Portal frame Building uitgebreide gids: functies, ontwerp, componenten, typen, applicaties

Abstract

Voor moderne industriële en commerciële gebouwen die grote, onbelemmerde ruimtes vereisen, is Portal Frame Building de leidende oplossing. De geprefabriceerde kolommen en dakbalken maken lichtgewicht structuren, duidelijke overspanningen, geoptimaliseerde lay -outs en versnelde constructie mogelijk.

Wat is een portaalframe -gebouw?

Een portaal frame -gebouwis een veel gebruikt type staalstructuur, bekend om zijn eenvoud en efficiëntie. Het bestaat meestal uit twee eindkolommen en een horizontale dakstraal, die een star frame vormt. De overspanning kan 15 tot 50 meter bereiken. De stijve bundel-naar-kolomverbindingen brengen buigkracht over naar de kolommen, waardoor de dwarsdoorsnede van stalen balken wordt verminderd en grotere overspanningen mogelijk worden.

Deze grote overspanningsmogelijkheid maakt portale frame-gebouwen ideaal voor magazijnen, vliegtuighangars, sportfaciliteiten en andere open-space structuren.

Belangrijkste kenmerken van portal frame -gebouwen

• Rigide verbindingen: het starre frame tussen stalen balken en kolommen kan het portale frame bestand tegen krachten en laterale belastingen weerstaan.
• Grote en open ruimtes: deze functie creëert niet alleen een ruime operationele ruimte, maar vergemakkelijkt ook het transport en het draaien van lange voertuigen.
• Robuuste foundation: Naast het gebruik van gewapende betonfunderingen, gebruiken portale frames variabele sectie balken en kolommen met rigide verbindingen om uitstekende weerstand te bieden tegen omverwerping en glijdende krachten, waardoor structurele stabiliteit en duurzaamheid worden gewaarborgd.

Ontwerpoverwegingen vana stalen portaalgebouw

Opties van materialen

Hoewel bouwcodes en normen per regio kunnen variëren, worden portale frame -gebouwen meestal geconstrueerd met behulp vanstaalstaalofSteel met een hoge sterkte low-legering (HSLA) staal. Veelgebruikte staalcijfers zijn onder meer:

Span- en kolomafstand

Duidelijke spanwijdte en kolomafstand zijn belangrijke factoren in het ontwerp van het stalen portaal frame -ontwerp. Omdat ze rechtstreeks van invloed zijn op het staalverbruik, de kosten en de algehele structurele efficiëntie. Over het algemeen varieert kolomafstand van 6 tot 12 meter. Voor langdurig stalen structuurfabrieken is een kolomafstand van 7,5 m ideaal, terwijl voor kleine of middelgrote portale frame magazijnen een kolomafstand van 6-6,5 m economischer is. De volgende tabel schetst aanbevolen overspanningen en bijbehorende optimale kolomafstand:

>>>Meer informatie over ideale spanwijdte en kolomafstand voor een portaalframe -gebouw

Verschillende load-dragend

Een portaalframe -gebouw moet worden ontworpen om een ​​reeks statische en dynamische belastingen te weerstaan ​​om structurele veiligheid en prestaties te garanderen. Deze ladingen omvatten:

• Windbelastingen die laterale druk op de structuren uitoefenen
• Sneeuwbelastingen die verticaal gewicht aan het dak toevoegen
• Seismische belastingen die laterale krachten genereren tijdens aardbevingen

Componenten van een portale frame -structuur

De structuur van een portaalframe -gebouw is meestal verdeeld in de primaire en secundaire structurele systemen. Samen vormen deze twee systemen het complete raamwerk en zorgen voor algehele ondersteuning, stabiliteit en laadverdeling.

Primaire structurele componenten

 

Stalen kolommen

 

Dit zijn verticale leden van de belasting die het dak en structurele belastingen overbrengen naar de fundering. Gemeenschappelijke typen zijn onder meer: ​​I-sectie, H-sectie, box-sectie en kruisvormige stalen kolommen. Solid stalen kolommen hebben aanzienlijke voordelen in draagvermogen, stijfheid en ductiliteit.

 

Stalen balken (spanten)

 

Ook bekend als dakbalken, ze strekken zich uit tussen kolommen om het stijve frame van de portale structuur te vormen. Typisch gefabriceerd uit koolstofstaal, zijn deze stralen ontworpen om verticale belastingen te weerstaan ​​en bij te dragen aan de laterale stabiliteit van het gebouw.

 

Kolombasis

 

De kolombasis (voetverbinding) is een kritieke component van een portal -frame -structuur, waardoor de algehele stabiliteit wordt gewaarborgd. Het dient als de belangrijkste verbinding met de overdracht van belastingen, waardoor omverwerping krachten en laterale verplaatsing helpt te weerstaan, terwijl lokale instabiliteit en vervorming wordt voorkomen.

Secundaire structurele componenten

 

Purlins en girts

 

Beidezuiverings- en turts zijn horizontale structurele leden die dak- en wandpanelen ondersteunen. Meestal gemaakt van koud gevormde C- of Z-vormige stalen secties. Z-zeklijnen worden breder gebruikt en bieden een superieure belastingdragende capaciteit. Purlins-afstand is meestal tussen 1,4-1,5 m.

 

Bracing -systemen

 

Bracing zorgt voor laterale stabiliteit en belastingoverdracht door de structuur. Longitudinale tie-staven verdelen horizontale krachten, terwijl hoekbeugels helpen om lokaal knikken van I-sectiestralen te voorkomen door de buitenflens te beperken.

 

Dak- en muurbekleding

 

Dakpanelen en muurbekleding vormen de behuizing van het portaalframe -gebouw en beschermen tegen klimaatelementen zoals wind, regen en sneeuw. Bekleding is typisch bevestigd aan zuiveringsmiddelen en tokjes met behulp van structurele bouten met hoge sterkte. Wandpanelen kunnen sandwichpanelen of geprofileerde enkele vellen zijn, terwijl dakpanelen vaak geprofileerde vellen of PVC -vellen gebruiken. Sandwichpanelen (zoals glazen zijden panelen en rotswollen panelen) zijn ideaal voor structuren die isolatie en thermische prestaties vereisen.

 

Kraanstralen

 

Veel industriële portal frame magazijnen, workshops en planten vereisen overhead kranen of hefapparatuur voor materiaalbehandeling. Kraanbalken en hun ondersteunende beugels moeten vooraf worden aangepast aan de specifieke behoeften van elke branche.

Soorten portalframes

Enkelvoudige portal frame

Multi-span portal frame

Stalen portaalframe met mezzanine vloer

Gebonden portaalframe

Pitte dakportaal frame

Mono-pitched portal frame

Mansard dakportaal frame

Gebogen rafter stalen portaalgebouw

Voordelen en nadelen van Portal Steel Frame -gebouwen

Voordelen van stalen stalen portaalframes

Beperkingen van portaal frame structuren

Toepassingen van portal frame -gebouwen

• Pakhuizen

• logistiek

• Garages en schuren

• Workshops

• Fabrieken

• Winkels

• Vliegtuighangars

FAQ