Kết cấu giàn thép là gì?
Giàn thép là một khung cứng, nhẹ gồm các thanh thép thẳng được sắp xếp thành các khối hình tam giác. Do các bộ phận chủ yếu chịu lực kéo hoặc nén dọc trục nên kết cấu chịu tải nặng trên các nhịp dài mà không có cột đỡ trung gian, điều này khiến giàn trở nên cần thiết cho cầu, nhà kho, nhà chứa máy bay và các tòa nhà có nhịp lớn{1}}mái.
Thành phần chính
Hợp âm đỉnh:thành viên ranh giới trên, thường ở dạng nén.
Hợp âm dưới:thành viên ranh giới phía dưới, thường ở trạng thái căng thẳng.
Thành viên web:các đường chéo bên trong và các đường thẳng đứng kết nối các hợp âm và chuyển lực cắt.
Nút:các khớp nơi lực lượng thành viên hội tụ và được chuyển giao.
Tiêu chuẩn thiết kế và vật liệu
Thiết kế giàn thường tuân theo AISC 360, EN 1993-1-1 (Eurocode 3) hoặc GB 50017, với mối hàn theo AWS D1.1. Các loại thép điển hình là Q235B và Q355B (GB/T 1591), S235 và S355 (EN 10025-2), hoặc ASTM A36 và A572, với các loại cường độ cao có sẵn khi thiết kế yêu cầu.
Các loại giàn thép chính
| Kiểu | Sắp xếp web | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| Pratt | Hợp âm song song, mạng mẫu N{0}}; phương thẳng đứng khi nén, đường chéo khi căng | Nhà máy công nghiệp, nhà chứa máy bay, cầu đường cao tốc |
| Warren | Các đơn vị hình tam giác đều, không có đường thẳng đứng; đường chéo xen kẽ căng thẳng và nén | Mái-có nhịp dài, cầu vượt dành cho người đi bộ, cầu dầm đường sắt- |
| Howe | Đường chéo khi nén, đường thẳng đứng khi căng (ngược lại với Pratt) | Hệ thống mái nặng, cầu giàn đường sắt, sàn hạng nặng |
| Fink | Đường chéo hình chữ V-nhiều tầng cho mái dốc | Mái nhẹ đúc sẵn, nhà kho nhỏ, nhà máy-thấp tầng |
| cái kéo | Các hợp âm chéo tạo thành một không gian trống hình vòm, cột | Lớp học, khán phòng, công trình công cộng có mái-mái cong |
| Dây cung / cong | Hợp âm trên cong (sườn vòm) có dây buộc ngang phía dưới | Các địa điểm thể thao, trung tâm triển lãm{0}}có quy mô lớn |
| Hợp âm phẳng/song song | Hợp âm song song với web dọc và chéo | Tầng nhiều-tầng, nhà máy-mái bằng, tầng lửng, hành lang băng tải |
| Vierendeel | Không có đường chéo; khớp cứng chống cắt khi uốn | Khung mặt tiền, lối đi trong suốt, sảnh thương mại rộng lớn |
Lợi ích của kết cấu giàn thép
Trọng lượng bản thân nhẹ-với độ cứng cao:vì kèo nhẹ hơn đáng kể so với-dầm chắc có nhịp tương đương, giúp giảm tải trọng cho móng và khi lắp dựng. Mức tiết kiệm chính xác phụ thuộc vào cấu hình và được xác nhận theo thiết kế.
Khả năng kéo dài-:các bộ phận lực-trục cho phép các nhịp vượt xa phạm vi tiết kiệm của dầm bản-rắn chắc, vì vậy có thể đạt được nội thất không có cột-lớn.
Sử dụng vật liệu hiệu quả:các dây và lưới hoạt động ở trạng thái căng hoặc nén thuần túy, đồng thời có thể sử dụng thép cường độ-cao ở những nơi có tải trọng điều chỉnh phù hợp.
Tích hợp dịch vụ:các mạng lưới mở cho phép các ống dẫn HVAC, đường ống-chống cháy và hệ thống cáp đi qua độ sâu giàn, cải thiện khả năng sử dụng chiều cao-rõ ràng.
Xây dựng nhanh, công nghiệp hóa:chế tạo sẵn tại cửa hàng, lắp ráp tại công trường bằng chốt và giảm sự phụ thuộc vào thời tiết, rút ngắn chương trình xây dựng so với các giải pháp thay thế-đúc-tại chỗ.
Cách chọn giàn thép phù hợp
Yêu cầu về kết cấu
Chọn loại giàn theo chức năng xây dựng, nhịp, hình dạng mái và các điều kiện hỗ trợ. Các nhịp dài trong suốt phù hợp với kiểu mái Warren hoặc kiểu dây cung, trong khi mái dốc-cao phù hợp với kiểu Fink hoặc kiểu cắt kéo.
Tải trọng thiết kế
Thiết kế cho tất cả các tải trọng áp dụng - chết, sống, gió, tuyết và địa chấn - theo mã quản lý: AISC 360, EN 1993-1-1 (Eurocode 3) hoặc GB 50017.
Chất liệu, độ bền và khả năng chống cháy
Bảo vệ chống ăn mòn sử dụng phương pháp làm sạch bằng phun nổ đến Sa 2.5, sau đó là lớp sơn lót và lớp phủ hoàn thiện{1}}cao cấp hoặc mạ kẽm nhúng nóng- (ISO 1461). Phòng cháy chữa cháy sử dụng lớp phủ-dày hoặc lớp phủ phồng có kích thước phù hợp với mức chịu lửa-yêu cầu.
Kết nối và chế tạo
Các kết nối có thể được hàn, bắt vít cường độ-cao (cấp thuộc tính 8.8/10.9 hoặc ASTM F3125 Cấp A325 khi áp dụng thông lệ của Hoa Kỳ) hoặc tấm miếng đệm-. Dung sai chế tạo và chất lượng mối hàn được xác minh bằng kiểm tra kích thước và{7}}thử nghiệm không phá hủy (MT/UT) theo yêu cầu của thông số kỹ thuật.
Đề xuất dựa trên dự án-
| Dự án của bạn | Loại giàn được đề xuất | Ưu điểm chính |
|---|---|---|
| Mái nhà kho hoặc nhà xưởng | Pratt hoặc Fink | Chi phí thấp, giao hàng nhanh |
| Sân vận động hoặc nhà ga sân bay | Dây cung hoặc Warren | Khoảng rõ ràng tối đa |
| Xây dựng cần cẩu hạng nặng | Howe | Khả năng tải dọc vượt trội |
| Cầu hoặc lối đi dành cho người đi bộ | Warren hoặc Vierendeel | Hiệu quả thẩm mỹ và kết cấu |
| Phòng triển lãm | Kéo hoặc dây cung | Sức hấp dẫn kiến trúc |
Những khuyến nghị này áp dụng cho các kịch bản thông thường; nhịp, tải trọng hoặc hình dạng bất thường đòi hỏi phải có thiết kế kết cấu phù hợp.
Câu hỏi thường gặp
Sự khác biệt giữa giàn thép và dầm mạng-rắn là gì?Dầm bản bụng-rắn chống lại tải trọng thông qua uốn và cắt kết hợp, trong khi giàn chuyển đổi mômen uốn thành lực căng dọc trục và lực nén trong dây cung, với các thành phần bản bụng chịu lực cắt. Điều này mang lại cho giàn khả năng sử dụng vật liệu cao hơn và trọng lượng bản thân-nhẹ hơn trong các nhịp dài; đối với các nhịp ngắn, dầm-rắn chắc sẽ tiết kiệm hơn.
Các phương pháp kết nối phổ biến cho giàn thép là gì?Các mối nối hàn mang lại tính toàn vẹn cao, các kết nối bắt vít có độ bền-cao phù hợp với việc vận chuyển và lắp ráp công nghiệp hóa, đồng thời các kết nối tấm đệm-được sử dụng khi các bộ phận hội tụ tại một nút chung.
Những loại mặt cắt ngang nào được sử dụng cho các bộ phận giàn?các góc thường gặp đối với nhịp nhẹ và nhịp nhỏ-đến-trung bình; các phần rỗng hình tròn hoặc hình vuông mang lại vẻ ngoài gọn gàng và khả năng chống gió tốt cho giàn không gian; Tiết diện H{2}}và tiết diện hộp phù hợp với kết cấu nhịp nặng hoặc cực dài-dài{4}}.
Ăn mòn và chống cháy được giải quyết như thế nào?Các bề mặt được-làm sạch bằng phương pháp nổ và phủ một hệ thống-chống-ăn mòn hạng nặng hoặc mạ kẽm nhúng nóng- (ISO 1461); khả năng chống cháy được áp dụng bằng lớp phủ màng căng phồng hoặc dày-để đáp ứng chỉ số chống cháy-được chỉ định.
Bạn có cung cấp các tính toán kết cấu và tài liệu tải trọng không?Đúng. Nhóm kỹ thuật của chúng tôi cung cấp các báo cáo phân tích phần tử hữu hạn, tính toán thiết kế thành viên và chi tiết kết nối phù hợp với mã thiết kế được chỉ định (AISC 360, Eurocode 3 hoặc GB 50017), cùng với tài liệu tương đương về vật liệu được chứng nhận giữa các cấp ASTM, EN và GB.
Bạn có thể chế tạo giàn để giao hàng xuất khẩu không?Đúng. Giàn được làm sẵn hoàn toàn, kèm theo thanh giằng bảo vệ và được vận chuyển bằng container hoặc hàng rời-với nhãn thành phần rõ ràng để dễ dàng-phân loại và lắp ráp tại chỗ.