مباني الإطار الفولاذي للبوابة هي أكثر أنظمة الهيكل شيوعًا. يستخدم على نطاق واسع في المباني الفولاذية الخفيفة مثل المستودعات وورش العمل والسقائف والمرائب.

إطار البوابة الفولاذي عبارة عن نظام بناء خفيف الوزن ؛ هو عبارة عن شبكة صلبة أو إطار بوابة شبكي كإطار رئيسي للحمل ، ويتكون من ملحوم على شكل حرف H (مقطع عرضي متساوٍ أو متغير) ، أو فولاذ على شكل حرف H مدلفن على الساخن ، أو فولاذ رقيق الجدران مشكلة على البارد. يتم استخدام الصلب الرقيق المشكل على البارد (على شكل C أو Z) كمدادات وأربطة حائط ؛ تستخدم الصفائح المعدنية المموجة للأسقف والجدران ؛ استخدام رغوة البوليسترين ، ورغوة البولي يوريثان الصلبة ، والصوف الصخري ، والصوف المعدني ، والصوف الزجاجي ، وما إلى ذلك ، كمواد للحفاظ على الحرارة والعزل الحراري ، وإعداد نظام تقوية مناسب.

مقارنة بهيكل الخرسانة المسلحة. يتميز الإطار الفولاذي المدخل بمزايا الوزن الخفيف والصلابة العالية والتصميم المرن والقوة المعقولة والبناء المريح.

شكل الإطار الصلب

يحتوي هيكل إطار البوابة على أشكال مختلفة: أحادية الامتداد ، ومزدوجة الامتداد ، ومنخفضة منخفضة ، ومتعددة الامتدادات ، وحافة واحدة ، وحافة متعددة ، أو منحدر واحد ، ومنحدر مزدوج ، ومنحدرات متعددة ، ومنحدر مسطح ، وما إلى ذلك. تُستخدم الإطارات الصلبة أحادية الامتداد في الغالب في المباني ذات متطلبات المساحة الجانبية المنخفضة. بشكل عام ، الامتداد هو 18-36 م. غالبًا ما تستخدم المقاطع الملحومة أو الملفوفة على شكل H. يتم تحديد موضع وارتفاع العوارض والأعمدة متغيرة المقطع وفقًا لمخطط مسافة الانحناء والامتداد. الإطار الصلب متعدد الامتدادات مناسب للمباني الكبيرة ، والمقطع العرضي مشابه للإطار الصلب أحادي الامتداد ، لكن العمود المركزي يتبنى عمومًا مقطعًا عرضيًا متساويًا. في الوقت الحالي ، بلغ الحد الأقصى لامتداد إطار البوابة 72 مترًا.

تكوين مباني الإطار الفولاذي للبوابة

1. التأطير الأساسي: الإطارات الصلبة المستعرضة (بما في ذلك الإطارات الصلبة الوسطى والنهائية) ، وعوارض الأرضية ، وعوارض الرافعة ، وأنظمة الدعم ، إلخ.
2. الإطار الثانوي: مدادة السقف وحزام الجدار ، إلخ.
3. هيكل الغلاف: ألواح السقف والجدران.
4. الهياكل المساعدة: السلالم ، المنصات ، الدرابزين ، إلخ ؛
5. مؤسسة.

تشكل الأعمدة الفولاذية وعوارض السقف وأنظمة التدعيم الهيكل الأساسي للقوة لإطار البوابة الفولاذية. إنه الإطار الأساسي.
لا تدعم مدادات الأسقف والتشابك الجداري السقف والجدران فحسب ، بل توفر أيضًا دعمًا جانبيًا للعوارض والأعمدة الهيكلية الرئيسية ، والتي تشكل الإطار الثانوي لمباني الإطار الفولاذي للبوابة.
يعمل لوح السقف والجدار كغلاف وإغلاق للهيكل بأكمله ، مع زيادة الصلابة الكلية للمباني الفولاذية.

عادة ما يكون امتداد إطار البوابة 9 36 م. عندما لا تكون عروض الأعمدة الجانبية متساوية ، يجب محاذاة جوانبها الخارجية.

يجب أن يكون متوسط ارتفاع إطار البوابة 4.5 × 9.0 مم. عندما يكون هناك رافعة علوية ، يجب ألا تزيد عن 12 مترًا.

يجب أن تكون المسافة بين إطار البوابة ، أي المسافة الطولية بين محور شبكة العمود ، من 6 إلى 9 أمتار.
يمكن تحديد طول البروز وفقًا لمتطلبات التطبيق ويجب أن يكون 0.5 ~ 1.2 متر.

النظام الإنشائي للمباني ذات الإطار الفولاذي البوابة:

1- الهيكل الحامل المستعرض:

1) يشمل تكوين الهيكل الحامل المستعرض عوارض السقف الفولاذية والأعمدة الفولاذية والأساس) ؛
2) يدعم الهيكل الحامل المستعرض وينقل الأحمال الرأسية والأفقية.

2. هيكل الإطار الطولي:

1) يتضمن تكوين هيكل الإطار الطولي أعمدة طولية ، وعوارض رافعة ، ودعامات للجدار ، وحزمة ربط صلبة وأساس)
2) ضمان الصلابة الطولية واستقرار المباني ؛
3) نقل وتحمل حمل الرياح الطولي ، والتحميل الأفقي الطولي للرافعة ، والضغط الحراري ، والزلزالية التي تعمل على الجملونات في نهاية المبنى والسقف.

3. هيكل السقف

1) لوح السقف: يمكنه تحمل الحمل الرأسي وحمل الرياح الأفقي الذي يعمل على لوح السقف. بشكل عام ، تستخدم لوح معدني أحادي اللون أو لوح متعدد الطبقات.

2) المدادة: الهيكل الداعم للوح السقف ، والذي يمكن أن يتحمل الحمل الرأسي وحمل الرياح الأفقي المنقولة من لوحة السقف. 3) شعاع الإطار الصلب: تتحمل الأعضاء الحاملة الأولية الوزن الذاتي لهيكل السقف والحمل المباشر المنقول من لوحة السقف.

4. هيكل الجدار

1) ألواح الجدران الخارجية: جدار عمودي وجملون. تتحمل أساسا حمولة الرياح. إنها تستخدم لوح معدني أحادي اللون أو لوح متعدد الطبقات.
2) ترابط الحائط: تحمل حمولة الرياح الرأسية والأفقية المنقولة بواسطة لوحة الحائط.

5. تستعد

النوع: دعامة أفقية للسقف ، دعامة للجدار.
1) دعامة أفقية للسقف: تعزز الصلابة الكلية للسقف. وهو يتألف من دعامة متقاطعة للسقف ، وشعاع ربط ، واستعدادات طيران.
2) تقوية الجدار: تستخدم لتحسين استقرار هيكل إطار الجدار

يستخدم:
1) تعزيز الصلابة المكانية لهيكل المبنى
2) الاستقرار الهيكلي مضمون
3) نقل حمولة الرياح وحمل فرامل الرافعة والحمل الزلزالي إلى الأعضاء الحاملة

Why Steel Building Need Wall Bracing

تعمل الأحمال الخارجية مباشرة على المغلف – يتم نقل الأحمال الرأسية والجانبية إلى إطار البوابة الجانبي للهيكل الأساسي من خلال الهيكل الثانوي. يعتمد إطار البوابة على صلابته لمقاومة التأثيرات الخارجية. يتم نقل أحمال الرياح الطولية إلى الأساس من خلال دعامة السقف والجدار.

التخطيط الهيكلي لمباني الإطار الفولاذي للبوابة

يتم تحديد امتداد وتباعد العمود في إطار البوابة الفولاذية بشكل أساسي وفقًا لمتطلبات المبنى. القضايا الرئيسية التي يجب مراعاتها في التصميم المعماري هي تحديد الفاصل الزمني لدرجة الحرارة وتخطيط نظام التدعيم.

بالنظر إلى تأثير درجة الحرارة ، يجب ألا يتجاوز طول قسم درجة الحرارة الطولية لمباني الإطار الفولاذي المدخل 300 متر ، وقسم درجة الحرارة العرضية لا يتجاوز 150 مترًا. إذا تجاوز الحجم قسم درجة الحرارة ، فيجب أن يرتب مفصل تمدد درجة الحرارة. يمكن تحقيق فواصل تمدد درجة الحرارة عن طريق وضع أعمدة مزدوجة أو تعديل الإطار الثانوي.

Expansion joint of steel roof on concrete column

المبادئ الرئيسية لترتيب Bracing هي كما يلي:

1. المسافة بين الدعامة بشكل عام 30 م – 40 م ويجب ألا تتجاوز 60 م

2. دعامة السقف الأفقي والجدار المرتبان بين نفس العمود ، يستخدم لضمان تشكيل نظام غير متغير هندسيًا وتحسين الصلابة الكلية لهيكل المبنى ؛
3. إذا كانت دعامة السقف مرتبة بين الأعمدة الثانية ، فيجب ترتيب قضبان الربط الصلبة بين الأعمدة الأولى.

5. يمكن للقضيب المائل بزاوية 45 درجة أن ينقل الأحمال الأفقية بشكل فعال. عندما تكون زاوية عضو التدعيم أحادي الطبقة كبيرة جدًا بسبب العمود المرتفع ، يجب ضبط دعامة الجدار ذات الطبقة المزدوجة أو ثلاثية الطبقات ؛

6. توفر قضبان الربط الصلبة عند نقاط التحول مثل قمم الأعمدة وحواف السقف. يجب توفير قضبان ربط صلبة طولية عند الهيكل طوليًا عند عقد دعامة الجمالون ؛

7. قضيب الربط الصلب لمباني الإطار الفولاذي للبوابة يمكن أن يستخدم المدادة في الموضع المقابل. يتم توفير شريط الربط عندما تكون الصلابة أو قدرة التحمل غير كافية.

تسلسل التثبيت للهيكل الفولاذي المدخل:

1. قم بتثبيت العمود الفولاذي
أولاً ، قم بإصلاح مسامير التثبيت ، ويتم تثبيت العمود الفولاذي على الأساس عن طريق التوصيل بمسامير التثبيت.

2. قم بتثبيت عارضة الربط بين الأعمدة الفولاذية.

3. قم بتجميع العارضة الفولاذية
يجب دمج عوارض الصلب مع براغي عالية القوة على الأرض وتجميعها.

4. قم بتركيب المدادة بين دعامات السقف لتشكيل نظام إطار مستقر.

تسلسل التثبيت: ابدأ بإطارين صلبين مدعومين بين الأعمدة بالقرب من الجملون. قم بتثبيت دعامة ، تستعد ، وتدعم الطيران ، إلخ.

بدءًا من الإطارين الصلبين ، قم بتثبيتهما بالتسلسل باتجاه الطرف الآخر من المنزل.

عوامل مباني الإطار الفولاذي للبوابة التي تؤخذ بعين الاعتبار في التصميم:

1- ضوابط قيمة الحمولة

الحمولة الميتة

يولد برنامج التصميم الوزن الذاتي لمباني الإطار الفولاذي للبوابة. تم حساب حمولة السقف والمدادة والدعامة والأحمال الأخرى المضافة إلى الإطار الفولاذي وفقًا للتصميم الفعلي. يمكن استخدام الألواح ذات اللون الواحد المموج واللوحة العازلة كسقف أو لوحة حائط. المواد العازلة للألواح العازلة تشمل رغوة البوليسترين ، البولي يوريثين ، الصوف الصخري ، الصوف الزجاجي ، إلخ.
يجب أن يتحد التصميم مع مواد معينة لتحديد الحمل على السقف والجدار.

تحميل متغير

تشمل الأحمال المتغيرة الحمل المباشر للسقف ، وحمل الرماد ، وحمل الرافعة ، والحركة الزلزالية ، وحمل الرياح ، إلخ. تنص “المواصفات الفنية للهياكل الفولاذية الخفيفة ذات الإطار الفولاذي” (CECS102: 2002) على أن الحمل الحي للسقف هو 0.5 كيلو نيوتن / م 2. إذا كانت مساحة التحميل أكبر من 60 م 2 ، يمكن أن يتضاعف عامل التخفيض 0.6. لذلك عند حساب الإطار الفولاذي عادة ما يستخدم 0.3kn / m2.

2. تقليل كمية الصلب

في مباني الإطار الفولاذي المدخل ، يمثل استهلاك الفولاذ للإطار الفولاذي الأساسي والمدادة أكثر من 90٪. في ظل نفس ظروف التحميل ، يكون لترتيب تباعد الأعمدة تأثير كبير على استهلاك الفولاذ.
تظهر العديد من التحليلات الإحصائية أن مسافة العمود الموصى بها هي 6-8 م ، ويجب ألا يكون الامتداد أكبر من 36 م. يجب أن تكون Purlins فولاذية رقيقة الجدران من النوع C و Z ، بينما تستخدم الإطارات الفولاذية عمومًا مقاطع على شكل حرف H.