilor și protecție a căderilor. Mențineți curățenia site -ului.

Iv. Tehnologii pentru protecția împotriva incendiilor și protecția coroziunii (acoperire) pentru sistemele de coloană cu grindă din oțel

Acestea sunt garanții de bază pentru siguranța și durabilitatea structurilor de oțel.

1. Protecția împotriva incendiilor (tehnologie cheie):

   • Cerințe de evaluare a rezistenței la foc (FRR): Determinat de GB 50016 pe baza tipului de clădire/ocupare și element structural (coloană, fascicul, podea). De exemplu, nivelul 2 industrial: coloane 2.0H, fascicule 1,5H; Nivelul 1 Rezidențial: Coloane 3H, fascicule 2H). Rezistența la oțel scade rapid cu temperatura (~ 2/3 pierdere la 600 ° C).
   • Metode de protecție primară:
     • Acoperiri cu foc:
       • Cimentitioni (intumescent): Liante anorganice (ciment, gips, vermiculită). Acoperiri groase (15-50mm). Formează strat de char izolant dur. FRR> 3H POSIBIL. Durabil, potrivit în aer liber/umed. Estetică grea, slabă.
       • Film subțire/ultra-subțire (intumescent): Rășini ecologice Expanders/Formers Char. Straturi subțiri (3-7 mm). Extinde 10-50x formând spumă carbonac izolantă. FRR de obicei ≤2.5h. O estetică bună, aplicație ușoară. Intemperii/stabilitatea pe termen lung necesită atenție.
     • Încasarea bordului de foc: Utilizează placă de gips, placă de silicat de calciu, placă vermiculită, placă din fibră ceramică atașată prin încadrare sau adezivi. Instalare rapidă, uscată, întreținere ușoară. Ocupă mai mult spațiu.
     • Încetare concretă/mortar: Membrii care înclină concret sau pulverizat cu încălzire a betonului sau pulverizat (SFRM). Protecție stabilă, durabilă. Construcție grea, lentă.
     • Inginerie structurală a incendiilor (răcire/umplere a apei): Circulația/răcirea internă a apei utilizate în cazuri rare (de exemplu, mega coloane).
     • Oțel rezistent la foc (FR): Oțelul aliat (Mo, CR, NB, etc.) menține ≥ 2/3 din rezistența la randament la temperatura camerei la 600 ° C. Reduce/elimină protecția aplicată, dar este costisitor.
   • Selecție și aplicație: Trebuie luate în considerare cerințele FRR, forma membrilor, utilizarea clădirii (coroziune), costurile și estetica. Calitatea aplicației este esențială: Grosimea acoperirii/bordului trebuie să îndeplinească specificațiile, să fie uniformă și să adere ferm fără goluri/delaminare.

2. Protecția la coroziune (tehnologie cheie):

   • Mecanism și mediu de coroziune: Oțelul suferă coroziune electrochimică (rugină) în prezența umidității, acizilor, alcalinilor, atmosferelor industriale sau marine. Casele de pasăre, plantele de coastă, instalațiile chimice sunt extrem de corozive.
   • Principiul proiectării protecției: Urmați ISO 12944 "Picturi și lacuri - Protecția la coroziune a structurilor de oțel prin sisteme de vopsea de protecție" Pentru a clasifica corozivitatea (C2 ușor - C5 -I industrial sever/C5 -M marin sever), definiți durata de viață a serviciului țintă (de exemplu, 15, 25 de ani) și selectați un sistem de acoperire adecvat.
   • Metode de protecție primară:
     • Acoperiri metalice:
       • Galvanizarea la cald (HDG): Imertarea oțelului în zinc topit (~ 450 ° C) formează straturi de aliaj de zinc-fier strat de zinc pur. Oferă o barieră excelentă și o protecție catodică. Grosime controlabilă (de obicei ≥85 μm). Viață lungă (de exemplu,> 20 de ani C3). Întreținere scăzută. Preferat pentru case de pasăre, elemente exterioare. Performanța afectată peste 200 ° C.
       • Zinc/aluminiu pulverizat termic (TSZA): Arc sau flacără pulverizarea Zn/Al sârmă formează acoperire metalică poroasă, sigilată. Viață lungă, aplicabilă pe teren/reparabilă. Potrivit pentru componente mari/sudate pe câmp.
     • Sisteme de vopsea de protecție:
       • Sisteme de acoperire de înaltă performanță: Sistem cu mai multe haine: primer (adeziune/protecție catodică/pasivare - de exemplu, epoxid bogat în zinc, Zn≥80%), strat intermediar (construcție de barieră/grosime - de exemplu, epoxid de oxid de fier micaceous), topcoat (rezistență meteorologică/chimică/aesthetică - de exemplu, poliuretan, fluoropolimer). Grosimea totală a filmului uscat (DFT) este critică (de exemplu, ≥240μm pentru C4). Aplicare solicitantă (Surface Prep SA 2.5, control de mediu, recurență intervale). Necesită inspecție/întreținere periodică.
       • Oțel intetect: Oțelul cu aliaj scăzut (Cu, P, Cr, Ni) care formează patină stabilă, de oxid de protecție („rugină”) în atmosfere adecvate. Utilizat în principal pentru elemente arhitecturale/structurale expuse (poduri, fațade). Nu este potrivit pentru medii persistent umede, acide sau bogate în clorură. Cost inițial mai mare.
     • Protecție catodică: În principal pentru structuri scufundate/îngropate (stâlpi, conducte); rar utilizat în clădiri.
   • Protecția articulației și conexiunii: Tratează prompt suprafețele de faying pentru conexiuni cu șuruburi după prep. Curățați sudurile complet după sudare și recuperați cu grund/intermediar/topcoat. Acordați o atenție deosebită capetelor de șuruburi, marginilor găurilor. Protejați acoperirile de daune în timpul transportului, manipulării și erecției.

V. Tendințe de dezvoltare și provocări

1. Tendințe:

   • Adoptarea oțelului de înaltă performanță: Utilizarea crescută a oțelurilor Q420, Q460 de înaltă rezistență, oțel rezistent la foc (FR), oțel de intemperii și oțel rezistent la coroziune (de exemplu, oțeluri CR/NI cu aliaj scăzut) pentru reducerea greutății, secțiuni mai subțiri, durabilitate îmbunătățită și protecție simplificată.
   • Inovație în conexiune: Dezvoltarea conexiunilor mai eficiente, mai fiabile, instalate (de exemplu, șuruburi orb, combosuri de suferință de forfecare, șuruburi de auto-blocare). Promovarea sudării robotice/inspecția automatizată.
   • Optimizarea și hibridizarea sistemului structural: Structuri compozite din oțel-concret (coloane SRC, plăci compozite), coloane cu tub din oțel din beton (CFT), pereți de forfecare a plăcii de oțel (SPSW) pentru a folosi rezistența materialului. Integrarea structurilor spațiale cu durată lungă (cupole de cablu, sisteme de tracțiune) cu cadre cu coloană cu fascicul.
   • Aprofundarea digitalizării și a inteligenței:
     • Design condus de BIM: Adoptarea BIM din faza de proiectare conceptuală pentru colaborare multidisciplinară.
     • Detaliile și fabricarea inteligentă: Detaliile automate ale AI, echipamente CNC în rețea, cuib inteligent/programare.
     • Site de construcții inteligente: Urmărirea modelului RFID/BIM, inspecții de drone, monitorizare a siguranței vizuale AI, gemeni digitali care ghidează erecția.
   • Neutralitatea verde și carbon:
     • Evaluarea ciclului de viață (LCA): Cuantificarea amprentei de carbon și impactul asupra mediului pe întregul ciclu de viață (material material, construcție, utilizare, EOL/reciclare).
     • Oțel verde: Promovarea oțelului cu cuptor cu arc electric (EAF) folosind resturi (CO2 inferior vs. BF-BOF), explorarea tehnologiilor de fier (DRI) de reducere directă pe bază de hidrogen.
     • Integrare regenerabilă: Integrarea mai strânsă a acoperișurilor din oțel cu BIPV, transformând clădirile în generatoare de energie.
   • Modularizare și prefabricare crescută: Construcții modulare evoluează spre clădiri mai înalte (> 10 povești) și funcții mai complexe. Niveluri mai mari de integrare (structură, plic, europarlamentar, finisaje).

2. Provocări:

   • Soldul cost-performanță pentru protecția împotriva incendiilor: Costurile de foc pot fi mari, în special pentru structurile mari/complexe. Materiale de înaltă performanță/soluții de incendiu structurale au nevoie de optimizarea costurilor.
   • Protecție pe termen lung în coroziune severă: Obținerea unei durate de viață foarte îndelungate (> 30 de ani) cu o întreținere scăzută în medii extreme (plante chimice, marine, păsări de curte înalte) rămâne dificilă.
   • Aptitudini și deficit de forță de muncă: Cerere pentru designeri de oțel structural calificați, detalii, inspectori de sudare și erectori în întreținere capacitatea de instruire.
   • Actualizări standard și cod: Revizuirea/dezvoltarea în timp util a codurilor/standardelor de proiectare, fabricare și erecție este necesară pentru a găzdui noi materiale, tehnologii și sisteme.
   • Percepția inițială a costurilor: Depășirea proprietarului concentrând asupra costurilor inițiale de oțel (în ciuda costurilor mai mici de ciclu de viață și a beneficiilor superioare) necesită o promovare mai puternică a principiilor costării ciclului de viață (LCC).

Sistemele de coloane de grindă din oțel, care folosesc proprietățile mecanice superioare inerente, potențial ridicat de prefabricare industrială, viteză de construcție uimitoare, adaptabilitatea spațială flexibilă și durabilitate ecologică remarcabilă, sunt profund încorporate în țesătura atelierelor moderne de depozitare, a clădirilor prefabricate și a caselor de păsări. Acestea sunt motorul principal care determină aceste sectoare către o eficiență mai mare, o calitate mai mare, costuri mai mici și performanțe îmbunătățite de mediu. În depozitare, acestea creează spațiul fără pilon esențial pentru o logistică eficientă; În prefabricare, aceștia lansează revoluția industrializării; În agricultura păsărilor de curte, acestea stau la baza creșterii moderne, intensive, controlate de mediu.

Privind în viitor, progrese în materiale de înaltă performanță, tehnologii digitale (BIM, fabricație inteligentă, site-uri inteligente), metode de conexiune noi și principii verzi vor continua să deblocheze o vitalitate, adaptabilitatea și beneficii complete remarcabile pentru sistemele de coloană cu fascicul de oțel în aceste domenii. Structurile de oțel care întruchipează principiile „ușoare, rapide, de înaltă calitate, economice, verzi” vor crea în mod persistent o valoare de bază pentru spațiile de producție, viață și ecologice ale societății moderne. Pentru a aborda provocări precum siguranța împotriva incendiilor, protecția coroziunii, deficiențele de muncă calificate și percepția costurilor, eforturile concertate din industrie, mediul academic, cercetare și utilizatori trebuie să favorizeze inovația tehnologică, să perfecționeze standardele și să actualizeze mentalitățile. Acest lucru va dezlănțui pe deplin potențialul sistemelor de coloană cu fascicul de oțel, contribuind semnificativ la crearea de clădiri viitoare mai sigure, mai eficiente, mai confortabile și cu adevărat durabile.