Стальное здание — это металлическая конструкция, изготовленная из стали для внутренней поддержки и внешней облицовки, в отличие от зданий со стальным каркасом, в которых для полов, стен и внешней оболочки обычно используются другие материалы. Стальные здания используются для различных целей, включая складские помещения, рабочие помещения и жилые помещения. Их подразделяют на определенные типы в зависимости от того, как они используются.
История
Стальные здания впервые приобрели популярность в начале 20 века. Их использование стало более распространенным во время Второй мировой войны и значительно расширилось после войны, когда сталь стала более доступной. Стальные здания получили широкое распространение, отчасти из-за экономической эффективности. Диапазон применения расширился за счет улучшения материалов, продуктов и возможностей проектирования благодаря наличию программного обеспечения для автоматизированного проектирования.
Преимущества
Сталь имеет ряд преимуществ перед другими строительными материалами, такими как дерево:
Недостатки
Типы
Некоторые распространенные типы стальных зданий — это «прямые стены» и «арочные», а также хижины Ниссена или Квонсета. Кроме того, тип конструкции можно классифицировать как беспролетный или многопролетный. Здание со свободными пролетами не имеет структурных опор (например, колонн) во внутреннем занимаемом пространстве.
Прямые стены и арочный тип относятся к внешней форме здания. В более общем смысле, это обе структурные арочные формы, если они основаны на жесткой рамной конструкции. Однако изогнутые конструкции крыши обычно ассоциируются с арочным термином.
Стальные арочные здания могут быть экономически эффективными для определенных применений. Они обычно используются в сельскохозяйственной отрасли. Прямостенные здания обеспечивают больше полезного пространства по сравнению с арочными зданиями. Их также легче вписать в существующую архитектуру. Прямостенные здания обычно используются для коммерческих, промышленных и многих других типов размещения.
Прозрачный пролет относится к внутренней конструкции. В стальных зданиях с прозрачными пролетами используются большие потолочные опорные балки, что снижает потребность во внутренних опорных колоннах. Стальные здания с прозрачными пролетами, как правило, менее экономичны, чем конструкции с внутренними колоннами. Однако на выбор стиля каркаса могут повлиять и другие практические соображения, например, помещения, где внутренние структурные препятствия нежелательны (например, ангары для самолетов или спортивные арены).
Здания Long Bay предназначены для использования с пролетами более 35 футов. Они используют сборные металлические каркасы в сочетании с обычными балками, чтобы обеспечить большие проемы и зазоры в зданиях.
Бескаркасная строительная система Flospan — это легкая стальная строительная система, используемая более чем в 30 странах. Он отличается простотой сборки, не требующей использования кранов или специального оборудования. Flospans можно перемещать и повторно использовать без материальных потерь, а также они демонстрируют устойчивость к суровым погодным условиям.
Компания Uniports, зародившаяся в Великобритании в 1965 году после того, как ее пионером стала компания Alfred Booth & Co в 1948 году, получила широкое распространение по всему миру, в том числе в арктической части Канады, африканских джунглях и пустыне Кувейта. Они легко собираются с помощью простых инструментов, подходят для неквалифицированного труда, их можно быстро разобрать и переместить. Uniports предлагают универсальность, позволяя расширять и соединять, а также использовать варианты изоляции и перегородок. Компактный и эффективный, в один 20-футовый контейнер можно упаковать до 60 Uniports Mark 1.
Компоненты
Части здания, которые собираются в цеху перед отправкой на площадку, обычно называются сборными. Небольшие стальные здания, как правило, сборные или достаточно простые, чтобы их мог построить кто угодно. Сборное изготовление имеет преимущества в том, что оно менее затратно, чем традиционные методы, и более экологично (поскольку на площадке не производится никаких отходов). Для более крупных стальных зданий требуются квалифицированные строители, такие как слесари, чтобы обеспечить правильную и безопасную сборку.
Существует пять основных типов конструктивных компонентов, составляющих стальную раму: растянутые элементы, сжимающие элементы, изгибающие элементы, элементы комбинированной силы и их соединения. Напряженные элементы обычно встречаются в виде перемычек и поясов в фермах и стальных балках с открытыми перемычками. В идеальном случае натяжные элементы несут только растягивающие силы или силы тяги, и предполагается, что их концевые соединения закреплены штифтами. Штифтовые соединения предотвращают воздействие на элемент любого момента (вращения) или срезающих усилий.
Элементы сжатия также считаются колоннами, стойками или стойками. Это вертикальные элементы или элементы перемычек и поясов в фермах и балках, которые сжимаются или сжимаются.
Гибкие элементы также известны как балки, балки, балки, перемычки, прогоны, перемычки и пояса. Каждый из этих элементов имеет свое собственное конструктивное применение, но обычно изгибающие элементы несут изгибающие моменты и силы сдвига в качестве основных нагрузок, а осевые силы и кручение — в качестве вторичных нагрузок.
Элементы комбинированной силы, широко известные как балки-колонны, подвергаются изгибу и осевому сжатию.
Соединения – это то, что объединяет все здание. Они объединяют этих членов вместе и должны гарантировать, что они функционируют вместе как одно целое.
