Balita - Istraktura ng Bakal: Isang Key Structural System sa Modern Engineering

Sa kontemporaryong arkitektura, transportasyon, industriya, at engineering ng enerhiya,istraktura ng bakal, na may dalawahang bentahe nito sa parehong materyal at istraktura, ay naging isang pangunahing puwersa na nagtutulak ng pagbabago sa teknolohiya ng engineering. Gamit ang bakal bilang core load-bearing material nito, nilalampasan nito ang mga limitasyon ng tradisyonal na istruktura sa pamamagitan ng industriyalisadong produksyon at modular installation, na nagbibigay ng mahusay na solusyon para sa malawak na hanay ng mga kumplikadong proyekto.

Mga Kalamangan at Kahinaan ng Istraktura ng Bakal - CHINA ROYAL STEEL

Kahulugan at Kalikasan ng Istraktura ng Bakal
Ang istraktura ng bakal ay tumutukoy sa isang sistema ng istruktura na nagdadala ng pagkarga na binubuo ngmga bakal na plato, mga seksyon ng bakal (H beam, Mga channel sa U, anggulong bakal, atbp.), at mga bakal na tubo, na sinigurado sa pamamagitan ng welding, high-strength bolts, o rivets. Ang kakanyahan nito ay upang magamit ang mataas na lakas at katigasan ng bakal upang pantay na ilipat ang mga patayong karga (deadweight at bigat ng kagamitan) at pahalang na mga karga (hangin at lindol) mula sa isang gusali o proyekto patungo sa pundasyon nito, na tinitiyak ang katatagan ng istruktura. Kung ikukumpara sa mga kongkretong istruktura, ang pangunahing bentahe ng mga istrukturang bakal ay nakasalalay sa kanilang mga mekanikal na katangian: ang kanilang lakas ng makunat ay maaaring umabot ng higit sa 345 MPa, higit sa 10 beses kaysa sa ordinaryong kongkreto; at ang kanilang mahusay na plasticity ay nagpapahintulot sa kanila na mag-deform sa ilalim ng pagkarga nang hindi nasira, na nagbibigay ng dobleng garantiya ng kaligtasan sa istruktura. Dahil sa katangiang ito, hindi na maaaring palitan ang mga ito sa mga senaryo na malaki, mataas, at mabigat.

Pangunahing Uri ng Mga Istraktura ng Bakal

(I) Pag-uuri ayon sa Structural Form
Istruktura ng Frame ng Gateway: Ang istrukturang ito, na binubuo ng mga column at beam, ay bumubuo ng hugis na framework na "gateway", kasama ng isang sumusuportang sistema. Ito ay angkop para sa mga pang-industriya na halaman, mga bodega ng logistik, mga supermarket, at iba pang mga istraktura. Ang mga karaniwang span ay mula 15 hanggang 30 metro, na ang ilan ay lumalampas sa 40 metro. Ang mga bahagi ay maaaring gawa-gawa sa mga pabrika, na nagpapahintulot sa on-site na pag-install sa loob lamang ng 15 hanggang 30 araw. Halimbawa, ang mga bodega ng Asia No. 1 Logistics Park ng JD.com ay pangunahing gumagamit ng ganitong uri ng istraktura.
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 geometry. Ang mga rod ay sumasailalim lamang sa mga puwersa ng ehe, na ganap na ginagamit ang lakas ng bakal. Ang mga istruktura ng truss ay karaniwang ginagamit sa mga bubong ng istadyum at mga pangunahing span ng tulay. Halimbawa, ang pagsasaayos ng Beijing Workers' Stadium ay gumamit ng truss structure upang makamit ang 120-meter column-free span.
Mga istruktura ng frame: Ang isang spatial system na nabuo sa pamamagitan ng mahigpit na pagkonekta ng mga beam at column ay nag-aalok ng mga flexible floor plan at ito ang pangunahing pagpipilian para sa matataas na gusali ng opisina at hotel.
Mga istruktura ng grid: Ang isang spatial grid na binubuo ng maraming miyembro, kadalasang may regular na tatsulok at square node, ay nag-aalok ng malakas na integridad at mahusay na panlaban sa lindol. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga terminal ng paliparan at mga sentro ng kombensiyon.

(II) Pag-uuri ayon sa Mga Katangian ng Pagkarga
Mga Flexural na miyembro: Kinakatawan ng mga beam, ang mga miyembrong ito ay nakatiis sa mga baluktot na sandali, na may compression sa itaas at tensyon sa ibaba. Madalas silang gumagamit ng mga H-section o welded box section, tulad ng mga crane beam sa mga pang-industriyang planta, at dapat matugunan ang mga kinakailangan sa lakas at paglaban sa pagkapagod.
Axially loaded na mga miyembro: Ang mga miyembrong ito ay napapailalim lamang sa axial tension/compression, gaya ng truss tie rods at grid members. Ang mga tie rod ay idinisenyo para sa lakas, habang ang mga compression rod ay nangangailangan ng katatagan. Karaniwang ginagamit ang mga pabilog na tubo o anggulong mga seksyon ng bakal. Eccentrically loaded na mga bahagi: Ang mga ito ay sumasailalim sa parehong axial forces at bending moments, gaya ng mga frame column. Dahil sa eccentricity ng load sa mga dulo ng beam, ang simetriko na mga cross-section (tulad ng mga column ng kahon) ay kinakailangan upang balansehin ang mga puwersa at deformation.

Mga Pangunahing Kalamangan ng Mga Istraktura ng Bakal
(I) Napakahusay na Katangian ng Mekanikal
Ang mataas na lakas at mababang timbang ay ang pinakamahalagang pakinabang ng mga istrukturang bakal. Para sa isang naibigay na span, ang deadweight ng isang steel beam ay 1/3-1/5 lang ng isang concrete beam. Halimbawa, ang isang 30-meter span steel truss ay tumitimbang ng humigit-kumulang 50 kg/m, habang ang isang concrete beam ay may bigat na higit sa 200 kg/m. Hindi lamang nito binabawasan ang mga gastos sa pundasyon (sa pamamagitan ng 20%-30%) ngunit pinapagaan din ang mga epekto ng seismic, pagpapabuti ng kaligtasan ng seismic ng istraktura.
(II) Mataas na Kahusayan sa Konstruksyon
Higit sa 90% ng mga bahagi ng istraktura ng bakal ay gawa na sa mga pabrika na may katumpakan sa antas ng milimetro. Ang pag-install sa lugar ay nangangailangan lamang ng pagtaas at koneksyon. Halimbawa, ang isang 10-palapag na gusali ng opisina ng bakal ay tumatagal lamang ng 6-8 na buwan mula sa paggawa ng bahagi hanggang sa pagkumpleto, isang 40% na pagbawas sa oras ng pagtatayo kumpara sa isang kongkretong istraktura. Halimbawa, ang isang prefabricated steel residential project sa Shenzhen ay nakamit ang bilis ng konstruksiyon na "isang palapag bawat pitong araw," na makabuluhang binabawasan ang mga gastos sa paggawa sa lugar.
(III) Malakas na Paglaban sa Lindol at Katatagan
Ang katigasan ng bakal ay nagbibigay-daan sa mga istruktura ng bakal na mawala ang enerhiya sa pamamagitan ng pagpapapangit sa panahon ng lindol. Halimbawa, noong 2008 Wenchuan earthquake, ang isang steel structure factory sa Chengdu ay dumanas lamang ng kaunting deformation at walang panganib ng pagbagsak. Higit pa rito, pagkatapos ng anti-corrosion treatment (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 kongkretong istruktura.
(IV) Proteksyon at Pagpapanatili ng Kapaligiran
Ang mga rate ng pag-recycle ng bakal ay lumampas sa 90%, na nagpapahintulot na ito ay muling matunaw at maproseso pagkatapos ng demolisyon, na nag-aalis ng polusyon sa basura ng konstruksiyon. Higit pa rito, ang pagtatayo ng bakal ay hindi nangangailangan ng formwork o maintenance, na nangangailangan ng kaunting basahan sa lugar, at binabawasan ang mga paglabas ng alikabok ng higit sa 60% kumpara sa mga konkretong istruktura, na umaayon sa mga prinsipyo ng berdeng gusali. Halimbawa, pagkatapos na lansagin ang venue ng Ice Cube para sa 2022 Beijing Winter Olympics, ginamit muli ang ilang bahagi sa iba pang mga proyekto, na nakamit ang pag-recycle ng mapagkukunan.

Laganap na Paglalapat ng mga Istraktura ng Bakal
(I) Konstruksyon
Mga pampublikong gusali: Ang mga istadyum, paliparan, convention at exhibition center, atbp., ay umaasa sa mga istrukturang bakal upang makamit ang malalaking span at maluluwag na disenyo.
Mga gusali ng tirahan: Ang mga prefabricated na steel-structured na tirahan ay lalong nagiging popular at maaaring matugunan ang mga personalized na kinakailangan sa pabahay.
Mga komersyal na gusali: Super-high-rise na mga gusali ng opisina at shopping mall, na gumagamit ng mga istrukturang bakal upang makamit ang mga kumplikadong disenyo at mahusay na konstruksyon.
(II) Transportasyon
Bridge engineering: Cross-sea bridges at railway bridges. Ang mga bakal na tulay ay nag-aalok ng malalaking span at malakas na hangin at lumalaban sa lindol.
Riles transit: Mga canopy ng istasyon ng subway at light rail track beam.
(III) Pang-industriya
Mga plantang pang-industriya: Mga planta ng mabibigat na makinarya at plantang metalurhiko. Ang mga istrukturang bakal ay maaaring makatiis sa mga pagkarga ng malalaking kagamitan at mapadali ang mga kasunod na pagbabago ng kagamitan.
Mga pasilidad sa bodega: Mga bodega ng malamig na chain at mga sentro ng logistik. Ang mga istruktura ng portal ng frame ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa imbakan ng malalaking span at mabilis itong buuin at mabilis na makomisyon.
(IV) Enerhiya
Mga pasilidad ng kuryente: Mga pangunahing gusali ng thermal power plant at transmission tower. Ang mga istrukturang bakal ay angkop para sa matataas na karga at malupit na kapaligiran sa labas. Bagong Enerhiya: Ang mga wind turbine tower at photovoltaic mounting system ay nagtatampok ng magaan na istrukturang bakal para sa madaling transportasyon at pag-install, na sumusuporta sa malinis na enerhiya.