Áreas especiais de estruturas metálicas na indústria da construção

Nota importante de especialista: Este é um texto educacional de arquivo, não uma especificação de projeto atual, cálculo estático, prova de capacidade de carga ou instruções de fabricação e montagem. O projeto de corredores, cúpulas, esqueletos, colunas altas, torres, estruturas de minas e tubulações requer um projetista autorizado, fundações geotécnicas e outras fundações autorizadas, efeitos reais, estabilidade, fadiga, verificações de incêndio e corrosão, bem como regulamentos e padrões válidos.

A concepção e construção de estruturas metálicas não faz parte da actual oferta pública de Savo Kusić. O foco de produção atual consiste em janelas de madeira, janelas de madeira-alumínio e portas personalizadas.

pavilhões industriais

1. Cúpulas. Existem cúpulas em que todas as hastes ficam na superfície da cúpula, formando sistemas espaciais, enquanto em outras as cúpulas são formadas pela disposição radial de fixadores individuais. Cúpulas que são redes espaciais podem ter os seguintes formatos:

            - Cúpulas de Schwedler, onde as nervuras são radiais e conectadas entre si por vigas horizontais (fig. 1)

            - Cúpulas de malha, cuja superfície consiste em uma rede de triângulos, sem nervuras radiais, mas com faixas envolventes com o mesmo número de ângulos (fig. 2). Se tal cúpula for baseada em um polígono regular com um número par de lados, o sistema será instável e inutilizável sem estabilização especial.

            - Cúpulas Zimmerman, onde existem, semelhantes às cúpulas de Schwedler e de malha, anéis horizontais, mas o número de ângulos nos anéis diminui gradativamente com o aumento da altura dos anéis. A vantagem das cúpulas Zimmerman em comparação com as cúpulas Schwedler e cúpulas de malha é que apenas as forças verticais surgem nos cantos da parte inferior, enquanto as forças horizontais do vento são recebidas pelo meio das paredes na direção longitudinal (fig. 3).

            - Cúpulas lisas ou de placa, nas quais, como na malha, todas as superfícies individuais são triangulares, enquanto o método de suporte é semelhante ao das cúpulas Zimmerman (fig. 4).

            - Telhados em tenda, onde as nervuras são retilíneas (fig. 5).

Fig. 1, 2, 3, 4 respectivamente

Fig. 5

2. Pavilhões desportivos. A construção dos pavilhões desportivos é determinada pela forma da arena e pela disposição dos assentos. Pilares são evitados, para que os observadores tenham uma visão clara de todo o interior.

3. Salas de exposições. No caso de salas de exposição, utiliza-se uma base retangular, para que a disposição dos fechos seja mais simples. Às vezes são fornecidas colunas internas, mas há maior liberdade na distribuição do espaço se não houver colunas no hall.

4. Salas de oficina. O projeto de uma estrutura de aço para uma oficina é elaborado com a cooperação de um especialista operacional, um projetista de guindaste e um projetista de estrutura de aço. O especialista em acionamento determina as dimensões da base e o espaçamento das colunas de acordo com o layout das máquinas e o plano de trabalho. Ele também determina o preenchimento das paredes, a cobertura e os métodos de fundação, de acordo com a opinião dos especialistas em construção. O projetista do guindaste determina os pesos próprios dos carrinhos e guindastes, os espaçamentos entre rodas e as pressões mais desfavoráveis ​​entre as rodas. Com base nos dados do especialista operacional e do projetista do guindaste, o projetista da estrutura de aço determina a estrutura de suporte do pavilhão. Os suportes do guindaste devem ser tão rígidos quanto possível e, se necessário, projetados com uma saliência, de modo que, quando um guindaste com carga pesada passar, o trilho do guindaste fique na posição horizontal e, assim, um motor de guindaste relativamente pequeno possa ser escolhido.

5, Salões em forma de serra. Os corredores em forma de serra são geralmente construídos quando é necessária uma iluminação uniforme e a penetração direta da luz solar no interior do salão deve ser evitada. Isto é especialmente importante em áreas de produção e armazéns da indústria têxtil. Os telhados serrados têm superfícies envidraçadas nuas 60o a 90o, enquanto a inclinação da superfície maciça é 30o. A superfície envidraçada é colocada do lado onde não há sol, ou seja, voltado para norte. Ao projetar telhados serrados, deve-se levar em consideração toda uma série de questões, cuja solução é a opinião autorizada do investidor, a saber: a cobertura do telhado pode ser feita de placas de montagem leves ou telhas sobre base de madeira, fixadores serrados podem ser treliças (fig. 6), caixilhos com três juntas (fig. 7), ou caixilhos em duas juntas com tensão (sl 8). A solução de treliça tem o menor peso, mas tem a desvantagem de a treliça aderir, por ex. na indústria têxtil, retêm fiapos de lã. Se se pretende ter o menor número possível de pilares no interior do edifício, pode ser aplicada uma solução com grelhas de grande vão em ambos os planos da cobertura, que se apoiam mutuamente e se apoiam nas extremidades em suportes de grelha.

Fig. 6

Fig. 7

Sl. 8

Construções para rampas para barcos

As construções sobre a rampa de lançamento carregam guindastes giratórios suspensos. São utilizados para a montagem grosseira de embarcações para tráfego marítimo e fluvial. Guindastes giratórios altos e guindastes de cabo competem com essas construções. Na fig. 9 mostra a construção da rampa de lançamento da empresa Nordseewerke Emden. Peso 3000 t, construído 1912.

Fig. 9

Construções de esqueleto de aço

A construção em esqueleto de aço é uma estrutura com vários pisos, cujas colunas, suportes e vigas em aço transferem para a fundação cargas provenientes do próprio peso de outros materiais, bem como cargas úteis. As paredes externas e internas servem apenas para delimitar o espaço. Além do peso próprio e da carga útil, a estrutura de aço também recebe a pressão do vento sobre a edificação, nas direções longitudinal e transversal.

As construções esqueléticas geralmente têm um formato tal que colunas e vigas formam pórticos transversais. Estas molduras têm aproximadamente a mesma distância entre si na direção longitudinal do edifício e são ligadas por suportes longitudinais. Os quadros podem ter dois ou três postes. As conexões da subestrutura aos pilares podem ser rígidas ou articuladas.

Para enrijecer o edifício longitudinalmente, as juntas verticais são colocadas em campos sem janelas (fig. 10), ou todos os suportes das paredes externas são rigidamente conectados aos pilares de modo que uma estrutura de pórtico com numerosos nós é criada (fig. 11).

Fig. 10

Fig. 11

A escolha dos materiais para tetos, paredes interiores e exteriores é de importância decisiva para a economia e rapidez da solução. Esses materiais devem ter efeito isolante térmico e acústico, devem ser leves e resistentes às influências atmosféricas, devem proteger as paredes de aço do fogo, da ferrugem e da condensação. Os tetos são de concreto com armadura ordinária ou cruzada ou de peças pré-fabricadas de concreto.

A possibilidade de aplicação de construções de esqueleto de aço é muito diversificada. Eles são utilizados na construção de edifícios altos e comerciais, hotéis e muitas plantas industriais, e apresentam muitas vantagens em comparação com outros métodos de construção. A alta resistência do aço leva a dimensões relativamente pequenas dos elementos de suporte. Como as paredes aqui não participam do suporte da carga, elas podem ter espessura igual em todos os pisos. O tempo necessário para a construção do esqueleto de aço é curto, a montagem pode ser feita em qualquer clima. Alterações na estrutura podem ser facilmente implementadas durante a montagem e mesmo após a tomada de posse da edificação, sem comprometer a segurança da edificação. A subsidência do solo pode ser facilmente equalizada elevando colunas sem interromper a operação do próprio edifício.

Nestas construções, são utilizados materiais leves para tetos e paredes, e a própria estrutura de suporte também é leve, de modo que o peso próprio total do edifício é relativamente pequeno. Como resultado, o custo do financiamento é baixo. Eles podem ser facilmente desmontados, onde peças de aço individuais podem ser parcialmente reutilizadas.

Pilares e torres altas

Colunas e torres altas são estruturas altas e delgadas, com cargas relativamente leves, para as quais o aço é um material particularmente adequado.

1. Postes de iluminação. Para uma iluminação uniforme das maiores áreas possíveis, especialmente na área de instalações ferroviárias e minas, estão sendo erguidas colunas de altura 25 a 40m. No topo existe uma plataforma sobre a qual são colocadas as instalações de iluminação. Para permitir a reparação destas instalações estão previstos parques infantis (fig. 12). Cintas de canto, diagonais e horizontais são constituídas por ângulos. O cálculo é feito como para construções na indústria da construção.

Fig. 12

2. Postes para a rede de bondes. Considerando a forma de tensionar o cabo de sustentação, é necessária igual resistência à flexão em relação a todos os eixos horizontais. Dependendo da altura, a espessura da chapa varia de 8 a 10 mm.

3. Postes para a rede ferroviária elétrica. Eles variam em altura de 8 a 16 m. A altura depende do vão e, portanto, da flecha do cabo de suporte, que pode ficar vertical ou obliquamente ao condutor (fig. 12). A seção, que é retangular na parte inferior e quadrada na parte superior, deve ser a menor possível. É útil amarrar as diagonais dos cantos diretamente aos cintos, sem nós. Cada correia de canto possui uma placa de apoio na extremidade inferior e toda a coluna repousa sobre uma base comum para todas as quatro correias. A coluna é fixada à fundação com chumbadores de concreto.

4. Postes de linha de energia. No caso de importantes linhas de transmissão de alta tensão, os postes são feitos quase exclusivamente de aço. A sua altura depende do vão livre, disposição dos consoles, materiais e tensões permitidas, condutores e corda de proteção no poste, bem como das condições de carga. O número de sistemas de corrente alternada transmitidos pelos pólos também influencia. Dependendo da finalidade, distinguem-se os seguintes tipos de postes: postes de suporte para transportar condutores na direção (fig. 13), postes de canto com pontos de interrupção da rota para receber componentes horizontais do condutor, postes de tensão (fig. 13), postes de conexão ou divisão que são usados para conexão ou divisão do condutor em várias direções.

Fig. 13

A coluna quase sempre tem seção quadrada e é composta por várias partes em altura. Cintos e diagonais são feitos de ângulos. Para aumentar a resistência à flambagem, as correias são parcialmente preenchidas com concreto após a montagem. A ligação de diagonais e correias é feita, se for estruturalmente possível, sem folhas nodais. Colunas menores, especialmente colunas de suporte, são ancoradas em travessas de madeira enterradas 3 m. Colunas altas são colocadas exclusivamente em uma fundação de bloco de concreto.

Minas

Para instalações de mineração de superfície, são aplicados termos profissionais, sendo os mais importantes explicados na fig. 14. A parte principal da torre de exportação da mina é a torre guia. A altura da torre depende da altura da plataforma de entrada acima do campo, do comprimento do cesto, do comprimento da passagem, da altura do pára-choques e da altura de queda entre o pára-choques e as pegas.

Fig. 14.1.

Fig. 14.2.

Ao longo dos anos, certas formas de torres de exportação foram desenvolvidas, dependendo da posição da máquina de acionamento em relação à torre. Se durante o acionamento simples, ou seja, quando há um cesto que sobe e outro que desce, os cestos ficam pendurados um ao lado do outro, vistos da lateral da máquina motriz, então os dois rolos podem ficar um ao lado do outro na mesma plataforma, e então a torre é térrea. Na fig. 15 mostra uma solução com quatro rolos próximos um do outro.

Fig. 15

Se os cestos ficarem pendurados um atrás do outro, os rolos devem ficar um acima do outro para que seja uma torre de dois andares (fig. 16). E com a torre dupla, quando quatro cestos ficam lado a lado. vistos da máquina motriz, todos os quatro rolos podem ficar lado a lado em uma torre de um único andar (fig. 15).

Se, no entanto, olhando da máquina, quatro cestos são colocados um atrás do outro, uma máquina deve ser colocada em lados opostos da torre, e a torre é resolvida como uma construção de dois andares com uma parte inferior espalhada (fig. 17). Somente quando não há espaço suficiente próximo ao poço para colocar a casa da máquina próxima à torre, a máquina de acionamento é colocada na própria torre.

Além das torres de exportação, as instalações de superfície da mina podem incluir corredores com poços e salas de lavagem onde o carvão é processado. O projeto destas instalações requer a cooperação do projetista da estrutura metálica com a empresa fornecedora do equipamento. Em princípio, esses objetos não diferem das demais estruturas metálicas, exceto pelo fato de exigirem adaptação constante da estrutura aos equipamentos mecânicos. Em uma sala de oficina, por exemplo, pode-se considerar que todos os quadros são iguais, o que, no entanto, é raro em uma sala de mina ou lavanderia.

Fig. 16

Fig. 17

Construções de tubos

O tubo tem a seção transversal mais favorável para uma haste prensada, que é igualmente apoiada em todas as direções. Além disso, a menor espessura de parede pode ser alcançada com tubos. Em todas as outras secções esta espessura é mais limitada pela instabilidade local do que no caso de um tubo cilíndrico. Os tubos são particularmente insensíveis ao risco de torção, o que não acontece com outras secções de estruturas metálicas. Além dessas vantagens estáticas dos tubos, sua desvantagem é o formato desfavorável para receber momentos fletores, bem como a difícil conexão de tubos mais grossos em ângulo.

Os tubos podem ser feitos de folhas dobradas com costura longitudinal soldada ou como rolos sem costura. Em ambos os casos, o preço do tubo é superior ao preço do perfil, dadas as dificuldades de fabricação. Por estas razões, as construções de tubos são competitivas apenas com uma redução correspondente no peso do material. Os tubos são especialmente utilizados como pilares de edifícios, se forem carregados apenas com forças normais. Os tubos também são usados ​​para pilares de passagens subterrâneas e estruturas subterrâneas. Agora eles são frequentemente usados ​​​​para fazer andaimes. Para evitar corrosão interna, todas as extensões e conexões, bem como os tubos terminais, devem ser completamente vedados.

Nota de aplicação: Exemplos históricos, dimensões, tipologias e reivindicações de economia ou conveniência do sistema não devem ser usados como substitutos de padrões atuais, condições do local, características técnicas de materiais e equipamentos ou verificação especializada de construção específica.