Reka Bentuk Struktur Kekuda Paip Keluli Span Besar

 

Reka Bentuk Struktur Kekuda Paip Keluli Span Besar

Dalam struktur keluli rentang besar, semakin tersebar titik sokongan struktur keluli, semakin besar kekangan pada susun atur planar dan kombinasi spatial; sebaliknya, semakin tertumpu titik sokongan struktur keluli, lebih besar fleksibiliti. Artikel ini menganalisis pelbagai jenis struktur keluli rentang besar dan meneroka sistem strukturnya untuk memberikan pandangan dan inspirasi untuk rakan sebaya dalam bidang ini..

2. Bentuk Struktur Utama bagi Struktur Keluli Span Besar

a. Struktur Cangkang Grid

Struktur grid permukaan melengkung dikenali sebagai struktur cengkerang grid, yang boleh dibahagikan kepada cengkerang grid satu lapisan dan dua lapisan. Bahan untuk cengkerang grid termasuk cengkerang grid keluli, cengkerang grid kayu, dan cengkerang grid konkrit bertetulang. Bentuk struktur utama termasuk cengkerang grid sfera, cengkerang grid hiperbolik, cengkerang grid silinder, dan cengkerang grid paraboloid hiperbolik.

Struktur cengkerang grid menggabungkan ciri-ciri utama sistem rod dan struktur cangkerang nipis. Batangnya agak mudah, dan pengagihan daya adalah munasabah. Mereka mempunyai ketegaran yang tinggi dan keupayaan merentang, membenarkan komponen kecil dipasang ke dalam ruang yang besar. Komponen kecil dan nod sambungan boleh dibuat pasang siap di kilang. Pemasangan adalah mudah dan tidak memerlukan jentera besar, menjadikan penunjuk ekonomi komprehensif menguntungkan. Strukturnya serba boleh dalam reka bentuk, menampung pelbagai pelan seni bina dan bentuk ruang mengikut keperluan kreatif.

b. Struktur Rangka Angkasa

Struktur rangka ruang ialah struktur ruang yang terdiri daripada berbilang rod yang disambungkan pada nod mengikut corak geometri tertentu. Apabila struktur sedemikian dibentuk dengan lapisan berganda atau berbilang, ia dirujuk sebagai bingkai ruang. Biasanya diperbuat daripada paip keluli atau bahan keluli bahagian, bentuk utama termasuk:

1. Rangka ruang yang terdiri daripada sistem kekuda satah.
2. Bingkai angkasa yang terdiri daripada piramid segi empat tepat.
3. Bingkai angkasa yang terdiri daripada piramid segi tiga.
4. Bingkai angkasa yang terdiri daripada piramid heksagon.

Ciri-ciri utama bingkai ruang adalah kerja spatial, laluan penghantaran daya mudah, ringan, ketegaran yang tinggi, prestasi seismik yang baik, dan pembinaan dan pemasangan yang mudah. Rod dan nod boleh diseragamkan dan dikomersialkan, membenarkan pengeluaran besar-besaran di kilang, yang meningkatkan kecekapan pengeluaran. Susun atur satah bingkai ruang adalah fleksibel, dan bumbung rata adalah kondusif untuk pemasangan siling dan persediaan peralatan. Selain itu, bingkai ruang adalah estetik, ringan, dan elegan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi seni bina dan hiasan.

c. Struktur Membran

Struktur membran, juga dikenali sebagai struktur fabrik, adalah bentuk baru struktur ruang rentang besar yang dibangunkan pada pertengahan abad ke-20. Menggunakan fabrik fleksibel berprestasi tinggi, membran disokong oleh tekanan udara dalaman, atau dengan kabel keluli fleksibel atau penyokong tegar, mewujudkan membran pra-tegang dengan ketegaran tertentu yang mampu menutup ruang yang besar. Bentuk struktur utama termasuk struktur membran yang disokong udara, struktur membran tegangan, dan struktur membran yang disokong bingkai.

Ciri-ciri utama struktur membran adalah ringan, rentang yang besar, bentuk seni bina yang pelbagai, pembinaan yang selesa, ekonomi yang baik, keselamatan yang tinggi, penghantaran cahaya yang baik, dan sifat pembersihan diri. Namun begitu, ketahanan mereka agak lemah.

d. Struktur Berkabel

Struktur kekal kabel menggunakan kabel tegangan sebagai komponen galas beban utama, disusun mengikut corak tertentu. Struktur bumbung tinggal kabel biasanya terdiri daripada sistem kabel, sistem bumbung, dan sistem sokongan. Bentuk struktur utama termasuk:

1. Struktur kekal kabel satu lapisan satu arah.
2. Struktur kekal kabel satu lapisan jejari.
3. Struktur kekal kabel satu lapisan dua arah.
4. Struktur kekal kabel prategasan satu arah dua lapisan.
5. Struktur kekal kabel prategasan jejari.
6. Struktur kekal kabel prategasan dua hala dua hala.
7. Struktur jaring kabel prategasan.

Ciri-ciri daya struktur kabel kekal melibatkan menahan beban luaran melalui tegangan paksi kabel., tanpa menghasilkan momen lentur dan daya ricih. Ini menggunakan sepenuhnya kekuatan keluli. Struktur kabel kekal dalam bentuk yang serba boleh, fleksibel dalam susunan, dan boleh disesuaikan dengan pelbagai susun atur seni bina. Disebabkan oleh berat kabel keluli yang ringan, struktur bumbung agak ringan, dan pemasangan tidak memerlukan peralatan mengangkat yang besar. Namun begitu, analisis dan teori reka bentuk struktur kabel kekal adalah lebih kompleks berbanding dengan struktur konvensional, mengehadkan penggunaan meluas mereka.

e. Struktur Cangkang Nipis

Struktur cangkerang dalam kejuruteraan seni bina selalunya adalah struktur cangkerang nipis (ditakrifkan secara teknikal sebagai cengkerang dengan t/R ≤ 1/20). Struktur cengkerang nipis boleh dikategorikan mengikut pembentukan permukaannya kepada cengkerang putaran dan cengkerang translasi, dan oleh bahan binaan ke dalam cengkerang nipis konkrit bertetulang, cengkerang nipis bata, cangkerang nipis keluli, dan cengkerang nipis bahan komposit.

Struktur cangkerang mempunyai prestasi galas beban yang sangat baik, mampu menanggung beban yang besar dengan ketebalan cangkerang yang sangat nipis. Kekuatan dan ketegaran struktur cangkerang terutamanya berasal daripada bentuk geometrinya, yang menggantikan daya lenturan dalaman dengan mampatan langsung, dengan itu menggunakan sepenuhnya potensi bahan tersebut. Seperti, struktur cangkerang adalah bentuk struktur yang sangat ekonomik dan rasional dengan kekuatan tinggi, ketegaran yang tinggi, dan kecekapan bahan.