In der zeitgenössischen Industriearchitektur sind Portalrahmen aus Stahl als wirksame Lösung entstanden, die räumliche Anforderungen mit wirtschaftlicher Effizienz, Baugelegenheit,und StruktursicherheitDieser Artikel liefert eine umfassende Analyse der Konstruktionsprinzipien, Konstruktionstechniken und kritischen Details von Portalrahmenstrukturen.
1. Übersicht über Portalrahmen Stahlkonstruktionen
Portalrahmenstrukturen, die nach ihrer Ähnlichkeit mit Türrahmen benannt wurden, bestehen aus Stahlsäulen und Balken, die steif miteinander verbunden sind, um ebenen Rahmen zu bilden.Diese Strukturen bieten Vorteile, darunter ein geringes Gewicht, hohe Festigkeit, ausgezeichnete Tragfähigkeit, große Spannweiten und einfache Konstruktion machen sie ideal für Industriegebäude und Lagerhallen.
1.1 Strukturelle Merkmale
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Leicht und effizient:Die Stahlkonstruktion reduziert das Gewicht im Vergleich zum Beton erheblich, senkt die Belastung der Fundamente und die Baukosten und ermöglicht gleichzeitig größere Spannweiten.
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Designflexibilität:Das anpassungsfähige Design ermöglicht die Anpassung von Spalten, Spannweiten und Höhen, um verschiedenen räumlichen Anforderungen gerecht zu werden.
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Optimale Lastverteilung:Die mechanischen Eigenschaften des Stahls ermöglichen eine effiziente Lastübertragung zwischen Komponenten und minimieren die Spannungskonzentrationen.
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Schnelle Konstruktion:Vorgefertigte Bauteile ermöglichen eine schnelle Montage vor Ort und verkürzen die Bauaufwandszeit.
1.2 Verbindungsmethoden
Verbindungsmethoden haben einen entscheidenden Einfluss auf die Strukturleistung:
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Scharnierverbindungen:Typischerweise an Säulenstützen, insbesondere bei weichen Bodenbedingungen, verwendet, um die Rotation für die Fundamentablagerung zu ermöglichen.
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Starrverbindungen:Bei Strukturen, die hohe Kranbelastungen, Mezzanine oder hohe Dachdecken erfordern, bietet sie Momentwiderstand und erhöhte Steifheit.
1.3 Bremssysteme
Bremssysteme erhöhen die Stabilität und den Windwiderstand:
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Dachstützen:Durch die Verkleidung zwischen den Schrauben bilden sich horizontale Träger, die Windbelastungen widerstehen.
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Stützungen für Säulen:Die diagonale oder chevronförmige Verstärkung zwischen den Säulen verhindert ein Biegen.
2. Konstruktionsüberlegungen
Das Portalrahmendesign erfordert eine umfassende Bewertung der funktionalen Anforderungen, der Belastungsbedingungen, der geologischen Faktoren und der Materialeigenschaften.
2.1 Komponentenwahl
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mit einer Breite von nicht mehr als 30 mmNormalerweise werden H-Strahlen mit variablem Querschnitt oder Gitterteile verwendet, die für die Momentverteilung optimiert sind.
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mit einem Durchmesser von mehr als 50 cm3Kaltgeformte C- oder Z-Abschnitte; für Spannweiten von mehr als 12 m empfohlene Truss-Purlins.
2.2 Anschlusskonstruktion
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Basisverbindungen:Hängende Bauten vereinfachen den Aufbau, während starre Verbindungen die Steifheit erhöhen.
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mit einer Breite von mehr als 50 mm,Das Schweißen bietet Stärke, erfordert aber Präzision; das Schrauben erleichtert die Montage.
2.3 Konfiguration der Bremse
Die Verteilung der Bremsen hängt von der Spannweite, Höhe und Belastung ab.
2.4 Umschlagsystem
Die Verkleidungsmaterialien (profilierte Metallbleche, Sandwichplatten) müssen den funktionalen und klimatischen Anforderungen entsprechen.
3. Bautechniken
3.1 Arbeit der Stiftung
Der weiche Boden kann eine Bodenverbesserung erfordern (Ersatz, dynamische Verdichtung).
3.2 Herstellung von Bauteilen
Materialprüfung, kontrolliertes Schweißen und Korrosionsschutz (Bemalung, Verzinkung) sind während der Herstellung unerlässlich.
3.3 Erektionsprozess
Detaillierte Hebepläne sollten die Kolonne, den Balken und dann die Befestigungsanlage auflisten.
3.4 Anbringung der Verkleidung
Die Wandplatten werden in der Regel vor der Dachplatte angebracht, wobei der Abstand zwischen den Befestigungsstücken und den Wasserdichtungsdetails besonders beachtet werden muss.
4Kritische Details
4.1 Gemeinsame Konstruktion
Verbindungsarten (starre, scharnierte, halbstarre) müssen die strukturellen Anforderungen mit der Konstruktionsfähigkeit in Einklang bringen und gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit gewährleisten.
4.2 Korrosionsschutz
Zu den Schutzmaßnahmen gehören Farbsysteme, Verzinkung oder Kathodenschutz für eine lange Lebensdauer.
4.3 Brandschutz
Intumeszente Beschichtungen, feuerfeste Verkleidungen oder Sprinklersysteme verringern den Festigkeitsverlust von Stahl bei erhöhten Temperaturen.
4.4 Wasserwirtschaft
Eine Steigung des Daches von mindestens 3% leitet das Wasser in die geeigneten Leitungen und Leitungen und verhindert so Leckagen.
4.5 Wärmeeffizienz
Isolierung (Mineralwolle, Schaumbänder) und reflektierende Dachbeschichtungen erhöhen die Energieeffizienz in klimatisierten Gebäuden.
5. Anwendungen
Portalrahmen dienen verschiedenen Sektoren:
- Industrieanlagen, für die große, freie Räume erforderlich sind
- Lagern, einschließlich Kühl- und Hochlageranlagen
- Sportarenaen mit leichten, langen Spannweiten
- Handelsstrukturen, die anpassungsfähige Layouts benötigen
6Schlussfolgerung.
Portalrahmen-Stahlkonstruktionen stellen eine ausgereifte Konstruktionslösung dar, die Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität effektiv verbindet.und Detaillierung sorgen für eine optimale Leistung für verschiedene Gebäudetypen, mit anhaltenden technologischen Fortschritten, die weitere Anwendungen versprechen.
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