Balita - Istrukturang Bakal: Isang Pangunahing Sistema ng Istruktura sa Modernong Inhinyeriya

Sa kontemporaryong arkitektura, transportasyon, industriya, at inhinyeriya ng enerhiya,istrukturang bakal, dahil sa dalawahang bentahe nito sa materyal at istruktura, ay naging pangunahing puwersang nagtutulak ng inobasyon sa teknolohiya ng inhinyeriya. Gamit ang bakal bilang pangunahing materyal na nagdadala ng karga, nilalampasan nito ang mga limitasyon ng mga tradisyunal na istruktura sa pamamagitan ng industriyalisadong produksyon at modular na pag-install, na nagbibigay ng mahusay na mga solusyon para sa malawak na hanay ng mga kumplikadong proyekto.

Mga Kalamangan at Disbentaha ng Istrukturang Bakal - CHINA ROYAL STEEL

Kahulugan at Kalikasan ng Istrukturang Bakal
Ang istrukturang bakal ay tumutukoy sa isang sistemang istruktural na may dalang karga na binubuo ngmga platong bakal, mga seksyon ng bakal (Mga H beam, Mga channel ng U, bakal na anggulo, atbp.), at mga tubo na bakal, na sinisiguro sa pamamagitan ng hinang, mga bolt na may mataas na lakas, o mga rivet. Ang esensya nito ay ang paggamit ng mataas na lakas at tibay ng bakal upang pantay na mailipat ang mga patayong karga (deadweight at bigat ng kagamitan) at mga pahalang na karga (hangin at lindol) mula sa isang gusali o proyekto patungo sa pundasyon nito, na tinitiyak ang katatagan ng istruktura. Kung ikukumpara sa mga istrukturang kongkreto, ang pangunahing bentahe ng mga istrukturang bakal ay nasa kanilang mga mekanikal na katangian: ang kanilang tensile strength ay maaaring umabot ng higit sa 345 MPa, mahigit 10 beses kaysa sa ordinaryong kongkreto; at ang kanilang mahusay na plasticity ay nagbibigay-daan sa kanila na magbago ng anyo sa ilalim ng karga nang hindi nababasag, na nagbibigay ng dobleng garantiya ng kaligtasan sa istruktura. Ang katangiang ito ay ginagawa silang hindi mapapalitan sa mga senaryo ng malalaking span, mataas na gusali, at mabibigat na karga.

Mga Pangunahing Uri ng mga Istrukturang Bakal

(I) Pag-uuri ayon sa Anyo ng Istruktura
Istruktura ng Balangkas ng Gateway: Ang istrukturang ito, na binubuo ng mga haligi at biga, ay bumubuo ng isang balangkas na hugis "gateway", na may kasamang sistemang sumusuporta. Ito ay angkop para sa mga plantang pang-industriya, bodega ng logistik, supermarket, at iba pang istruktura. Ang karaniwang mga lawak ay mula 15 hanggang 30 metro, na ang ilan ay lumalagpas sa 40 metro. Ang mga bahagi ay maaaring ihanda sa mga pabrika, na nagpapahintulot sa pag-install sa lugar sa loob lamang ng 15 hanggang 30 araw. Halimbawa, ang mga bodega ng JD.com sa Asia No. 1 Logistics Park ay pangunahing gumagamit ng ganitong uri ng istruktura.
Istruktura ng Truss: Ang istrukturang ito ay binubuo ng mga tuwid na baras na konektado ng mga node upang bumuo ng isang tatsulok o trapezoidal na heometriya. Ang mga baras ay napapailalim lamang sa mga puwersang ehe, na lubos na ginagamit ang lakas ng bakal. Ang mga istrukturang truss ay karaniwang ginagamit sa mga bubong ng istadyum at mga pangunahing bahagi ng tulay. Halimbawa, ang renobasyon ng Beijing Workers' Stadium ay gumamit ng istrukturang truss upang makamit ang 120-metrong haba na walang haligi.
Mga istrukturang balangkas: Ang isang sistemang pangkalawakan na nabuo sa pamamagitan ng mahigpit na pagdudugtong ng mga biga at haligi ay nag-aalok ng mga nababaluktot na plano sa sahig at ito ang pangunahing pagpipilian para sa mga matataas na gusali ng opisina at mga hotel.
Mga istruktura ng grid: Ang isang spatial grid na binubuo ng maraming miyembro, kadalasang may regular na tatsulok at parisukat na mga node, ay nag-aalok ng matibay na integridad at mahusay na resistensya sa lindol. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga terminal ng paliparan at mga convention center.

(II) Pag-uuri ayon sa mga Katangian ng Karga
Mga miyembrong nababaluktot: Kinakatawan ng mga biga, ang mga miyembrong ito ay nakakayanan ang mga bending moment, na may compression sa itaas at tension sa ibaba. Madalas silang gumagamit ng mga H-section o mga welded box section, tulad ng mga crane beam sa mga industriyal na planta, at dapat matugunan ang mga kinakailangan sa lakas at resistensya sa pagkapagod.
Mga miyembrong may karga na aksial: Ang mga miyembrong ito ay sumasailalim lamang sa axial tension/compression, tulad ng mga truss tie rod at grid member. Ang mga tie rod ay idinisenyo para sa tibay, habang ang mga compression rod ay nangangailangan ng katatagan. Karaniwang ginagamit ang mga pabilog na tubo o mga seksyon ng bakal na anggulo. Mga bahaging may karga na eksentriko: Ang mga ito ay sumasailalim sa parehong puwersa ng aksial at mga sandali ng pagbaluktot, tulad ng mga haligi ng frame. Dahil sa eksentriko ng karga sa mga dulo ng beam, kinakailangan ang mga simetrikong cross-section (tulad ng mga haligi ng kahon) upang balansehin ang mga puwersa at mga deformasyon.

Mga Pangunahing Bentahe ng mga Istrukturang Bakal
(I) Napakahusay na mga Katangiang Mekanikal
Ang mataas na tibay at mababang timbang ang pinakamahalagang bentahe ng mga istrukturang bakal. Para sa isang takdang haba, ang deadweight ng isang steel beam ay 1/3-1/5 lamang kaysa sa isang concrete beam. Halimbawa, ang isang 30-metrong haba ng steel truss ay may bigat na humigit-kumulang 50 kg/m, habang ang isang concrete beam ay may bigat na mahigit 200 kg/m. Hindi lamang nito binabawasan ang mga gastos sa pundasyon (ng 20%-30%) kundi pinapagaan din nito ang mga epekto ng seismic, na nagpapabuti sa kaligtasan ng istruktura laban sa seismic.
(II) Mataas na Kahusayan sa Konstruksyon
Mahigit 90% ng mga bahagi ng istrukturang bakal ay prefabricated sa mga pabrika na may katumpakan na kasing-milimetro. Ang pag-install sa lugar ay nangangailangan lamang ng pag-angat at pagkonekta. Halimbawa, ang isang 10-palapag na gusali ng opisina na bakal ay tumatagal lamang ng 6-8 na buwan mula sa produksyon hanggang sa pagkumpleto ng bahagi, isang 40% na pagbawas sa oras ng konstruksyon kumpara sa isang istrukturang kongkreto. Halimbawa, ang isang prefabricated na proyektong residential na bakal sa Shenzhen ay nakamit ang bilis ng konstruksyon na "isang palapag bawat pitong araw," na makabuluhang nagbawas sa mga gastos sa paggawa sa lugar.
(III) Malakas na Paglaban sa Lindol at Katatagan
Ang tibay ng bakal ay nagbibigay-daan sa mga istrukturang bakal na maglabas ng enerhiya sa pamamagitan ng deformasyon sa panahon ng mga lindol. Halimbawa, noong lindol sa Wenchuan noong 2008, isang pabrika ng istrukturang bakal sa Chengdu ang dumanas lamang ng maliit na deformasyon at walang panganib na gumuho. Bukod pa rito, pagkatapos ng paggamot laban sa kaagnasan (galvanizing at coating), ang bakal ay maaaring magkaroon ng buhay ng serbisyo na 50-100 taon, na may mga gastos sa pagpapanatili na mas mababa kaysa sa mga istrukturang kongkreto.
(IV) Proteksyon sa Kapaligiran at Pagpapanatili
Lumalagpas sa 90% ang mga rate ng pag-recycle ng bakal, na nagpapahintulot dito na muling tunawin at iproseso pagkatapos ng demolisyon, na nag-aalis ng polusyon sa basura sa konstruksyon. Bukod pa rito, ang konstruksyon ng bakal ay hindi nangangailangan ng formwork o maintenance, na nangangailangan ng kaunting on-site wet work, at binabawasan ang emisyon ng alikabok nang mahigit 60% kumpara sa mga istrukturang kongkreto, na naaayon sa mga prinsipyo ng green building. Halimbawa, pagkatapos ng pagbuwag sa Ice Cube venue para sa 2022 Beijing Winter Olympics, ang ilang bahagi ay muling ginamit sa ibang mga proyekto, na nakamit ang resource recycling.

Malawakang Aplikasyon ng mga Istrukturang Bakal
(I) Konstruksyon
Mga pampublikong gusali: Ang mga istadyum, paliparan, sentro ng kombensiyon at eksibisyon, atbp., ay umaasa sa mga istrukturang bakal upang makamit ang malalaking espasyo at maluluwag na disenyo.
Mga gusaling residensyal: Ang mga prefabricated steel-structured na tirahan ay nagiging mas popular at kayang matugunan ang mga personalized na pangangailangan sa pabahay.
Mga gusaling pangkomersyo: Mga gusaling pang-opisina at mga shopping mall na may napakataas na gusali, na gumagamit ng mga istrukturang bakal upang makamit ang mga kumplikadong disenyo at mahusay na konstruksyon.
(II) Transportasyon
Inhinyeriya ng tulay: Mga tulay na tumatawid sa dagat at mga tulay ng riles. Ang mga tulay na bakal ay nag-aalok ng mahahabang bahagi at malakas na resistensya sa hangin at lindol.
Transit ng riles: Mga canopy ng istasyon ng subway at mga biga ng riles ng light rail.
(III) Industriyal
Mga plantang pang-industriya: Mga planta ng mabibigat na makinarya at mga planta ng metalurhiko. Ang mga istrukturang bakal ay kayang tiisin ang mga karga ng malalaking kagamitan at mapadali ang mga kasunod na pagbabago sa kagamitan.
Mga pasilidad sa pag-iimbak: Mga bodega na may cold chain at mga sentro ng logistik. Ang mga istrukturang portal frame ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa imbakan na may malalaking saklaw at mabilis itong itayo at gamitin.
(IV) Enerhiya
Mga pasilidad ng kuryente: Mga pangunahing gusali at mga tore ng transmisyon ng thermal power plant. Ang mga istrukturang bakal ay angkop para sa matataas na karga at malupit na mga panlabas na kapaligiran. Bagong Enerhiya: Ang mga tore ng wind turbine at mga photovoltaic mounting system ay nagtatampok ng magaan na istrukturang bakal para sa madaling transportasyon at pag-install, na sumusuporta sa pagpapaunlad ng malinis na enerhiya.