Designet, fordelene og bruksområdene til stålkonstruksjonslagre med store spenn

På grunn av endringene i industri- og logistikklagersektoren, øker etterspørselen etter store rom og svært fleksible bygninger i dag. Dette har ført til at folk foretrekker store stålkonstruksjonsbygg for å møte disse behovene, ettersom stålkonstruksjonsbygg har unike fysiske og tekniske egenskaper. Stålkonstruksjoner med store-spennvidde har blitt en ideell løsning for å møte etterspørselen etter stor plassutnyttelse, og bruken av slike bygninger med "kolonne-frie, helt åpne" layoutdesigner har endret lagringsmetodene innen lager, produksjon og logistikk. Dette kapittelet vil foreta en-dypende og omfattende vurdering av stålkonstruksjoner med store-spenn, inkludert deres definisjon, designegenskaper, typer, kjernefordeler og deres anvendelser i praktisk bruk.

Hva er store-span stålkonstruksjoner og store-netto-span stålkonstruksjoner?

1. Stålkonstruksjon med stor spennvidde

Stålkonstruksjoner med store spenn refererer til arkitektoniske former som spenner over mer enn 30 meter horisontalt. De er strukturer med tre-dimensjonale romlige former og har tre-dimensjonale last-bærende egenskaper under belastning. De har fordelene med rimelig-lastbæring, lett egen-vekt, lave kostnader og ulike strukturelle former. De er mye brukt i varehus, logistikksentre, flyhangarer, stadioner, store verksteder og andre scenarier.

Stålets høye styrke, høye seighet og lette egenskaper gjør at stålkonstruksjoner kan ha spennvidder på over 30 meter, 50 meter eller til og med 80 meter. Den modulære designen og prefabrikasjonsprosessen forbedrer konstruksjonseffektiviteten og kvalitetsstabiliteten til stålkonstruksjoner med store spenn.

2. Store bygninger med klart spenn i stål

Stålbygninger med store spennvidder (store-stålkonstruksjoner med klare spenn) representerer den avanserte formen for stålkonstruksjoner med store-spennvidde. Spesifikt refererer de til bygninger med store-spennvidde uten innvendige søyler, vanligvis med et spenn på over 45 meter (150 fot), og noen prosjekter kan oppnå et klart spenn på over 80 meter. Denne utformingen eliminerer fullstendig plassdeling etter interne søyler, og oppnår fullstendig åpenhet uten hindringer, og kan perfekt tilpasses scenarier som automatiserte lagringssystemer (AS/RS), lagring av tungt maskineri og installasjon av stort utstyr.

Sammenlignet med vanlige stålkonstruksjoner med stor-spennvidde, ligger kjernefordelen med stålbygninger med store spennvidder i å maksimere plassutnyttelsen - det er ingen søylehindringer inne, noe som gir fri passasje for gaffeltrucker, AGV-roboter, kraner osv., og hyller kan ordnes i henhold til den optimale arbeidsplanen, noe som forbedrer lagringskapasiteten betydelig.

3. Applikasjonsscenarier for bygninger med store spenn

Bortsett fra de vanlige feltene lager og logistikk, er stålkonstruksjoner med store-spenn også mye brukt i:
Luftfart: Store rom for flyhangarer og flyplassterminaler;
Tung industri: Verksteder for produksjon av tunge maskiner og monteringsanlegg for utstyr;
E-handel: Store logistikksorteringssentre og automatiserte lagringshuber;
Offentlige bygninger: Gymsaler, konferansesentre, store ventehaller;
Spesielle scenarier: Nødvarehus for katastrofehjelp, midlertidige store-arrangementssteder osv.

Kjernedesignfunksjoner av stålkonstruksjon med stor spennvidde

1. Hovedstruktursystem

Kjernestrukturen i stålkonstruksjoner med store-spenn omfatter hovedsakelig to typer:portalrammestruktur og fagverksstruktur:
Portalrammestrukturen er et tradisjonelt strukturelt system, med enkel kraftoverføring, tydelig kraftoverføringsbane, rask komponentfabrikasjon, enkel fabrikkbehandling og kort byggeperiode. Derfor er den mye brukt i industrielle, kommersielle og offentlige fasiliteter for kultur og underholdning og andre industrielle og sivile bygninger, og kan dekke behovene til de fleste store-bygg.
En fagverkskonstruksjon er en type struktur dannet ved å forbinde stenger i begge ender med hengsler. Fagverket, sammensatt av rette stenger, har vanligvis en plan eller romlig struktur med trekantede enheter. Fagverksdelene bærer hovedsakelig aksial strekk eller kompresjon, og utnytter dermed styrken til materialet fullt ut. Når spennvidden er stor, kan den spare materialer sammenlignet med solide-nettbjelker, redusere egen-vekt og øke stivheten.

2. Materialvalg

3. Prefabrikkert produksjon og boltforbindelsesteknologi

Kjernekomponentene i stålkonstruksjoner med store-spennvidder (stålsøyler, stålbjelker, fagverksenheter osv.) produseres alle på fabrikken gjennom CNC-bearbeiding, med nøyaktighetsfeilen kontrollert innenfor ±2 mm. På-installasjon brukes bolter med høy-styrke for tilkobling, som krever bare en liten mengde sveising eller til og med ingen sveising i det hele tatt, noe som forbedrer konstruksjonseffektiviteten betydelig og reduserer byggeperioden med mer enn 50 %, samtidig som man unngår kvalitetsrisikoer forårsaket av-sveising på stedet.

4. Load Optimization Design

Strukturer med store-spennvidde må tåle flere belastninger som egen vekt, lastvekt, snøakkumulering, vindstyrke og jordskjelv. Under prosjekteringsfasen skal det utføres nøyaktige lastberegninger. De permanente lastene inkluderer konstruksjonens egenvekt, vekten av tak- og veggmaterialer, og vekten av fast utstyr osv. De variable lastene må beregnes spesifikt basert på regionale egenskaper - i områder med mye-snøfall (som Norge og Canada), en gjentakelsesrate på 50-år og opp til 40 kg snøbelastning bør regnes som ㎡0 kg. I kysttyfonområder skal den horisontale skyvekraften som genereres av vind over nivå 12 beregnes. I jordskjelvutsatte områder{14} må lokale seismiske koder oppfylles. De utilsiktede belastningene inkluderer øyeblikkelige støtkrefter under heising av utstyr, belastning av regnvann og andre situasjoner. Gjennom slike nøyaktige beregninger kan designere optimere tverrsnittsdimensjonene til komponenter og utformingen av støtter, sikre stabiliteten og sikkerheten til strukturen i ekstreme miljøer, og samtidig effektivt unngå materialavfall.

5. Vanntetting, varmekonservering og brannbeskyttelse

For vanntetting av stålkonstruksjoner med store-spennvidder, bør du velge høy-vær-farge-belagte ark eller TPO/PVC vanntettingsmembraner. Optimaliser tettingen av takrygger, takrenner og andre skjøter og sørg for standardisert konstruksjon. Til isolasjon kan glassull, steinull og andre isolasjonsmaterialer velges. Bruk kjerneisolasjonsplater eller-fyllingsmetoder på stedet, og ta gode fuktighetssikre-forseglingstiltak. For brannbeskyttelse, påfør først brannsikre belegg på stålkonstruksjonen, dekk den med brannsikre plater, etc., for brannbeskyttelse. Forbedre samtidig brannalarm- og slokkesystemene, og planlegge rimelige evakueringsruter.

Kjernefordelene med stålkonstruksjon med stor spennvidde

1. Høy styrke og lav vekt, med enestående -bæreevne

Strekkfastheten til stål kan nå 355–690 MPa, som er 10–20 ganger større enn for betongmaterialer, mens tettheten bare er en-tredjedel av betongens. Denne egenskapen gjør det mulig for stålkonstruksjoner med store-spennvidder å oppnå super-store spennvidder på over 30 meter samtidig som den opprettholder en betydelig lavere totalvekt enn betongkonstruksjoner. Dette kan i stor grad redusere investeringskostnadene til fundamenteringsteknikk. Det kreves for eksempel ingen dyp utgraving av grunngropen; ved å bruke uavhengige fundamenter kan du oppfylle kravene til{11}}belastning, spesielt egnet for områder med gjennomsnittlige geologiske forhold.

2. Prefabrikasjon og montering, effektiv konstruksjon

Alle kjernekomponenter i stålkonstruksjoner med store-spenn er standardisert og prefabrikkert på fabrikken. Konstruksjon på-stedet krever kun montering og boltforbindelser, med en enkel og effektiv prosess, som kan forkorte byggeperioden betydelig og fremskynde igangkjøringen av prosjektet.
Nærmere bestemt, for et 3000-kvadrat-meter stort-lager med stålkonstruksjon, tar byggeperioden bare 30–45 dager, mens et betonglager av lignende størrelse krever 180–240 dager. Arbeidskostnaden for å bygge et stålkonstruksjonslager kan reduseres med 40 %.

3. Grønt og miljøvennlig, i tråd med bærekraftig utviklingstrenden

Stål er et 100 % resirkulerbart og gjenbrukbart materiale. Stålgjenvinningsgraden for stålkonstruksjoner med store-spenn kan nå over 95 %. Etter at bygget er revet, kan stålet bearbeides og gjenbrukes, og det vil ikke bli generert byggeavfall. Samtidig, under konstruksjon av stålkonstruksjoner, er støyen lav og støvet mindre, og påvirkningen på det omgivende miljøet er mye mindre enn for betongkonstruksjoner - mengden støv og støy som produseres under betongkonstruksjon er 3-5 ganger større enn stålkonstruksjonskonstruksjon.

4. Fleksibel og tilpasningsdyktig, i stand til å tilpasse seg forretningsdynamiske justeringer

Den store-spannstålstrukturen, med sin modulære design, har ekstremt høy fleksibilitet og skalerbarhet, og kan perfekt imøtekomme de dynamiske endringene i bedriftsvirksomheten - det åpne oppsettet uten kolonner kan rekonfigureres når som helst i henhold til behovene, for eksempel transformering fra lagringsbruk til produksjonsverksted, eller fleksibel justering av tettheten og arrangementet; samtidig støtter den rask utvidelse av spennvidde eller område ved å sette sammen moduler, for eksempel utvide 20 meter fra det opprinnelige 45-meters spennet, eller legge til 3000 kvadratmeter utenfor det eksisterende 5000 kvadratmeter store området, og utvidelsesprosessen vil ikke påvirke normal drift; for scenarier med mobile krav som midlertidige varehus for ingeniørprosjekter og utstillingssteder, kan den også raskt demonteres, og komponentene kan transporteres til et nytt sted og settes sammen for gjenbruk, med en gjenbruksrate på over 90 %.

5. Lang-varig og kostnadseffektiv-for lang-drift

Etter å ha blitt behandlet med varmgalvanisering eller fluorkarbonmaling for korrosjonsforebygging, kan stål effektivt motstå ulike korrosive miljøer som regn, snø, saltsprut og fuktighet, med en levetid på 15–25 år, som langt overstiger 5–8 år med murstein- og trekonstruksjoner. Samtidig har stålkonstruksjoner sterk seighet og er mindre tilbøyelige til å sprekke eller deformeres under daglig bruk, noe som gjør vedlikeholdet veldig enkelt. Bare regelmessige kontroller av tettheten til bolter og integriteten til belegg er nødvendig, og den årlige vedlikeholdskostnaden er bare en-tredjedel av den for betonglagre.
Ta et stort-lager med stålkonstruksjoner i et tropisk og regnfullt område i Thailand som eksempel. Denne bygningen tok i bruk et korrosjonsforebyggende opplegg med varm-dypgalvanisering kombinert med fluorkarbonmaling. Etter 6 års bruk var det ingen tydelige rustmerker, og den årlige vedlikeholdskostnaden var bare $3000; mens betonglagrene i samme skala i området rundt hadde en årlig vedlikeholdskostnad på opptil 8000 dollar.

6. Sterk i katastrofemotstand, i stand til rolig å takle ekstremvær

Stål har høy elastisitetsmodul og utmerket seighet. Når den møter ekstreme katastrofer som jordskjelv og tyfoner, kan den absorbere støtkraften gjennom sin lette deformasjon, og forhindre total kollaps av strukturen. Sikkerheten er mye høyere enn for betongkonstruksjoner som er sprø og utsatt for sprekker og kollaps.
Det er faktiske tilfeller som støtter dette: Et stort-lager med stålkonstruksjon i en havn i Okinawa, Japan, ble designet i henhold til standarden for å motstå en tyfon på 12 nivåer. Under passeringen av tyfonen "Mavah" i 2023 (med en maksimal vindhastighet på 185 km/t), forble hovedstrukturen til bygningen intakt; mens de tre omkringliggende betongvarehusene alle fikk alvorlige skader som veggkollaps og takvelting. I tillegg viser data fra jordskjelvet i Wenchuan i Kina at overlevelsesraten for stålkonstruksjoner er mye høyere enn for betongkonstruksjoner, noe som bekrefter dens enestående seismiske motstandsytelse.

Den globale klassiske applikasjonskassen for stålkonstruksjon med stor spennvidde

Case 1: Amazons logistikkhub i Ohio, USA

Dette logistikknutepunktet har et totalt byggeareal på 100 000 kvadratmeter. Hele det indre rommet er fritt for søylehindringer, og lagerkapasiteten til lageret er så høy som 5 millioner varer. Effektiviteten til varesortering har økt med 40 %, noe som gjør det til et referanseprosjekt for store-applikasjoner for stålkonstruksjoner i den globale e-handelslogistikksektoren.

Sak 2: Frankfurt SkyRail Center i Tyskland

Denne bygningen bruker et unikt buet stålkonstruksjonssystem. Hovedmaterialet er lav-legert høy-stål som tåler -30 grader kalde omgivelser. I tillegg til å møte transportbehov, gjør den store stålkonstruksjonen med en jevn arkitektonisk form den til en landemerkebygning i nærområdet.

Sak 3: Beijing nasjonalstadion

Hovedstadionet for OL i Beijing i 2008 ble konstruert med en romlig fagverksstruktur. Dens særegne mesh-lignende stålstruktur skapte et svært særegent utseende samtidig som det oppnådde strukturell stabilitet under et stort spenn. Hele lokalet har et spenn på opptil 343 meter, med et interiør som er et stort åpent rom uten søyler, som kan romme nesten 100 000 tilskuere.

Case 4: Et kjølelager i Norge

Den bruker en 40-meter-span stor-spann stålkonstruksjon, kombinert med et 40 graders bratt tak og et snø-smeltekabelsystem, som raskt kan fjerne snø og forhindre trykkskader. Hoveddelen bruker Q355B høy-stål og et sammenlåsende støttesystem for å forbedre stabiliteten. Etter å ha vært tatt i bruk i 5 år har den opplevd 3 store snøstormer, og ingen av konstruksjonene har deformert seg eller taket har lekket. Dens anti-snø-ytelse overgår langt den til tradisjonelle betonglagre.

Vanlige spørsmål om stålkonstruksjon med stor spennvidde

1. Hva er en stålkonstruksjon med stor-spennvidde? Hvor stort spenn regnes som "stort spenn"?

En stålkonstruksjon med stor-spennvidde refererer til en bygningskonstruksjon der stål er den viktigste-lastbærende komponenten og det horisontale spennet når 30 meter eller mer. I bransjen blir 30 meter generelt sett på som standarden for å definere en bygning med stor-spennvidde, mens spennvidden for store bygninger med klart-spenn (stålbygg uten midtsøyler) vanligvis er over 45 meter.

2. Hvor lang er levetiden til en stålkonstruksjon med stor-spennvidde? Er vedlikeholdskostnadene høye?
Hvis stålkonstruksjonen med stor spennvidde har gjennomgått standardisert anti-korrosjonsbehandling, for eksempel varm-forsinking, kan levetiden nå 15-25 år; det daglige vedlikeholdet er relativt enkelt, og det krever kun en sjekk en gang i året om boltene er løse og om overflatebelegget er intakt. Den årlige vedlikeholdskostnaden er ca. 0,5 % til 1 % av byggets totale byggekostnad.

3. Hvor lang tid tar konstruksjonsperioden for stålkonstruksjoner med stor-spennvidde? Hvor lang tid vil det ta å fullføre et 3000㎡ lager?
Den store-spennstålkonstruksjonen er konstruert ved bruk av en fabrikkprefabrikasjon + -monteringsmetode på stedet, noe som resulterer i en relativt kort byggeperiode.
Hvis vi tar det 3000㎡ store-spennet stållageret som et eksempel, tar designen 10 til 15 dager, fabrikkproduksjonen tar 15 til 20 dager, og-installasjonen på stedet tar 10 til 15 dager. Den totale prosjektvarigheten er omtrent 35 til 50 dager.
Hvis det brukes en åpen-søyle med stort-spenn (stålbygninger med store spennvidder) eller fagverkskonstruksjon, kan den totale varigheten forlenges med 10 til 15 dager. Imidlertid er det fortsatt mye kortere enn byggeperioden for et betonglager (180 til 240 dager).

4. Er stål 100 % resirkulerbart? Er stor-stålkonstruksjon mer miljøvennlig enn betong?
Ja, stål er et 100 % resirkulerbart og gjenbrukbart materiale. Stålgjenvinningsgraden i stålkonstruksjoner med store-spenn kan nå over 95 %, mens gjenvinningsgraden for betong bare er rundt 30 %. I tillegg genererer stålkonstruksjonskonstruksjon mindre støy og mindre støv, og energiforbruket under byggeprosessen er 40 % lavere enn betongkonstruksjoner. Det kan betraktes som en mer miljøvennlig arkitektonisk løsning.

Konklusjon

I dag utvikler industri- og logistikksektoren seg raskt, og folks krav til bygninger blir mer og mer tydelige - de vil ha større plass, mer fleksible bruksmetoder og høyere effektivitet. Stålkonstruksjoner med store-spenn oppfyller nøyaktig disse kravene. De er sterke, lette og kan prefabrikkeres på fabrikken og deretter monteres på-stedet. Det er også veldig praktisk å utvide senere. Spesielt de store-stålkonstruksjonene uten søyler, det er ingen søyler som blokkerer hele plassen, noe som gir stor bekvemmelighet til felt som automatisert lagring og lagring av tungt maskineri, noe som forbedrer arbeidseffektiviteten betydelig.

Hvis du planlegger et stort-byggprosjekt og trenger skreddersydde stålkonstruksjoner med stor-spennvidde eller store klare-spannstålbygninger uten søyler, vennligst kontakt vårt profesjonelle team. Vi vil gi deg en full-prosesstjeneste fra design, produksjon, installasjon til vedlikehold basert på dine lagringskrav, regionale klimaforhold og budsjettplanlegging, og hjelper deg med å skape et effektivt, trygt og holdbart stort-byggområde!

Ta kontakt nå