พื้นที่พิเศษของโครงสร้างเหล็กในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง

หมายเหตุจากผู้เชี่ยวชาญที่สำคัญ: นี่เป็นข้อความเพื่อการศึกษาที่เก็บไว้ ไม่ใช่ข้อกำหนดการออกแบบในปัจจุบัน การคำนวณแบบคงที่ การพิสูจน์ความสามารถในการรับน้ำหนัก หรือคำแนะนำในการผลิตและการประกอบ การออกแบบห้องโถง โดม โครงกระดูก เสาสูง หอคอย เหมืองและโครงสร้างท่อต้องอาศัยผู้ออกแบบที่ได้รับอนุญาต ฐานรากทางธรณีเทคนิคและที่เชื่อถือได้อื่นๆ ผลกระทบที่เกิดขึ้นจริง ความมั่นคง ความเหนื่อยล้า การตรวจสอบเพลิงไหม้และการกัดกร่อน รวมถึงกฎระเบียบและมาตรฐานที่ถูกต้อง

การออกแบบและการก่อสร้างโครงสร้างเหล็กไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของข้อเสนอสาธารณะในปัจจุบันของ Savo Kusić จุดมุ่งหมายในการผลิตในปัจจุบันประกอบด้วย หน้าต่างไม้, หน้าต่างไม้-อลูมิเนียม และ ประตูสั่งทำพิเศษ

เฮล

1. โดม. มีโดมที่มีแท่งทั้งหมดวางอยู่บนพื้นผิวของโดม ซึ่งก่อให้เกิดระบบเชิงพื้นที่ ในขณะที่โดมอื่นๆ ถูกสร้างขึ้นโดยการจัดเรียงตามแนวรัศมีของความสัมพันธ์แต่ละอย่าง โดมที่เป็นกริดเชิงพื้นที่สามารถมีรูปร่างดังต่อไปนี้:

            - โดมของ Schwedler โดยที่ซี่โครงมีรัศมีและเชื่อมต่อถึงกันด้วยคานแนวนอน (รูปที่ 1)

            - โดมตาข่าย พื้นผิวซึ่งประกอบด้วยโครงสามเหลี่ยม โดยไม่มีโครงรัศมี แต่มีแถบล้อมรอบจำนวนมุมเท่ากัน (รูปที่ 2) หากโดมดังกล่าวใช้รูปหลายเหลี่ยมปกติที่มีจำนวนด้านเป็นเลขคู่ ระบบจะไม่เสถียรและไม่สามารถใช้งานได้หากไม่มีการรักษาเสถียรภาพเป็นพิเศษ

            - โดม Zimmerman ซึ่งมีวงแหวนแนวนอนคล้ายกับ Schwedler และโดมตาข่าย แต่จำนวนมุมบนวงแหวนจะค่อยๆ ลดลงตามความสูงของวงแหวน ข้อดีของโดมซิมเมอร์แมนเมื่อเปรียบเทียบกับโดม Schwedler และโดมตาข่ายก็คือ มีเพียงแรงในแนวตั้งเท่านั้นที่เกิดขึ้นที่มุมของส่วนล่าง ในขณะที่แรงในแนวนอนจากลมจะได้รับที่ตรงกลางของผนังในทิศทางตามยาว (รูปที่ 3).

            - โดมแบบเรียบหรือแบบแผ่น ซึ่งพื้นผิวทั้งหมดเป็นรูปสามเหลี่ยม เช่นเดียวกับแบบตาข่าย ในขณะที่วิธีการรองรับจะคล้ายกับโดม Zimmerman (รูปที่ 4).

            - หลังคาเต็นท์ซึ่งมีโครงเป็นเส้นตรง (รูปที่ 5).

รูปที่. 1, 2, 3, 4 ตามลำดับ

รูปที่. 5

2. สนามกีฬา. การก่อสร้างอาคารกีฬาจะขึ้นอยู่กับรูปทรงของสนามกีฬาและการจัดที่นั่ง หลีกเลี่ยงเสา เพื่อให้ผู้สังเกตมองเห็นภายในได้ชัดเจน

3. ห้องนิทรรศการ ในกรณีของห้องนิทรรศการจะใช้ฐานสี่เหลี่ยมเพื่อให้การจัดเรียงตัวยึดง่ายที่สุด บางครั้งมองเห็นคอลัมน์ภายในด้วย แต่มีอิสระมากขึ้นในการกระจายพื้นที่หากไม่มีคอลัมน์ในห้องโถง

4. ห้องโถงเวิร์คช็อป โครงการโครงสร้างเหล็กสำหรับห้องโถงเชิงปฏิบัติการสร้างขึ้นโดยความร่วมมือของผู้เชี่ยวชาญด้านปฏิบัติการ นักออกแบบเครน และผู้ออกแบบโครงสร้างเหล็ก ผู้เชี่ยวชาญด้านไดรฟ์จะกำหนดขนาดของฐานและระยะห่างของคอลัมน์ตามโครงร่างของเครื่องจักรและแผนงาน นอกจากนี้ยังกำหนดวิธีการต่อเติมผนัง การมุงหลังคา ตลอดจนวิธีการฐานรากตามความเห็นของผู้เชี่ยวชาญด้านการก่อสร้าง ผู้ออกแบบเครนจะกำหนดน้ำหนักของรถเข็นและเครน ระยะห่างของล้อ และแรงกดของล้อที่ไม่พึงประสงค์มากที่สุด จากข้อมูลของผู้เชี่ยวชาญด้านปฏิบัติการและผู้ออกแบบเครน ผู้ออกแบบโครงสร้างเหล็กจะกำหนดโครงสร้างรองรับของห้องโถง ส่วนรองรับเครนควรมีความแข็งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และหากจำเป็น ให้ออกแบบให้มีส่วนยื่นออกมา เพื่อว่าเมื่อมีเครนที่รับน้ำหนักมากผ่านไป รางเครนจะมีตำแหน่งแนวนอน และด้วยวิธีนี้ จึงสามารถเลือกมอเตอร์เครนที่มีขนาดค่อนข้างเล็กได้

5 ห้องโถงทรงเลื่อย โดยทั่วไปห้องโถงรูปเลื่อยจะถูกสร้างขึ้นเมื่อต้องใช้แสงสว่างสม่ำเสมอ และหลีกเลี่ยงไม่ให้แสงแดดส่องเข้ามาภายในห้องโถงโดยตรง สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในห้องโถงการผลิตและคลังสินค้าของอุตสาหกรรมสิ่งทอ หลังคาเลื่อยมีพื้นผิวกระจกเปลือย 60o ถึง 90o ในขณะที่ความชันของพื้นผิวขนาดใหญ่คือ 30o พื้นผิวกระจกวางอยู่ด้านที่ไม่มีแสงแดดคือหันไปทางทิศเหนือ ในระหว่างการออกแบบหลังคาที่เลื่อยแล้วเราควรคำนึงถึงปัญหาทั้งชุดวิธีแก้ปัญหาซึ่งเป็นความเห็นที่เชื่อถือได้ของนักลงทุนกล่าวคือ: การคลุมหลังคาสามารถทำจากแผ่นยึดแสงหรือกระเบื้องบนฐานไม้ ตัวยึดที่เลื่อยแล้วอาจเป็นโครงตาข่าย (รูปที่ 6) เฟรมที่มีข้อต่อสามข้อ (รูปที่ 7) หรือเฟรมบนข้อต่อทั้งสองที่มีแรงดึง (sl 8). สารละลายขัดแตะมีน้ำหนักน้อยที่สุด แต่ก็มีข้อเสียที่ขัดแตะติด เช่น ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ พวกเขายังคงเก็บขุยขนสัตว์ หากเป้าหมายคือการมีเสาภายในอาคารน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ก็สามารถใช้โซลูชันที่มีกริดช่วงกว้างในระนาบหลังคาทั้งสองได้ ซึ่งสนับสนุนซึ่งกันและกันและได้รับการสนับสนุนที่ปลายบนโครงรองรับกริด

รูปที่. 6

รูปที่. 7

สล. 8

โครงสร้างโรงพักเรือ

โครงสร้างเหนือจุดจอดมีเครนหมุนแบบแขวน ใช้สำหรับประกอบเรืออย่างหยาบเพื่อสัญจรทางทะเลและทางแม่น้ำ เครนหมุนสูงและเครนเคเบิลแข่งขันกับโครงสร้างเหล่านี้ ในรูป 9 แสดงโครงสร้างบนทางลาดของ Nordseewerke Emden น้ำหนัก 3000ตัน สร้าง 1912.

รูปที่. 9

โครงสร้างโครงกระดูกเหล็ก

โครงสร้างโครงกระดูกเหล็กเป็นโครงสร้างที่มีหลายชั้น โดยมีเสา ส่วนรองรับ และคานที่ทำจากเหล็กเองซึ่งถ่ายโอนไปยังฐานรากจากน้ำหนักของวัสดุอื่น ๆ เองตลอดจนภาระที่มีประโยชน์ ผนังด้านนอกและด้านในทำหน้าที่ปิดล้อมพื้นที่เท่านั้น นอกจากน้ำหนักและภาระที่เป็นประโยชน์แล้ว โครงกระดูกเหล็กยังรับแรงดันลมบนอาคารในทิศทางตามยาวและตามขวางอีกด้วย

โดยทั่วไปโครงสร้างโครงกระดูกจะมีรูปร่างที่เสาและคานสร้างเป็นกรอบขวาง เฟรมเหล่านี้มีระยะห่างโดยประมาณเท่ากันระหว่างเฟรมในทิศทางตามยาวของอาคาร และเชื่อมต่อกันด้วยส่วนรองรับตามยาว เฟรมสามารถมีโพสต์ได้สองหรือสามโพสต์ การเชื่อมต่อโครงสร้างพื้นฐานกับเสาสามารถเชื่อมต่อแบบแข็งหรือแบบบานพับได้

เพื่อทำให้อาคารแข็งแกร่งขึ้นตามยาว ข้อต่อแนวตั้งจะถูกวางไว้ในช่องที่ไม่มีหน้าต่าง (รูปที่ 10) หรือส่วนรองรับทั้งหมดของผนังภายนอกจะเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับเสาเพื่อสร้างโครงสร้างเฟรมที่มีโหนดจำนวนมาก (รูปที่ 11)

รูปที่. 10

รูปที่. 11

การเลือกใช้วัสดุสำหรับเพดาน ผนังภายในและภายนอกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประหยัดและความสะดวกในการแก้ปัญหา วัสดุเหล่านั้นต้องมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนและเสียง ต้องมีน้ำหนักเบาและทนต่ออิทธิพลของบรรยากาศ ต้องปกป้องผนังเหล็กจากไฟ สนิม และการควบแน่น เพดานทำจากคอนกรีตเสริมแรงแบบธรรมดาหรือแบบไขว้หรือชิ้นส่วนคอนกรีตสำเร็จรูป

ความเป็นไปได้ในการใช้โครงสร้างโครงกระดูกเหล็กนั้นมีความหลากหลายมาก ใช้ในการก่อสร้างอาคารสูงและอาคารพาณิชย์ โรงแรม และโรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมาก และมีข้อดีหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการก่อสร้างแบบอื่น ความแข็งแรงสูงของเหล็กทำให้องค์ประกอบรองรับมีขนาดค่อนข้างเล็ก เนื่องจากผนังที่นี่ไม่มีส่วนร่วมในการรับน้ำหนักจึงมีความหนาเท่ากันในทุกชั้น ใช้เวลาในการก่อสร้างโครงเหล็กสั้น สามารถประกอบได้ในทุกสภาพอากาศ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสามารถทำได้ง่ายทั้งในระหว่างการประกอบและแม้กระทั่งหลังการเข้ายึดอาคาร โดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยของอาคาร การทรุดตัวของพื้นดินสามารถปรับให้เท่ากันได้อย่างง่ายดายด้วยการยกเสาขึ้นโดยไม่รบกวนการทำงานของตัวอาคาร

ในการก่อสร้างดังกล่าว จะใช้วัสดุน้ำหนักเบาสำหรับเพดานและผนัง และโครงสร้างรองรับเองก็มีน้ำหนักเบาเช่นกัน ดังนั้นน้ำหนักรวมของอาคารจึงค่อนข้างน้อย ส่งผลให้ต้นทุนเงินทุนต่ำ สามารถถอดประกอบได้ง่าย โดยชิ้นส่วนเหล็กแต่ละชิ้นสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้บางส่วน

เสาและหอคอยสูง

เสาและหอคอยสูงมีโครงสร้างสูงและเรียว รับน้ำหนักได้ค่อนข้างน้อย ซึ่งเหล็กเป็นวัสดุที่เหมาะสมเป็นพิเศษ

1. เสาไฟ. เพื่อให้แสงสว่างสม่ำเสมอในพื้นที่ที่ใหญ่ที่สุดที่เป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่สิ่งอำนวยความสะดวกทางรถไฟและเหมือง จึงมีการสร้างเสาสูง 25 ถึง 40m ด้านบนมีแท่นสำหรับติดตั้งไฟส่องสว่าง เพื่อให้สามารถซ่อมแซมการติดตั้งเหล่านั้นได้ มองเห็นโครงปีน (รูปที่ 12) สายพานเข้ามุม เส้นทแยงมุม และแนวนอนทำจากมุม การคำนวณทำได้สำหรับโครงสร้างในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง

รูปที่. 12

2. เสาสำหรับโครงข่ายรถราง เมื่อพิจารณาถึงวิธีการตึงเชือกรองรับ จะต้องมีความต้านทานต่อการโค้งงอเท่ากันเมื่อเทียบกับแกนนอนทั้งหมด ความหนาของแผ่นมีตั้งแต่ 8 ถึง 10 mm.

3. เสาสำหรับโครงข่ายรถไฟฟ้า มีความสูงตั้งแต่ 8 ถึง 16 m ความสูงขึ้นอยู่กับระยะและขึ้นอยู่กับลูกศรของเชือกรองรับ ซึ่งสามารถวางในแนวตั้งหรือเฉียงกับตัวนำได้ (รูปที่ 12) ส่วนที่เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ด้านล่างและสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ด้านบน ควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ It is useful to tie the diagonals from the corners directly to the belts, without knotted sheets. สายพานเข้ามุมแต่ละอันมีแผ่นลูกปืนที่ปลายล่าง และทั้งคอลัมน์วางอยู่บนฐานร่วมสำหรับสายพานทั้งสี่เส้น เสายึดเข้ากับฐานรากด้วยพุกคอนกรีต

4. เสาไฟฟ้า. ในกรณีของสายส่งไฟฟ้าแรงสูงที่สำคัญ เสาจะทำจากเหล็กเกือบทั้งหมด ความสูงขึ้นอยู่กับระยะอิสระ การจัดวางแผงคอนโซล วัสดุและแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต ตัวนำและเชือกป้องกันบนเสา ตลอดจนสภาวะโหลด จำนวนระบบไฟฟ้ากระแสสลับที่ส่งผ่านเสาก็มีอิทธิพลเช่นกัน เสาประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์: เสารองรับสำหรับบรรทุกตัวนำไปในทิศทาง (รูปที่ 13), เสามุมที่มีจุดพักของเส้นทางสำหรับรับส่วนประกอบแนวนอนของตัวนำ, เสาแรงดึง (รูปที่ 13), การเชื่อมต่อหรือแยกเสาที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อ หรือการแบ่งตัวนำในทิศทางต่างๆ

รูปที่. 13

คอลัมน์มักมีส่วนเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสและมีความสูงหลายส่วน เข็มขัดและเส้นทแยงมุมทำจากมุม เพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการโก่งงอ สายพานจะเต็มไปด้วยคอนกรีตบางส่วนหลังการประกอบ ทำการเชื่อมต่อเส้นทแยงมุมและสายพานหากเป็นไปได้ในเชิงโครงสร้างโดยไม่ต้องใช้แผ่นปม เสาขนาดเล็ก โดยเฉพาะเสารองรับ จะยึดเข้ากับหมอนไม้ที่ฝังอยู่ 3 m เสาสูงวางอยู่บนฐานรากคอนกรีตบล็อกเดียวเท่านั้น

เหมืองแร่

สำหรับสถานที่ทำเหมืองบนพื้นผิว จะมีการนำคำศัพท์ทางวิชาชีพมาใช้ ซึ่งส่วนที่สำคัญที่สุดได้อธิบายไว้ในรูปที่ 1 14. ส่วนหลักของหอส่งออกของเหมืองคือหอนำทาง ความสูงของหอคอยขึ้นอยู่กับความสูงของแพลตฟอร์มทางเข้าเหนือสนาม ความยาวของตะกร้า ความยาวของทางเดิน ความสูงของกันชน และความสูงของการตกระหว่างกันชนและที่จับ

รูปที่. 14.1.

รูปที่. 14.2.

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาอาคารส่งออกบางรูปแบบ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเครื่องขับเคลื่อนที่หันไปทางหอคอย หากในระหว่างการขับรถแบบธรรมดา นั่นคือเมื่อมีตะกร้าใบหนึ่งขึ้นและอีกใบหนึ่งลง ตะกร้าจะแขวนติดกันเมื่อมองจากด้านข้างของเครื่องขับเคลื่อน ลูกกลิ้งทั้งสองก็สามารถนอนติดกันบนแพลตฟอร์มเดียวกันได้ จากนั้นหอคอยก็เป็นชั้นเดียว ในรูป 15 แสดงวิธีแก้ปัญหาโดยมีลูกกลิ้งสี่ลูกกลิ้งอยู่ติดกัน

รูปที่. 15

หากตะกร้าแขวนไว้ด้านหลัง ลูกกลิ้งจะต้องวางเหนือตะกร้าเพื่อให้เป็นหอคอยสองชั้น (รูปที่ 16) และด้วยหอคอยคู่เมื่อมีตะกร้าสี่ใบวางเรียงกัน เมื่อมองจากเครื่องขับเคลื่อน ลูกกลิ้งทั้งสี่ตัวสามารถนอนเคียงข้างกันบนหอคอยชั้นเดียวได้ (รูปที่ 15)

หากมองจากเครื่องจักร มีตะกร้าสี่ใบวางอยู่ด้านหลังอีกตะกร้าหนึ่ง ต้องวางเครื่องจักรหนึ่งเครื่องไว้ที่ฝั่งตรงข้ามของหอคอย และหอคอยจะได้รับการแก้ไขเป็นโครงสร้างสองชั้นโดยมีส่วนล่างกางออก (รูปที่ 17) เฉพาะเมื่อมีพื้นที่ใกล้เพลาไม่เพียงพอสำหรับวางโรงเครื่องจักรติดกับทาวเวอร์ เครื่องขับเคลื่อนจึงถูกวางบนทาวเวอร์นั้นเอง

นอกจากอาคารส่งออกแล้ว สิ่งอำนวยความสะดวกบนพื้นผิวของเหมืองยังรวมถึงห้องโถงที่มีปล่องและห้องซักผ้าที่มีการแปรรูปถ่านหิน การออกแบบสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ต้องได้รับความร่วมมือจากผู้ออกแบบโครงสร้างเหล็กกับบริษัทที่เป็นผู้จัดหาอุปกรณ์ โดยหลักการแล้ว วัตถุเหล่านี้ไม่แตกต่างจากโครงสร้างเหล็กอื่นๆ ยกเว้นว่าต้องมีการปรับโครงสร้างให้เข้ากับอุปกรณ์ทางกลอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น ที่ห้องโถงเวิร์กช็อปแห่งหนึ่ง ถือได้ว่าเฟรมทั้งหมดเท่ากัน ซึ่งหาได้ยากในห้องโถงเหมืองหรือห้องซักรีด

รูปที่. 16

รูปที่. 17

โครงสร้างท่อ

ท่อเป็นหน้าตัดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแท่งเหล็กอัด ซึ่งได้รับการรองรับอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง นอกจากนี้ความหนาของผนังที่เล็กที่สุดยังสามารถทำได้ด้วยท่อ ในส่วนอื่นๆ ทั้งหมด ความหนานี้ถูกจำกัดด้วยความไม่มั่นคงเฉพาะจุดมากกว่าในกรณีของท่อทรงกระบอก ท่อไม่มีความไวต่อความเสี่ยงของการบิดงอเป็นพิเศษ ซึ่งไม่เหมือนกับส่วนอื่นๆ ของโครงสร้างเหล็ก นอกเหนือจากข้อดีแบบคงที่ของท่อแล้ว ข้อเสียคือรูปร่างที่ไม่เอื้ออำนวยในการรับโมเมนต์ดัดงอ เช่นเดียวกับการเชื่อมต่อท่อที่หนากว่าในมุมทำมุมได้ยาก

ท่อสามารถทำจากแผ่นโค้งงอที่มีตะเข็บเชื่อมตามยาวหรือเป็นม้วนไร้ตะเข็บ ในทั้งสองกรณีราคาท่อจะสูงกว่าราคาโปรไฟล์โดยคำนึงถึงความยากในการผลิต ด้วยเหตุผลเหล่านี้ โครงสร้างท่อจึงสามารถแข่งขันได้เฉพาะกับการลดน้ำหนักวัสดุที่สอดคล้องกันเท่านั้น ท่อถูกใช้เป็นเสาหลักของอาคารโดยเฉพาะหากรับน้ำหนักด้วยแรงปกติเท่านั้น ท่อยังใช้สำหรับเสาของอุโมงค์และโครงสร้างใต้ดิน ปัจจุบันมักใช้ทำนั่งร้าน เพื่อป้องกันการกัดกร่อนภายใน ควรปิดผนึกส่วนต่อขยายและการเชื่อมต่อทั้งหมด รวมถึงท่อปลายให้สนิท

Application Note: Historical examples, dimensions, typologies and claims of system economy or convenience must not be used as a substitute for current standards, site conditions, technical characteristics of materials and equipment or expert verification of specific construction.