Di bidang rekayasa konstruksi,struktur baja, dengan sifat mekanik yang efisien dan kemampuan desain yang fleksibel, telah menjadi pilihan utama untuk arsitektur modern. Untuk pemula, menguasai bentuk struktural dasar dan logika seleksi struktur baja adalah kunci untuk membuka peluang profesional. Di bawah,Singaakan secara sistematis menjelaskan lima struktur khas: bingkai portal baja ringan, bingkai baja, bingkai kisi baja, struktur kabel-membran, dan rangka tabung.
Struktur inti dan karakteristik beban
Portal baja ringanstruktur bajaTerdiri dari bingkai portal, sistem Purlin (baja C/Z), dan sistem pendukung, membentuk sistem penahan beban planar. Keuntungan intinya terletak pada desain penampang variabelnya, di mana penampang balok dan kolom dioptimalkan sesuai dengan kekuatan internal, mencapai pemanfaatan material yang efisien. Penggunaan lembaran baja bergelombang ringan untuk atap dan dinding mengurangi beban fondasi sebesar 40% -60% dibandingkan dengan struktur beton.
Skenario aplikasi yang khas
Ini cocok untuk bangunan industri (pabrik ringan, gudang, dan logistik) dan fasilitas komersial (ruang pameran dan garasi) dengan bentang tunggal 20-30 meter dan ketinggian atap hingga 10 meter. Konstruksi hanya membutuhkan waktu 4-8 minggu, dan biayanya 20% -30% lebih rendah dari struktur beton.
Karakteristik Struktural dan Keuntungan Sistem
Sistem penahan beban spasial yang terdiri dari kolom baja (baja berbentuk H/tabung baja melingkar) dan balok baja (baja berbentuk H/balok komposit) yang terhubung melalui sambungan kaku (hibrida yang dilas penuh/dilontarkan/dilas) dapat mengakomodasi jarak kolom besar yang melampaui 9 meter. Dengan menggabungkan sambungan yang diartikulasikan dengan sistem pendukung,Struktur bajaDapat secara fleksibel beradaptasi dengan persyaratan fortifikasi seismik yang berbeda.
Jenis bangunan yang berlaku
Komersial multi-lantai: Bangunan kantor 5-15 lantai (seperti bangunan Soho), dengan denah lantai yang dapat dibagi secara bebas untuk memenuhi persyaratan kantor terbuka.
Industri: Lokakarya tugas berat (seperti lokakarya pemesinan) yang mampu mengakomodasi crane overhead lebih dari 50 ton.
Bangunan tahan seismik: keuletannya yang tinggi menjadikannya struktur yang disukai untuk area rawan gempa.
Komposisi geometris dan keunggulan mekanis
Sistem penahan beban spasial yang terdiri dari anggota tubular baja yang terhubung melalui sambungan bola dalam pola grid mencapai kekakuan lentur dua arah yang seimbang. Ketebalan grid datar adalah sekitar 1/10-1/15 dari rentang, sedangkan kenaikan kisi melengkung adalah 1/6-1/8 dari rentang. Struktur baja keseluruhan hanya mengkonsumsi 30-50 kg/㎡ baja.
Aplikasi penting
Bangunan Olahraga: Stadion (seperti struktur dukungan eksterior sarang burung) dan kolam renang, mencakup rentang ultra-besar 80-150 meter.
Pusat Transportasi: Terminal Bandara (seperti atap dermaga jari Bandara Beijing Daxing), mencapai ruang transparan bebas kolom.
Pabrik Industri: Lokakarya Manufaktur Pesawat, bersama dengan sistem crane yang ditangguhkan.
Struktur Sistem dan Prinsip Penahan Beban
Terdiri dari kabel baja berkekuatan tinggi, membran tensioned, dan struktur pendukung, struktur ini mencapai bentuk hiperbolik yang stabil melalui pra-tegang. Membran hanya tebal 0,5-1,5 mm dan beratnya kurang dari 1 kg/㎡, namun menawarkan kekuatan tarik 50-150 MPa. Dikombinasikan dengan jaring kabel, memungkinkan rentang yang tidak didukung melebihi 200 meter.
Area aplikasi yang inovatif
Arsitektur Lansekap: Canopies Stadion, Canopies Plaza Komersial
Eco-Architecture: Botanical Garden Greenhouses (Eden Project, UK), memanfaatkan transmisi cahaya tinggi (95%) dari film ETFE untuk memberikan pencahayaan alami
Arsitektur sementara: ruang pameran besar (Paviliun Nasional Dunia Expo), dapat dilepas dan dapat digunakan kembali
Fitur struktural dan keunggulan material
Tabung baja melingkar dihubungkan melalui node las yang berpotongan atau pelat gusset untuk membentuk tipe trussstruktur bajasistem penahan beban. Kekakuan lentur dari bagian tabung baja adalah 30% -50% lebih tinggi dari baja H-bagian, dan bagian tertutup menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik, membuatnya sangat cocok untuk lingkungan yang lembab/korosif.
Skenario aplikasi yang beragam
Pabrik Industri: Atap pabrik mesin berat (bentang 40-60 meter), mampu menahan beban tersuspensi melebihi 30 ton.
Jembatan Jembatan: Jembatan Truss Highway (seperti Jembatan Gutian di Wuhan), dengan membentang hingga 150 meter dan pengurangan berat 60% dibandingkan dengan jembatan beton.
Bangunan pameran: Aula pameran rentang besar (seperti kompleks Canton Fair) mencapai desain yang bersih dan menyenangkan dengan rangka tabung persegi panjang.
