한국어
장경간 강철 구조물은 공항, 기차역, 전시 센터, 경기장, 산업 공장, 창고, 항공기 격납고, 물류 센터 및 기둥이 없는 넓은 공간이 필요한 기타 건물에 널리 사용됩니다.
장스팬 구조설계에서는 지지점의 배치가 건축적 유연성과 구조적 성능에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 지지대가 분산될수록 평면 구성 및 공간 구성에 대한 제한이 커집니다. 대조적으로, 보다 집중된 지지점을 가진 구조는 종종 건축 설계 및 내부 공간 활용에 더 큰 유연성을 제공할 수 있습니다.
범위, 건물 기능, 하중 요구 사항, 건축 형태 및 건설 조건에 따라 다양한 구조 시스템 및 설치 방법을 채택할 수 있습니다.
이번 글에서는 장스팬 철구조물의 주요 유형과 가장 일반적으로 사용되는 시공방법을 소개한다.
스페이스 프레임은 특정 기하학적 배열에 따라 노드를 통해 연결된 여러 부재로 구성된 3차원 구조 시스템입니다.
이중층 또는 다층 평면 그리드 시스템은 일반적으로 공간 프레임 구조 라고 합니다 . 일반적으로 강철 튜브, 중공 단면 또는 구조용 강철 프로파일로 제작됩니다.
일반적인 공간 프레임 구성은 다음과 같습니다.
평면 트러스 시스템으로 구성된 공간 프레임
정사각형 피라미드 공간 프레임
삼각형 피라미드 공간 프레임
육각형 피라미드 공간 프레임
스페이스 프레임 시스템은 대형 건물에 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다.
탁월한 3차원 하중 분산
명확하고 효율적인 부하 전달 경로
높은 구조적 강성
상대적으로 낮은 구조적 무게
좋은 내진 성능
편리한 제작 및 설치
표준화된 멤버 및 연결 노드
공장 조립식 및 대량 생산에 적합
유연한 아키텍처 레이아웃
천장, 파이프라인, HVAC 시스템 및 기타 건물 서비스의 손쉬운 통합
가볍고 매력적인 건축적 외관
이러한 장점으로 인해 스틸 스페이스 프레임은 전시장, 교통 터미널, 스포츠 시설, 산업 건물 및 대형 공공 건물에 일반적으로 사용됩니다.
그리드 쉘은 곡선형 공간 그리드 구조입니다. 구조 배열에 따라 단일 레이어 그리드 쉘 또는 이중 레이어 그리드 쉘로 설계될 수 있습니다..
그리드 쉘 구조는 강철, 목재, 철근 콘크리트 또는 복합 재료를 사용하여 구성될 수 있습니다. 강철 그리드 쉘은 높은 강도 대 중량 비율과 제작 유연성으로 인해 대형 건물에 특히 적합합니다.
일반적인 형태는 다음과 같습니다:
구형 그리드 쉘
원통형 그리드 쉘
쌍곡선 그리드 쉘
쌍곡선 포물면 격자 껍질
이중 곡선 그리드 쉘 시스템
그리드 쉘 구조는 격자 구조와 쉘 구조의 특성을 결합한 것입니다.
주요 장점은 다음과 같습니다.
효율적인 구조적 거동
높은 전체 강성
뛰어난 장거리 성능
비교적 간단한 구조 부재
작은 구성 요소를 매우 큰 구조로 조립할 수 있습니다.
멤버와 노드는 공장에서 조립식으로 제작될 수 있습니다.
편리한 모듈형 설치
일부 프로젝트에서 무거운 리프팅 장비에 대한 수요 감소
매력적이고 유연한 건축 형태
그리드 쉘은 다양한 곡면으로 설계할 수 있어 경기장, 경기장, 전시 센터, 교통 허브, 아트리움 및 랜드마크 건물에 적합합니다.
라고도 알려진 멤브레인 구조는 인장 직물 구조 20세기에 광범위하게 개발된 경량의 장스팬 구조 시스템입니다.
공기압, 강철 케이블 또는 견고한 지지 구조와 결합된 고성능 유연한 멤브레인 재료를 사용합니다. 멤브레인 표면에 적절한 프리스트레스를 도입함으로써 구조는 넓은 공간을 커버할 수 있는 충분한 강성을 갖게 됩니다.
주요 멤브레인 구조 시스템은 다음과 같습니다.
공기 지지형 멤브레인 구조
인장막 구조
프레임으로 지지되는 멤브레인 구조
주요 특징은 다음과 같습니다.
매우 낮은 자중
뛰어난 장거리 성능
유연한 건축 설계
빠른 설치
구조 재료 소비 감소
좋은 경제적 성과
높은 시각적 효과
멤브레인 재질에 따라 자연광 투과성이 좋음
불규칙하고 자유로운 형태의 건축물에 적합
멤브레인 시스템은 재료 내구성, 프리스트레스 제어, 풍하중, 배수, 연결 세부 사항 및 장기 유지 관리를 신중하게 고려해야 합니다.
경기장 지붕, 교통 시설, 입구 캐노피, 상업 단지, 야외 장소 및 공공 장소에 널리 사용됩니다.
케이블 지지 구조물은 고강도 강철 케이블을 주요 인장 저항 요소로 사용합니다.
일반적인 매달린 지붕 시스템은 다음으로 구성됩니다.
케이블 시스템
지붕 시스템
지원 시스템
일반적인 구성은 다음과 같습니다.
단방향 단층 케이블 구조
방사형 단층 케이블 구조
양방향 단층 케이블 구조
단방향 이중층 프리스트레스 케이블 구조
방사형 압축 응력 케이블 구조
양방향 이중 프리스트레스 케이블 구조
Prestressed 케이블망 구조
케이블 구조의 주요 장점은 강철을 매우 효율적으로 사용한다는 것입니다.
이상적인 조건에서 케이블은 주로 축 방향 장력을 통해 하중에 저항하여 굽힘 및 전단 효과를 크게 줄입니다.
다른 장점은 다음과 같습니다.
높은 재료 효율성
매우 낮은 구조적 자중
뛰어난 장거리 성능
유연한 구조 배치
다양한 건축 레이아웃에 적합
대형 구조부재 수요 감소
독특한 건축학적 외관
그러나 케이블 지지 구조물에는 고급 구조 해석이 필요합니다. 프리스트레스 수준, 기하학적 비선형성, 시공 순서, 바람으로 인한 진동 및 변형 제어를 모두 신중하게 평가해야 합니다.
얇은 쉘 구조는 주로 멤브레인 힘을 통해 하중을 전달하는 곡선형 구조 시스템입니다.
공학적으로는 곡률반경에 비해 두께가 상대적으로 작은 쉘을 일반적으로 얇은 쉘로 분류합니다.
기하학적 형태에 따라 쉘 구조에는 다음이 포함될 수 있습니다.
회전 쉘
번역 쉘
원통형 껍질
구형 껍질
이중 곡선 쉘
자료에 따르면 다음이 포함될 수 있습니다.
강철 얇은 껍질
철근 콘크리트 쉘
벽돌 껍질
복합 쉘 구조
얇은 쉘 구조는 기하학적 구조로 인해 주로 굽힘을 통하지 않고 멤브레인 작용을 통해 하중을 전달할 수 있으므로 탁월한 하중 지지 효율성을 제공합니다.
주요 이점은 다음과 같습니다.
높은 구조적 강도
높은 강성
우수한 재료 효율성
넓은 범위의 기능
재료 소비 감소
매력적인 건축학적 외관
구조적 효율성과 건축적 유연성의 결합으로 쉘 구조는 경기장, 터미널, 홀, 전시 건물 및 랜드마크 프로젝트에 적합합니다.
대형 철골 구조물의 시공 방법은 구조 유형, 경간, 건물 높이, 현장 조건, 인양 능력, 구조적 안정성, 안전 요구 사항 및 프로젝트 일정에 따라 선택되어야 합니다.
다음과 같은 방법이 일반적으로 사용됩니다.
고도가 높은 현장 조립에는 구조 부재와 연결 노드를 최종 설계 위치에 직접 설치하는 작업이 포함됩니다.
건설 중에 구조적 안정성을 유지하고 변형을 제어하기 위해 임시 지지대가 필요한 경우가 많습니다. 전체 구조 시스템이 완성되고 안정화된 후에는 구조물이 최종 설계 응력 상태에 들어갈 수 있도록 임시 지지대를 점차적으로 제거합니다.
이 공법은 복잡한 대경간 공간 철골 구조물의 가장 기본적인 설치 공법 중 하나로 꼽힌다.
임시지원 제도에 따라 크게 두 가지 방식으로 나눌 수 있습니다.
구조의 기하학적 구조와 높이에 따라 완전 지지 비계가 세워져 구조 구성 요소를 최종 위치에 조립할 수 있습니다.
높이와 경간이 적당한 건물에 적합합니다.
장점은 다음과 같습니다.
유연한 구조
쉬운 위치 지정 및 정렬
적합한 프로젝트에 상대적으로 경제적
임시 비계는 종종 재사용될 수 있습니다.
가능한 단점은 다음과 같습니다.
다량의 비계 필요
높은 곳에서 더 많은 작업
안전 관리 요구 사항 증가
임시 지지대 설치 기간 연장
임시 강철 지지 프레임은 강철 구조물의 형상, 하중 및 설치 순서에 따라 특별히 설계되었습니다.
이 방법은 높이가 더 크고, 스팬이 더 크며, 구성 요소가 더 무거운 구조물에 적합합니다.
장점은 다음과 같습니다:
시공 안정성 향상
더 나은 좌표 및 고도 제어
유연한 지지 프레임 설계
무거운 대형 구조물에 적합
그러나 임시 지지 프레임에는 제작 비용이 더 높고 재사용률이 더 낮을 수 있습니다.
슬라이딩 설치 방식은 접근 가능한 영역에서 강철 구조물의 섹션을 조립한 다음 특별히 설계된 트랙을 따라 최종 위치로 이동하는 작업을 포함합니다.
각 섹션이 지정된 위치에 도달한 후 이전에 설치된 구조물과 연결됩니다.
이 방법은 건설 현장의 접근이 제한되거나 최종 설치 영역 바로 위의 리프팅 작업이 어려운 경우에 특히 유용합니다.
다음과 같은 용도로 자주 사용됩니다.
경기장 지붕
전시 건물
교통 터미널
산업용 건물
일반 다각형 건물
건축공간이 제한된 대형 구조물
고지대 조립 작업 감소
설치 기간 단축
시공 효율성 향상
특정 조건에서 대형 리프팅 장비에 대한 의존도 감소
엔지니어링 팀은 다음을 신중하게 제어해야 합니다.
슬라이딩 트랙 디자인
지원 반응
슬라이딩 장비의 동기화
슬라이딩 속도
구조적 변형
일시적인 안정성
최종 위치 정확도
전체 리프팅에는 지면 또는 그 근처에서 큰 부분(또는 때로는 전체 지붕 구조)을 조립한 다음 동기화된 리프팅 장비를 사용하여 최종 설계 높이까지 들어 올리는 작업이 포함됩니다.
이 방법은 일반적으로 다음과 같은 경우에 사용됩니다.
스페이스 프레임 지붕
그리드 쉘 지붕
대형 산업용 지붕 구조물
경기장 지붕
전시장
고공 조립 작업 대폭 감소
임시 지원 요구 사항 감소
건설 안전성 향상
설치 시간 단축
더 나은 지상 제작 및 품질 관리
주요 기술적 과제에는 다음을 제어하는 것이 포함됩니다.
리프팅 포인트 위치
리프팅 장치 간의 동기화
리프팅 중 구조적 응력
리프팅 중 변형
일시적인 구조적 안정성
인양 전, 일반적으로 상세한 구조 시뮬레이션과 시공 단계 해석이 필요합니다.
전체 인장 방법은 주로 케이블 구조 및 인장 멤브레인 구조에 사용됩니다.
필요한 프리스트레스 수준과 구조적 높이가 달성될 때까지 케이블에 제어된 장력을 가하기 위해 다수의 유압 잭 또는 특수 인장 장치가 사용됩니다.
특히 케이블로 지지되는 대형 지붕과 인장 멤브레인 구조에 적합합니다.
효율적인 프리스트레스 적용
케이블 힘의 정확한 제어
높은 고도에서의 수작업 감소
낮은 노동 요구 사항
시공 효율성 향상
동기화 설치에 적합
케이블과 멤브레인 구조는 프리스트레스에 매우 민감하기 때문에 인장 작업을 주의 깊게 모니터링하여 힘 수준, 구조적 기하학적 구조 및 변형이 설계 공차 내에 유지되는지 확인해야 합니다.
점진적 확장 방식은 대형 그리드 쉘 구조에 자주 적용되는 고급 설치 기술입니다.
기본 절차는 다음과 같습니다.
지면 수준에서 그리드 쉘의 중앙 부분을 조립합니다.
조립된 부분을 미리 정해진 높이까지 들어올립니다.
추가 주변 구조 섹션을 설치합니다.
확대된 구조물을 다시 들어올립니다.
완전한 그리드 쉘이 조립될 때까지 이 과정을 반복합니다.
이 방법은 다음과 같은 여러 가지 이점을 제공할 수 있습니다.
임시 지원 요구 사항 감소
지상에서 더 많은 조립 작업을 완료할 수 있습니다.
향상된 용접 및 연결 품질
고소 작업 위험 감소
더 나은 건설 안전
더욱 쉬워진 품질 검사
매우 큰 공간 구조에 적합
이러한 장점으로 인해 복잡한 장경간 강철 그리드 쉘 프로젝트에 점진적인 확장 설치가 점점 더 고려되고 있습니다.
캔틸레버 설치 방법에서는 비교적 작은 구조 단위를 사전 제작하거나 지면에서 조립한 다음 직접 들어 올려 제자리에 놓습니다.
새로운 구조 유닛은 구조물의 완성된 부분부터 점진적으로 설치됩니다.
이 방법은 일반적으로 상대적으로 작거나 구조적으로 단순한 공간 강철 구조물에 적합합니다.
임시 지원 감소
임시 작업 감소
건설비 절감 가능성
유연한 설치 순서
하지만 시공단계의 안정성이 중요합니다.
추가 부재를 설치하려면 이전에 설치된 구조물에 충분한 강성과 기하학적 안정성이 있어야 합니다.
잠재적 위험은 다음과 같습니다.
과도한 일시적 변형
건설로 인한 2차 응력
불완전한 구조 시스템의 불안정성
어려운 정렬 제어
발기 중 더 높은 안전 요구 사항
따라서 캔틸레버 설치 방식을 채택하기 전에 구조 시뮬레이션과 시공단계 해석을 완료해야 합니다.
모든 장스팬 철 구조물에 적합한 단일 공법은 없습니다.
설치 전략은 특정 프로젝트 조건에 따라 결정되어야 합니다.
중요한 요소는 다음과 같습니다:
구조 시스템
건물의 폭과 높이
철강 톤수
구성품 치수
사이트 접근성
크레인 용량
사용 가능한 조립 구역
임시 지원 조건
공사일정
지역 기상 조건
운송 제한
안전 요구 사항
구조적 변형 한계
설치 정확도 요구 사항
복잡한 프로젝트의 경우 여러 건설 방법을 결합할 수 있습니다.
예를 들어, 지붕 구조의 일부를 지상에서 조립하고, 큰 단위로 들어 올린 다음, 높은 고도에서 조립을 완료할 수 있습니다.
구조적 안전성 확보를 위해서는 상세한 시공 시뮬레이션, 리프팅 분석, 임시 지지대 설계, 변형 모니터링이 필수적입니다.
장경간 강철 구조물은 넓은 개방 공간, 건축적 유연성, 높은 구조적 효율성 및 내부 기둥 감소가 필요한 건물에 상당한 이점을 제공합니다.
일반적인 구조 시스템에는 공간 프레임, 그리드 쉘, 인장 멤브레인 구조, 케이블 지지 구조 및 얇은 쉘 구조가 포함됩니다..
프로젝트 요구 사항에 따라 고고도 현장 조립, 슬라이딩 설치, 전체 리프팅, 동기화된 인장, 점진적 확장 또는 캔틸레버 설치를 통해 시공을 완료할 수 있습니다..
장스팬 강철 구조물 프로젝트의 성공 여부는 구조 설계뿐만 아니라 제작 정확성, 연결 품질, 임시 안정성, 리프팅 제어, 설치 순서 및 시공 단계 엔지니어링에 달려 있습니다.
ZSJH STEEL은 산업, 상업 및 대규모 건설 프로젝트를 위한 통합 강철 구조 솔루션을 제공합니다.
당사의 서비스에는 다음이 포함될 수 있습니다.
구조용 강철 제조
맞춤형 강철 구조물 제조
엔지니어링 세부 사항 및 상점 도면
BIM 및 3D 모델링 지원
스틸 스페이스 프레임 및 지붕구조 제작
구조용 철강 부품 공급
용접 및 연결 제작
표면 처리 및 부식 방지
품질검사
수출 포장
국제물류 지원
설치 및 기술 지침
귀하의 프로젝트가 공장, 창고, 물류 센터, 전시장, 경기장, 운송 시설 또는 기타 대형 강철 건물과 관련되어 있는지 여부에 관계없이 당사 팀은 프로젝트 도면 및 기술 요구 사항에 따라 맞춤형 제작 및 공급 솔루션을 제공할 수 있습니다.
장스팬 강철 구조물 프로젝트가 있습니까? 기술 평가 및 견적을 위해 도면, 사양 및 프로젝트 요구 사항을 보내주십시오.
