ข้อกำหนดการออกแบบ มาตรฐานโครงสร้าง และข้อพิจารณาทางวิศวกรรม

อาคารโครงพอร์ทัลเหล็กเบาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรม คลังสินค้า ศูนย์โลจิสติกส์ อาคารทางการเกษตร และสิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์ เนื่องจากมีโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบา การติดตั้งที่รวดเร็ว ความคุ้มค่า และประสิทธิภาพแผ่นดินไหวที่ดีเยี่ยม

อาคารเหล็กโครงพอร์ทัลทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบโครงสร้างหลัก รวมถึงเสาเหล็กเรียว จันทันเรียว คานเหล็ก ระบบค้ำยัน แป รั้วผนัง และระบบหุ้มโลหะ การออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพในระยะยาว

1. รูปแบบโครงสร้างและข้อกำหนดด้านมิติ

โดยทั่วไปแล้วอาคารโครงพอร์ทัลเหล็กไฟจะใช้:

• โครงสร้างชั้นเดียว

• เค้าโครงช่วงเดียวหรือหลายช่วง

• การออกแบบหลังคาแบบลาดคู่ แบบลาดเดี่ยว หรือแบบหลังคาหลายแบบ

ความลาดชันของหลังคาทั่วไปน้อยกว่า 10° และระบบหลังคาโดยปกติจะใช้แผ่นเหล็กขึ้นรูปหรือแผงโลหะหุ้มฉนวน

พารามิเตอร์การออกแบบทั่วไป

ช่วงอาคาร:

• ช่วงช่วงทั่วไป: 9m–36m

• โครงสร้างช่วงขนาดใหญ่สามารถเข้าถึงได้ประมาณ 72 เมตร ขึ้นอยู่กับความต้องการของโครงการ

ความสูงของอาคาร:

• ปกติ ≤12m

• ความสูงสูงสุดที่แนะนำ: 18m

ระยะห่างของคอลัมน์:
ระยะห่างของคอลัมน์ทั่วไป:

• 6ม

• 7.5ม

• 9ม

ขนาดเฟรมพอร์ทัลทั่วไป

เฟรมพอร์ทัลช่วงเดียว

• ความลึกของบั้นท้ายใกล้เสา: ประมาณ L/30

• ความยาวส่วนหลัง: 15%–25% ของความยาวช่วง

• ความลึกของจันทันช่วงกลาง: ประมาณ L/50–L/60

• โดยทั่วไปอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างของเว็บจะควบคุมภายในขอบเขตที่สมเหตุสมผล

เฟรมพอร์ทัลหลายช่วง

• ความลึกของส่วนบั้นท้ายของคอลัมน์กลาง: ประมาณ L/25

• ความยาวช่วงสะโพก: ประมาณ L/45–L/55

เพื่อประสิทธิภาพในการขนส่ง โดยทั่วไปความยาวสูงสุดของส่วนประกอบเหล็กแต่ละตัวจะถูกควบคุมภายใน 12 ม.

2. ขอบเขตที่ใช้บังคับของโครงสร้างโครงพอร์ทัลเหล็กเบา

อาคารโครงพอร์ทัลเหล็กเบาส่วนใหญ่เหมาะสำหรับ:

การใช้งานเครน

ใช้ได้กับ:

• เครนเหนือศีรษะสำหรับงานเบาและปานกลาง (คลาส A1–A5)

• เครนสะพานที่มีความสามารถในการยก ≤20 ตัน

• เครนแขวนลอย ≤3 ตัน

ด้วยมาตรการทางวิศวกรรมพิเศษ อาจพิจารณาปั้นจั่นที่มีน้ำหนักมากถึง 5 ตันด้วย

ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม

โดยทั่วไปไม่แนะนำโครงสร้างเฟรมพอร์ทัลสำหรับสภาพแวดล้อมที่มี:

• ตัวกลางสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง

• สภาวะการกัดกร่อนทางอุตสาหกรรมที่รุนแรง

สำหรับอาคารเหล็กหลายชั้นที่ชั้นบนสุดใช้โครงสร้างโครงพอร์ทัล การวิเคราะห์โครงสร้างโดยรวมและการออกแบบแผ่นดินไหวควรดำเนินการตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

3. ข้อกำหนดการออกแบบแผ่นดินไหว

เนื่องจากมีลักษณะน้ำหนักเบาและมีโครงสร้างไม่สูง อาคารโครงเหล็กพอร์ทัลมักจะแสดงประสิทธิภาพแผ่นดินไหวที่ดี

อย่างไรก็ตาม การออกแบบแผ่นดินไหวควรคำนึงถึง:

• การสร้างอัตราส่วนช่วงต่อความสูง

• โหลดเครน

• ความรุนแรงของแผ่นดินไหวในระดับภูมิภาค

• ข้อกำหนดด้านความแข็งของโครงสร้าง

หลักการออกแบบแผ่นดินไหวที่สำคัญ

• ควรวิเคราะห์เฟรมตามขวางและตามยาวแยกกัน

• โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้วิธีแรงเฉือนด้านล่างสำหรับการคำนวณแผ่นดินไหว

• โดยทั่วไปอัตราส่วนการหน่วงของโครงสร้างจะเท่ากับ 0.05

• โครงสร้างช่วงกว้างควรคำนึงถึงผลกระทบจากแผ่นดินไหวในแนวดิ่ง

เมื่อแผ่นดินไหวควบคุมการออกแบบ ควรใช้มาตรการเพิ่มเติม:

• เพิ่มความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อ

• ใช้การเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวหากเป็นไปได้

• เสริมสร้างบริเวณบั้นท้ายใกล้กับข้อต่อขื่อ-เสา

• ปรับปรุงการเชื่อมต่อค้ำยันคอลัมน์

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสลักเกลียวยึดตรงตามข้อกำหนดด้านแรงดึงและแรงเฉือน

4. ข้อกำหนดวัสดุเหล็ก

โดยทั่วไปส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักควรใช้:

• เหล็ก Q235B หรือเหล็กเกรดสูงกว่า

• เหล็ก Q345B หรือเหล็กเกรดสูงกว่า

สมาชิกรองที่รับน้ำหนักคงที่อาจใช้เหล็กกล้า Q345A หากได้รับอนุญาต

สำหรับการเชื่อมต่อโครงสร้าง:

• โบลต์ที่มีความแข็งแรงสูงควรใช้การเชื่อมต่อแบบเสียดทานเป็นหลัก

• ไม่ค่อยแนะนำให้ใช้สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงแบบแบริ่งสำหรับโครงสร้างเฟรมพอร์ทัล

5. ข้อกำหนดการรับน้ำหนักหลังคา

ค่าน้ำหนักบรรทุกบนหลังคามาตรฐานได้รับการปรับปรุงแล้ว:

• น้ำหนักปัจจุบันบนหลังคามาตรฐาน: 0.5 kN/m²

• สำหรับพื้นที่โหลดเกิน 60 ม.⊃2;: 0.3 kN/m² อาจจะถูกนำมาใช้

ค่ารับน้ำหนักที่แตกต่างกันจะพิจารณาตามพื้นที่หลังคาและข้อกำหนดด้านโครงสร้าง

6. ข้อพิจารณาเกี่ยวกับแรงลม

แรงลมเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับอาคารเหล็กน้ำหนักเบา

การออกแบบควรคำนึงถึง:

• ความสูงของอาคาร

• สภาพสิ่งล้อมรอบอาคาร

• การกระจายแรงดันลม

• ผลการดูดหลังคาและผนัง

การคำนวณภาระลมควรแยกแยะระหว่าง:

• อาคารที่ปิดล้อมอย่างเต็มที่

• อาคารปิดล้อมบางส่วน

• เปิดอาคาร

สำหรับแปและระบบหุ้ม ผลกระทบจากการดูดลมเฉพาะที่ โดยเฉพาะที่มุมและขอบ ควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ

7. ข้อกำหนดด้านความแข็งของโครงสร้าง

ข้อกำหนดการควบคุมการเสียรูปประกอบด้วย:

การกระจัดด้านบนของคอลัมน์

ข้อจำกัดโดยทั่วไป:

• อาคารที่ไม่มีปั้นจั่นที่ใช้แผ่นผนังเบา:

• ประมาณ H/60

• อาคารที่มีปั้นจั่นสะพาน:

• จำเป็นต้องมีการควบคุมการกระจัดที่เข้มงวดมากขึ้น

การโก่งตัวของจันทัน

สำหรับเฟรมพอร์ทัลช่วงเดียว:

• การโก่งตัวของขื่อควรเป็นไปตามข้อกำหนดความสามารถในการให้บริการของโครงสร้าง

• อาคารที่มีช่วงกว้างเกิน 30 เมตร ควรพิจารณามุมโค้งที่มีโครงสร้าง

การเปลี่ยนแปลงความลาดเอียงของหลังคาที่เกิดจากการเสียรูปไม่ควรเกินหนึ่งในสามของความลาดเอียงของหลังคาที่ออกแบบ

8. ข้อกำหนดของระบบค้ำยัน

ระบบค้ำยันช่วยให้มั่นใจถึงเสถียรภาพโดยรวมและความแข็งตามยาว

ข้อกำหนดทั่วไป

ค้ำยันเหล็กกลม

ใช้ได้กับอาคารที่ไม่มีเครนเท่านั้น

ความต้องการ:

• ควรกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยการคำนวณ

• เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำไม่ควรน้อยกว่า 10 มม.

• จำเป็นต้องมีการเสริมการเชื่อมต่อที่เหมาะสม

ตึกที่มีเครน

• เครน ≥5 ตัน:

• ใช้ระบบค้ำยันเหล็กส่วน

• เครน >15 ตัน:

• จัดให้มีการค้ำยันหลังคาตามยาว

• ปรับปรุงความแข็งด้านข้างของคานเครน

โดยทั่วไประยะห่างของการค้ำยันคอลัมน์จะถูกควบคุมภายใน:

30ม.–45ม

และควรจัดให้อยู่ในตำแหน่งค้ำยันแนวขวางหลังคา

9. การออกแบบสมาชิกพอร์ทัลเฟรม

หลักการออกแบบหลัก:

• ใช้วิธีการออกแบบแบบยืดหยุ่น

• โดยทั่วไปไม่คำนึงถึงการออกแบบพลาสติก

• ความบางของรางและอัตราส่วนความกว้างต่อความหนาของหน้าแปลนต้องเป็นไปตามขีดจำกัดการออกแบบ

• โดยทั่วไปจะใช้สมาชิกส่วนตัวแปรเพื่อการปรับน้ำหนักให้เหมาะสม

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ:

• ความมั่นคงระนาบของเสา

• เสถียรภาพนอกระนาบ

• ความกว้างของใยที่มีประสิทธิภาพ

• แรงเฉือนหลังการโก่งงอ

• อิทธิพลของฐานเสาแบบบานพับหรือแบบแข็ง

สำหรับอาคารที่ไม่มีเครน:

• โดยทั่วไปฐานของเสาจะเป็นแบบบานพับ

สำหรับอาคารที่มีเครนเหนือศีรษะ:

• โดยทั่วไปจะใช้ฐานเสาแบบแข็ง

10. ข้อกำหนดการออกแบบแป

ประเภทแปทั่วไป:

• แปรูปตัว C ขึ้นรูปเย็น

• แปรูปตัว Z ขึ้นรูปเย็น

• แปเชื่อมส่วน H

Purlins ต้องพิจารณา:

• โหลดแรงโน้มถ่วง

• แรงดูดลม

• ปฏิสัมพันธ์ของแผงหลังคา

• เงื่อนไขการยับยั้งชั่งใจด้านข้าง

ระบบ Z-purlin แบบต่อเนื่องสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของโครงสร้างผ่านการเชื่อมต่อที่ทับซ้อนกัน

11. การออกแบบสายรัดข้อเข่าและข้อเข่า

อุปกรณ์พยุงเข่าเป็นส่วนประกอบสำคัญในการทรงตัวที่ใช้ในการ:

• ลดความยาวการโก่งงอด้านข้างของหน้าแปลนอัด

• ปรับปรุงความเสถียรของเฟรมพอร์ทัล

ข้อกำหนดการติดตั้ง:

• ส่วนใหญ่จัดอยู่ที่บริเวณหน้าแปลนอัด

• จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อใกล้กับเสาขื่อ

• การเว้นวรรคควรเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความมั่นคง

หากไม่สามารถติดตั้งอุปกรณ์พยุงข้อเข่าได้ ควรจัดให้มีมาตรการเสริมกำลังแบบอื่น

12. การออกแบบ Anchor Bolt และฐานคอลัมน์

การออกแบบฐานคอลัมน์ควรคำนึงถึง:

• ยกกำลัง

• แรงเฉือนแนวนอน

• กองกำลังค้ำจุน

ข้อกำหนดทั่วไป:

• สลักเกลียวไม่ควรเป็นส่วนประกอบเดียวที่ต้านทานแรงเฉือนในแนวนอน

• อาจจำเป็นต้องใช้ปุ่มเฉือนสำหรับแรงแนวนอนขนาดใหญ่

• แผ่นฐานควรให้การถ่ายเทน้ำหนักที่เชื่อถือได้

13. การออกแบบการเชื่อมต่อแบบปิดด้วยแผ่นปิดท้าย

การเชื่อมต่อแผ่นปิดท้ายแบบสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจาก:

• การติดตั้งที่รวดเร็ว

• ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้

• การคมนาคมสะดวก

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ:

• ต้องใช้สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง

• ควรคำนวณความหนาของแผ่นปลายและโดยทั่วไปต้องไม่น้อยกว่า 16 มม.

• ข้อกำหนดด้านคุณภาพการเชื่อมต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด

14. ข้อกำหนดในการติดตั้ง

ระหว่างการก่อสร้าง:

งานติดตั้งโครงเหล็ก

• ติดตั้งระบบค้ำยันทันเวลา

• ปฏิบัติตามลำดับการแข็งตัวที่ถูกต้อง

• ให้การสนับสนุนชั่วคราวเมื่อจำเป็น

• ใช้สายลมเพื่อความมั่นคงชั่วคราว

การติดตั้งฐานคอลัมน์

• ติดตั้งน็อตปรับใต้สลักเกลียว

• ดำเนินการปรับแนวก่อนการอัดฉีดขั้นที่สอง

• จัดให้มีรูยาแนวในแผ่นฐาน

การติดตั้งฝาโลหะ

ความต้องการ:

• ใช้วัสดุปิดผนึกที่เชื่อถือได้

• น้ำยาซีลที่แนะนำ: เทปยางบิวทิล

• ระยะห่างตัวยึดสูงสุดระหว่างแผงและโครงสร้างรองโดยทั่วไปไม่ควรเกิน 300 มม.

• เสริมการยึดขอบหลังคาและมุมเนื่องจากแรงดูดลมที่สูงขึ้น

บทสรุป

อาคารโครงพอร์ทัลเหล็กน้ำหนักเบาเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการก่อสร้างทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ด้วยการออกแบบโครงสร้างที่ปรับให้เหมาะสม ระบบการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ การเลือกวัสดุที่เหมาะสม และการควบคุมการติดตั้งที่เข้มงวด โครงสร้างเหล็กโครงพอร์ทัลจึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในแง่ของความปลอดภัย ความทนทาน ความเร็วในการก่อสร้าง และความคุ้มค่า

ZSJH Steel Group นำเสนอโซลูชันการสร้างเหล็กโครงพอร์ทัลที่ปรับแต่งได้ รวมถึงการออกแบบโครงสร้าง การผลิตเหล็ก การตรวจสอบคุณภาพ และบริการจัดส่งทั่วโลกสำหรับคลังสินค้าอุตสาหกรรม เวิร์กช็อป ศูนย์โลจิสติกส์ และอาคารเหล็กเชิงพาณิชย์