Trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng,Cấu trúc thép, với tính chất cơ học hiệu quả và khả năng thiết kế linh hoạt, đã trở thành một lựa chọn chính cho kiến trúc hiện đại. Đối với người mới bắt đầu, việc làm chủ các hình thức cấu trúc cơ bản và logic lựa chọn của các cấu trúc thép là chìa khóa để mở khóa các cơ hội chuyên nghiệp. Dưới,Sư tửsẽ giải thích một cách có hệ thống năm cấu trúc điển hình: khung cổng thép ánh sáng, khung thép, khung lưới thép, cấu trúc màng cáp và các kèo ống.
Cấu trúc cốt lõi và đặc điểm chịu tải
Cổng bằng thép nhẹCấu trúc thépBao gồm một khung cổng thông tin, hệ thống Purlin (thép C/Z) và hệ thống hỗ trợ, tạo thành một hệ thống chịu tải phẳng. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm trong thiết kế mặt cắt thay đổi của nó, trong đó các mặt cắt ngang và cột được tối ưu hóa theo các lực bên trong, đạt được việc sử dụng vật liệu hiệu quả. Việc sử dụng các tấm thép nhẹ nhẹ cho mái và tường làm giảm 40% -60% tải trọng so với các cấu trúc bê tông.
Kịch bản ứng dụng điển hình
Nó phù hợp cho các tòa nhà công nghiệp (các nhà máy hạng nhẹ, kho và hậu cần) và các cơ sở thương mại (phòng triển lãm và nhà để xe) với các khoảng cách đơn từ 20-30 mét và độ cao eaves lên tới 10 mét. Việc xây dựng chỉ mất 4-8 tuần và chi phí thấp hơn 20% -30% so với cấu trúc bê tông.
Đặc điểm cấu trúc và lợi thế hệ thống
Một hệ thống chứa tải không gian bao gồm các cột thép (ống thép/ống hình tròn hình H) và dầm thép (dầm thép hình H/Hợp chất) được kết nối thông qua các khớp cứng (lai hàn/bắt vít/hàn) có thể chứa các khoảng cách lớn hơn 9 mét. Bằng cách kết hợp các khớp nối với hệ thống hỗ trợ,Cấu trúc thépcó thể linh hoạt thích nghi với các yêu cầu pháo đài địa chấn khác nhau.
Các loại xây dựng áp dụng
Thương mại nhiều tầng: Các tòa nhà văn phòng 5-15 tầng (như các tòa nhà Soho), với các kế hoạch sàn chia hết tự do để đáp ứng các yêu cầu văn phòng mở.
Công nghiệp: Các hội thảo hạng nặng (như hội thảo gia công) có khả năng chứa cần cẩu trên cao hơn 50 tấn.
Các tòa nhà chống địa chấn: Độ dẻo cao của nó làm cho nó trở thành cấu trúc ưa thích cho các khu vực dễ bị động đất.
Thành phần hình học và lợi thế cơ học
Một hệ thống chịu tải không gian bao gồm các thành viên hình ống thép được kết nối thông qua các khớp hình cầu trong một mô hình lưới đạt được độ cứng uốn cong hai chiều cân bằng. Độ dày của lưới phẳng là khoảng 1/10-1/15 của nhịp, trong khi độ tăng của lưới cong là 1/6-1/8 của nhịp. Cấu trúc thép tổng thể chỉ tiêu thụ 30-50 kg/㎡ thép.
Các ứng dụng quan trọng
Các tòa nhà thể thao: Các sân vận động (như cấu trúc hỗ trợ bên ngoài của tổ chim) và bể bơi, bao gồm các nhịp cực lớn 80-150 mét.
Các trung tâm vận chuyển: Nhà ga sân bay (như mái nhà ngón tay của sân bay Bắc Kinh), đạt được không gian trong suốt, không có cột.
Nhà máy công nghiệp: Các hội thảo sản xuất máy bay, kết hợp với hệ thống cần cẩu lơ lửng.
Cấu trúc hệ thống và nguyên tắc chịu tải
Bao gồm các cáp thép cường độ cao, màng căng và cấu trúc hỗ trợ, cấu trúc đạt được hình dạng ổn định, hyperbol thông qua trước căng thẳng. Màng chỉ dày 0,5-1,5 mm và nặng dưới 1 kg/, nhưng tự hào có độ bền kéo 50-150 MPa. Kết hợp với mạng cáp, nó cho phép các nhịp không được hỗ trợ vượt quá 200 mét.
Các khu vực ứng dụng sáng tạo
Kiến trúc cảnh quan: tán cây, tán cây thương mại
Kiến trúc sinh thái: Nhà kính thực vật Vườn (Dự án Eden, Vương quốc Anh), sử dụng độ truyền sáng cao (95%) của màng ETFE để cung cấp ánh sáng tự nhiên
Kiến trúc tạm thời: Các phòng triển lãm lớn (Gian hàng Quốc gia Thế giới), có thể tháo rời và có thể tái sử dụng
Các tính năng cấu trúc và lợi thế vật chất
Các ống thép hình tròn được kết nối thông qua các nút hàn giao nhau hoặc tấm gusset để tạo thành một loại giànCấu trúc thépHệ thống chịu tải. Độ cứng uốn của phần ống thép cao hơn 30% -50% so với thép phần H và phần kín cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, làm cho nó đặc biệt phù hợp với môi trường ẩm/ăn mòn.
Kịch bản ứng dụng đa dạng
Cây công nghiệp: Mái nhà máy nặng (kéo dài 40-60 mét), có khả năng chịu được tải trọng lơ lửng vượt quá 30 tấn.
Kỹ thuật cầu: Cầu đường cao tốc (như Cầu Gutian ở Vũ Hán), với khoảng 150 mét và giảm 60% trọng lượng so với cầu bê tông.
Các tòa nhà triển lãm: Các phòng triển lãm rộng lớn (như Khu phức hợp hội chợ Canton) đạt được một thiết kế sạch sẽ, thẩm mỹ với các vì các khối ống hình chữ nhật.
