Dans le domaine de l'ingénierie de la construction,structures en acier, avec leurs propriétés mécaniques efficaces et leurs capacités de conception flexibles, sont devenus un choix clé pour l'architecture moderne. Pour les débutants, la maîtrise des formes structurelles de base et la logique de sélection des structures en acier est la clé pour débloquer des opportunités professionnelles. Ci-dessous,LionsExpliquera systématiquement cinq structures typiques: les cadres de portail en acier clair, les cadres en acier, les cadres de grille en acier, les structures de membrane de câble et les fermes de tube.
Structure centrale et caractéristiques porteuses
Le portail en acier légerstructure en acierse compose d'un cadre portail, d'un système Purlin (acier c / z) et d'un système de support, formant un système de charge planaire. Son avantage central réside dans sa conception de section transversale variable, où les coupes transversales de faisceau et de colonne sont optimisées en fonction des forces internes, réalisant une utilisation efficace des matériaux. L'utilisation de feuilles en acier ondulé légères pour les toits et les murs réduit les charges de fondation de 40% à 60% par rapport aux structures en béton.
Scénarios d'application typiques
Il convient aux bâtiments industriels (usines légères, entrepôts et logistiques) et des installations commerciales (salles d'exposition et garages) avec des portées uniques de 20 à 30 mètres et des talents allant jusqu'à 10 mètres. La construction ne prend que 4 à 8 semaines et le coût est de 20% à 30% inférieur aux structures en béton.
Caractéristiques structurelles et avantages du système
Un système de charge spatial composé de colonnes en acier (tubes en acier en acier / acier circulaires en forme de H) et des poutres en acier (poutres en acier / composite en H / composite) connectées via des joints rigides (hybride entièrement soudé / boulonné / soudé) peut accueillir des espaces de grandes colonnes dépassant 9 mètres. En combinant des articulations articulées avec le système de soutien,Structure en acierpeut s'adapter de manière flexible à différentes exigences de fortification sismique.
Types de construction applicables
Commercial à plusieurs étages: immeubles de bureaux de 5 à 15 étages (tels que les bâtiments SOHO), avec des plans d'étage librement divisibles pour répondre aux exigences de bureau ouvert.
Industriel: ateliers lourds (tels que des ateliers d'usinage) capables d'accueillir des grues aériennes de plus de 50 tonnes.
Bâtiments résistants au sismique: sa ductilité élevée en fait la structure préférée des zones sujettes aux tremblements de terre.
Composition géométrique et avantages mécaniques
Un système de charge spatial composé d'éléments tubulaires en acier connectés via des joints sphériques dans un motif de grille permet une rigidité de flexion bidirectionnelle équilibrée. L'épaisseur de la grille plate est d'environ 1/10-1 / 15 de la portée, tandis que la montée de la grille incurvée est de 1/6-1 / 8 de la portée. La structure en acier globale ne consomme que 30 à 50 kg / ㎡ d'acier.
Applications importantes
Bâtiments sportifs: les stades (tels que la structure de soutien extérieure du nid de l'oiseau) et les piscines, couvrant des durées ultra-grandes de 80-150 mètres.
Côtes de transport: Terminaux de l'aéroport (comme le toit de pointer de l'aéroport de Pékin Daxing), réalisant des espaces transparents sans colonnes.
Plantes industrielles: Ateliers de fabrication d'avions, conjointement avec un système de grue en suspension.
Structure du système et principe de charge
Composé de câbles en acier à haute résistance, d'une membrane tendue et d'une structure de support, la structure atteint une forme hyperbolique stable par pré-tension. La membrane n'a que 0,5 à 1,5 mm d'épaisseur et pèse moins de 1 kg / ㎡, mais possède une résistance à la traction de 50 à 150 MPa. Combiné avec le réseau de câble, il permet des étendues non étayées de plus de 200 mètres.
Domaines d'application innovants
Architecture du paysage: auvents de stade, auvents de la place commerciale
Eco-Architecture: Botanical Garden Greenhouses (Eden Project, UK), en utilisant la transmittance à haute lumière (95%) du film ETFE pour fournir un éclairage naturel
Architecture temporaire: grandes salles d'exposition (pavillons nationaux de l'exposition mondiale), amovible et réutilisable
Caractéristiques structurelles et avantages matériels
Les tubes en acier circulaire sont connectés par des nœuds soudés ou des plaques de gousset qui se croisent pour former un type de fermeturestructure en acierSystème de chargement. La rigidité en flexion de la section du tube en acier est de 30% à 50% plus élevée que celle de l'acier de section H, et la section fermée offre une excellente résistance à la corrosion, ce qui le rend particulièrement adapté aux environnements humides / corrosifs.
Divers scénarios d'application
Plantes industrielles: toits de machines lourds (s'étend sur 40 à 60 mètres), capables de résister à des charges en suspension supérieures à 30 tonnes.
Ingénierie des ponts: ponts de fermes routières (tels que le pont guutière à Wuhan), avec des portées allant jusqu'à 150 mètres et une réduction de poids de 60% par rapport aux ponts en béton.
Bâtiments d'exposition: les salles d'exposition à grande place (comme le complexe de canton) obtiennent un design propre et esthétique avec des fermes de tube rectangulaire.
