Rangka portal ialah sistem struktur keluli tegar di mana tiang menegak bersambung ke kasau mendatar atau condong melalui sendi tahan momen . Oleh kerana sambungan lajur ke kasau memindahkan momen lentur dan bukannya hanya daya menegak, rangka menahan beban angin, salji, kren dan bumbung tanpa memerlukan pendakap pepenjuru yang berasingan.
Kesimpulan praktikal diutamakan: jika anda memerlukan bangunan satu tingkat dengan keluasan lantai yang luas dan bebas tiang, bingkai portal keluli biasanya sistem struktur yang paling ekonomik anda boleh nyatakan. Inilah sebabnya mengapa bingkai portal kekal sebagai penyelesaian pembingkaian yang dominan untuk gudang, bengkel, hangar dan bangunan pertanian di hampir setiap pasaran dengan sektor pembinaan keluli yang aktif.
Geometri adalah mudah menipu. Dua tiang dan dua kasau membentuk satu bengkok tegar. Satu barisan bengkok, disambungkan oleh purlins dan rel sisi, membentuk struktur primer dan sekunder bangunan. Sambungan momen di cucur atap dibuat dengan penyangga, pendalaman tirus pada bahagian kasau di mana ia bertemu dengan lajur. Punggung merebakkan momen lentur puncak ke atas keluli yang lebih panjang dan menghalang sambungan daripada menjadi titik rapuh.
Pasukan tapak lebih suka sistem kerana butirannya biasa, fabrikasinya mudah, dan urutan ereksi adalah pantas. Tidak seperti bingkai ruang atau struktur kekisi yang kompleks, portal yang dibengkokkan boleh diikat bersama di atas tanah, diperiksa kesesuaian dan diangkat sebagai satu bahagian. Fakta mudah itulah yang menjadikan masa pembinaan singkat dan kawalan kualiti berkesan.
Laluan beban bingkai portal menerangkan sebab ia berkelakuan sebagai satu struktur berterusan. Setiap beban yang tiba di atas bumbung akhirnya bergerak turun ke asas melalui urutan yang sama:
Dua keputusan yang paling banyak mengubah pengagihan daya dalaman ialah sambungan asas dan hanch geometri . Tapak yang disematkan direka untuk memindahkan daya paksi dan ricih sahaja. Ia mempunyai plat asas yang lebih kecil, bolt penambat yang lebih sedikit dan tapak konkrit yang lebih kecil, itulah sebabnya ia menjadi lalai untuk kebanyakan bingkai antara 12 m dan 25 m rentang. Tapak tetap menahan putaran pada kaki lajur, yang mengurangkan momen di atap dan boleh menjimatkan keluli dalam tiang tinggi, tetapi kosnya lebih tinggi dalam asas. Pilihannya adalah ekonomi, bukan keutamaan teknikal.
Beban mendatar seperti angin, tindakan seismik, dan lonjakan kren ditentang oleh tindakan bingkai . Angin di dinding sisi membengkokkan lajur, momen melalui bahagian atas ke dalam kasau, dan sambungan puncak mengimbangi momen berlawanan kedua-dua bahagian kasau. Bengkok itu stabil dalam satahnya sendiri; kestabilan berserenjang dengan bingkai datang daripada pendakap pelan bumbung, rel sisi dan pendakap terbang.
Setiap bingkai portal, daripada bangsal pertanian 12 m hingga dewan logistik 45 m, dipasang daripada set bahagian yang sama. Memahami perkara yang dilakukan oleh setiap komponen memberitahu anda ke mana perhatian kejuruteraan harus pergi semasa reka bentuk, fabrikasi dan pemeriksaan tapak.
| Komponen | Fungsi | Butiran Biasa |
|---|---|---|
| Lajur | Anggota menegak menyokong kasau dan memindahkan momen ke pangkalan | Bahagian UB atau UC; ketinggian 4 hingga 12 m |
| Kasau | Anggota bumbung condong membawa beban purlin ke tiang | Span 12 hingga 45 m; cerun 5 hingga 10 darjah |
| cucur cucur atap | Bahagian yang lebih dalam pada simpang tiang-kasau, menentang momen lentur puncak | Kedalaman kira-kira span/30 hingga span/40 |
| Puncak haunch | Bahagian yang lebih dalam di rabung, zon momen positif | Lebih kecil daripada eave haunch; selalunya dipotong dari pinggan yang sama |
| Purlins | Rentang antara kasau, menyokong lembaran bumbung | Bahagian Z atau C; jarak 1.2 hingga 2.5 m |
| Rel sisi | Rentang antara lajur, pelapis dinding yang menyokong | Bahagian Z atau C; jarak 1.2 hingga 2.0 m |
| Baju kurung terbang | Kekang bebibir mampatan dalam kasau | Bahagian sudut berhampiran garisan purlin |
| Pendakap bumbung dan menegak | Pindahkan beban angin membujur ke asas | Sudut pepenjuru atau rata di teluk hujung |
The cucur atap memerlukan perhatian khusus semasa reka bentuk dan fabrikasi. Momen lentur maksimum dalam bingkai portal berlaku tepat pada persimpangan tiang-kasau, dan di lokasi itu bebibir bawah kasau berada dalam mampatan. Punggung yang berkadar betul memperdalam bahagian dengan tepat di mana tegasan paling tinggi, menaikkan modulus bahagian dan menjimatkan keluli sepanjang rentang yang lain. Kebanyakan masalah dalam bingkai portal ringan bermula pada sambungan ini, sama ada kerana bahagian badan terlalu pendek atau kerana bebibir mampatan tidak dihalang.
Bingkai portal biasanya dilukis sebagai satu nada bengkok, tetapi keluarga termasuk beberapa konfigurasi, setiap satu dipilih mengikut rentang, penggunaan dan kekangan tapak.
Untuk projek yang rentangnya melebihi had praktikal rangka portal keratan bergulung, atau di mana beban pekat berat terlibat, bingkai kekuda biasanya merupakan jawapan kejuruteraan yang lebih baik. Jambatan keluli modular adalah contoh paling jelas: kekisi segi tiga kekuda mengendalikan beban kenderaan tertumpu dengan cekap sambil memastikan kedalaman struktur munasabah.
Kos bingkai portal sangat dipengaruhi oleh jarak rentang dan ruang. Julat berikut ialah apa yang digunakan oleh pasukan reka bentuk untuk perancangan kos awal; mereka merancang julat, bukan jadual reka bentuk.
| Jenis Bangunan | Span Jelas Biasa | Ketinggian Eave Biasa |
|---|---|---|
| Gudang dan logistik | 18 hingga 30 m | 6 hingga 8 m |
| Perindustrian ringan | 15 hingga 24 m | 5 hingga 8 m |
| Bangsal pertanian | 12 hingga 24 m | 4 hingga 6 m |
| Dewan sukan dan hangar | 25 hingga 45 m, selalunya melengkung atau berkuda | 7 hingga 12 m |
| Peruncitan dan bilik pameran | 12 hingga 20 m | 4 hingga 6 m |
Sebagai anggaran awal, kedalaman kasau biasanya dalam julat span/40 hingga span/55 untuk bahagian bergulung, dan kedalaman cucur atap adalah kira-kira span/30 hingga span/40 . Kedalaman lajur biasanya satu pertiga hingga separuh daripada kedalaman kasau serta butiran sambungan. Jarak teluk biasanya jatuh antara 5 m dan 8 m: teluk yang lebih panjang mengurangkan bilangan bingkai tetapi memaksa purlin yang lebih besar dan tiang angin yang lebih berat. Pastikan jarak ruang yang sama untuk bangunan penuh, kerana menukarnya menghasilkan fabrikasi tambahan dalam larian purlin.
Untuk kebolehkhidmatan, had pesongan menegak praktikal untuk kasau bumbung sejuk ialah L/180 hingga L/240 , manakala hanyut mendatar di cucur atap biasanya terhad kepada H/150 hingga H/300 . Bangunan kren adalah lebih ketat, pada L/300 hingga L/600 bergantung kepada kelas kren. Had pesongan ini mengawal saiz bahagian lebih kerap daripada kekuatan tulen, terutamanya pada bumbung rentang panjang di mana berat sendiri keluli adalah sebahagian besar daripada jumlah beban.
Projek bingkai portal biasanya menjadi mahal atau sukar semasa keputusan dibuat sebelum fabrikasi keluli bermula. Ini adalah pertimbangan yang paling penting.
Satu-satunya kesilapan praktikal yang paling biasa dalam pembinaan bingkai portal ialah terlupa untuk menahan bebibir dalam kasau berhampiran haunch. Bebibir itu berada dalam mampatan di kawasan cucur atap, dan tanpa pendakap lalat atau sekatan yang serupa, anggota boleh melengkung ke sisi sebelum ia mencapai saat reka bentuknya. Pembaikan adalah murah; meninggalkannya tidak.
Jika anda menilai anggota keluli untuk jambatan atau struktur rentang panjang, kami panduan kepada rasuk keluli untuk pembinaan jambatan modular menerangkan pemilihan ahli, had rentang, dan perlindungan kakisan dari segi praktikal.
Persoalannya bukanlah sistem mana yang lebih baik secara umum, tetapi yang mana satu sesuai dengan rentang, corak muatan dan belanjawan. Jadual di bawah membandingkan dua pendekatan merentas kriteria yang memacu keputusan projek sebenar.
| Kriteria | Bingkai Portal | Rangka Kekuda |
|---|---|---|
| Sambungan | Sendi cucur atap yang tahan seketika | Kebanyakannya disematkan sendi segi tiga |
| Tingkah laku bahan utama | Membongkok dalam tiang dan kasau | Ketegangan paksi dan mampatan dalam anggota |
| Julat rentang ekonomi | 12 hingga 45 m | 30 hingga 80 m atau lebih |
| Jenis beban terbaik | Beban bumbung seragam | Beban mata, beban bergerak, rentang panjang |
| Kos fabrikasi | Rendah, kerana sendi adalah mudah dan berulang | Lebih tinggi, kerana ramai ahli dan gussets |
| Kelajuan ereksi | Cepat, dengan beberapa helai setiap bengkok | Lebih perlahan, dengan lebih banyak kepingan untuk diselaraskan |
Gudang biasa 18 hingga 30 m dengan bumbung ringan hampir selalunya merupakan bingkai portal. Dewan berbumbung sepanjang 50 m yang membawa kren berat, atau dek jambatan lebuh raya yang membawa muatan kenderaan, hampir selalunya adalah kekuda. Sebabnya ialah kecekapan bahan: dalam kekuda, anggota membawa beban secara paksi, jadi keratan rentas penuh berfungsi, manakala anggota lentur mempunyai sebahagian besar bahannya ditekan jauh di bawah kapasitinya.
Apabila projek itu adalah jambatan sementara, laluan akses jarak jauh, atau lintasan beban berat, sistem modular jenis kekuda memberikan kapasiti yang boleh diramal dan penggunaan pantas. The jambatan Bailey tergalvani beban berat rentang besar ialah contoh tipikal struktur kekuda yang dibina untuk tugas yang tepat itu.
Borong CB450 Jenis Span Besar Beban Berat Pengilang Jambatan Bailey Bergalvani Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. ialah pengilang China CB450 Type Large Span Heavy Load Galvanized Bailey Bridge pengeluar dan OEM... Lihat Produk → Urutan ereksi menjejaskan kos, program dan keselamatan tapak lebih daripada sebarang aktiviti lain. Urutan yang dirancang dengan baik mengikut langkah-langkah ini mengikut urutan.
Semasa langkah 3 hingga 5, sokongan sementara adalah kritikal. Bingkai portal menjadi sandaran hanya selepas bengkok lengkap pertama dan pendakapnya dipasang. Pada projek yang rentang bingkainya panjang, atau di mana kren mesti dilepaskan dengan cepat, sokongan yang dikeraskan sementara adalah penyelesaian standard. The Sokongan pembinaan super Bailey yang diberi nilai 900 tan yang digunakan pada kerja-kerja jambatan dan kereta api bersilang besar adalah contoh praktikal jenis kerja keluli sementara ini.
Borong Tersuai Span Besar 900 Tan Beban Sokongan Pembinaan Super Bailey M Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. ialah pengilang Sokongan Pembinaan Super Bailey Span Besar yang Disesuaikan China dengan Beban 900 Tan... Lihat Produk → Kawalan kualiti di tapak kebanyakannya adalah visual: periksa tonjolan bolt, sahkan bahawa pendakap lalat dipasang pada setiap garisan purlin berhampiran haunch, sahkan bahawa pendakap itu ditegangkan dan jangan sekali-kali membenarkan pelapisan dipasang sebelum pendakap ditandatangani.
Kekuatan bingkai portal adalah ruang yang jelas dan tidak terhalang. Kelebihan tunggal itu menerangkan penyebarannya merentasi pelbagai jenis bangunan.
Prinsip kejuruteraan yang sama, sambungan tegar, bahagian keluli dan perlindungan kakisan juga digunakan di luar bangunan. kami sistem struktur keluli modular struktur pendekatan jambatan penutup, sokongan paip, dan platform sementara, memanjangkan logik kerangka portal ke dalam kerja infrastruktur.
Pengeluar Struktur Keluli Tersuai, Kilang Sistem Struktur Keluli Sebagai pengeluar struktur keluli China dan kilang OEM sistem struktur keluli, Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd mengkhusus dalam... Lihat Produk → Dalam projek jambatan dan infrastruktur, bingkai jenis portal muncul sebagai struktur akses sementara, gantri pendirian dan platform pembinaan jambatan silang. Laluan beban dan logik kestabilan adalah sama dengan kerangka bangunan, tetapi bebannya lebih berat dan toleransinya lebih ketat. Satu set yang dirancang dengan baik aplikasi platform pembinaan jambatan boleh menukar pemasangan atas air yang berisiko kepada urutan mengangkat rutin.
Bingkai portal menggunakan sambungan tegar antara tiang dan kasau supaya momen lentur dibawa melalui sambungan. Kekuda menggunakan anggota triangulasi dengan sambungan yang disematkan, dan anggota tersebut kebanyakannya membawa daya paksi. Bingkai portal biasanya lebih murah sehingga kira-kira 40 m rentang; kekuda mengambil alih untuk rentang yang lebih panjang, beban titik berat dan aplikasi jambatan.
Bingkai portal keratan bergulung jarang melebihi 45 hingga 50 m sebelum berat kasau menjadi berlebihan. Di luar julat itu, pereka bentuk beralih kepada kasau kekuda, rasuk selular atau barisan lajur dalaman jika penggunaan bangunan membenarkannya. Rangka portal keluli rentang tunggal maksimum praktikal dalam amalan biasa adalah sekitar 60 m menggunakan kasau jenis kekuda.
Untuk rentang bawah 30 m, selalunya ya. Bingkai portal mempunyai lebih sedikit kepingan, kurang kimpalan, sambungan lebih mudah dan ereksi lebih cepat. Di atas 45 m atau dengan beban kren yang berat, kekuda sering menjadi lebih murah kerana anggotanya membawa beban secara paksi, yang mengurangkan saiz anggota dengan ketara dan mengimbangi kos fabrikasi tambahan.
Sambungan momen memindahkan momen lentur serta daya paksi dan ricih. Dalam bingkai portal, sambungan cucur atap ialah sambungan momen, itulah sebabnya beban kasau boleh dibawa turun ke lajur tanpa pendakap berasingan. Tanpa kapasiti momen pada sambungan, bingkai akan menjadi mekanisme dan memerlukan pendakap pepenjuru untuk kekal stabil.
Itu bergantung terutamanya pada perlindungan kakisan, bukan pada keluli itu sendiri. Bingkai portal yang terperinci dengan galvanizing hot-dip atau sistem cat tahan lama dengan mudah bertahan 50 tahun atau lebih dalam keadaan atmosfera biasa. Pelapisan bumbung biasanya memerlukan penggantian lebih awal daripada bingkai; jangka hayat bingkai dikawal oleh penyelenggaraan salutan dan kawalan pemeluwapan.
Bingkai portal gaya bangunan kadangkala digunakan untuk jambatan bingkai tegar pendek, tetapi untuk kebanyakan julat jambatan sistem modular jenis kekuda adalah lebih praktikal. Anda mendapat penggunaan bahan yang lebih baik, struktur yang lebih cetek dan kapasiti yang boleh diramal daripada panel pasang siap. Cara yang paling biasa untuk membina jambatan keluli sementara atau kekal dengan cepat adalah dengan sistem kekuda modular seperti jambatan Bailey; yang Panduan kapasiti dan spesifikasi beban jambatan Bailey menerangkan kelas beban dan konfigurasi yang digunakan dalam amalan.