Berita - Struktur Keluli: Sistem Struktur Utama dalam Kejuruteraan Moden

Dalam seni bina kontemporari, pengangkutan, industri, dan kejuruteraan tenaga,struktur keluli, dengan kelebihan dwinya dalam kedua-dua bahan dan struktur, telah menjadi daya teras yang memacu inovasi dalam teknologi kejuruteraan. Menggunakan keluli sebagai bahan galas beban terasnya, ia mengatasi batasan struktur tradisional melalui pengeluaran perindustrian dan pemasangan modular, menyediakan penyelesaian yang cekap untuk pelbagai projek yang kompleks.

Kebaikan dan Keburukan Struktur Keluli - KELULI DIRAJA CHINA

Definisi dan Sifat Struktur Keluli
Struktur keluli merujuk kepada sistem struktur galas beban yang terdiri daripadaplat keluli, bahagian keluli (rasuk H, saluran U, keluli sudut, dsb.), dan paip keluli, diikat melalui kimpalan, bolt berkekuatan tinggi atau rivet. Intipatinya adalah untuk memanfaatkan kekuatan tinggi dan keliatan keluli untuk memindahkan beban menegak secara sekata (berat mati dan berat peralatan) dan beban mendatar (angin dan gempa bumi) daripada bangunan atau projek ke asasnya, memastikan kestabilan struktur. Berbanding dengan struktur konkrit, kelebihan teras struktur keluli terletak pada sifat mekanikalnya: kekuatan tegangannya boleh mencapai lebih 345 MPa, lebih daripada 10 kali ganda daripada konkrit biasa; dan keplastikan yang sangat baik membolehkan mereka berubah bentuk di bawah beban tanpa pecah, memberikan jaminan berganda keselamatan struktur. Ciri ini menjadikan mereka tidak boleh diganti dalam senario rentang besar, bertingkat tinggi dan beban berat.

Jenis Utama Struktur Keluli

(I) Pengelasan mengikut Borang Struktur
Struktur Rangka Gerbang: Struktur ini, terdiri daripada lajur dan rasuk, membentuk rangka kerja berbentuk "pintu masuk", ditambah dengan sistem sokongan. Ia sesuai untuk loji perindustrian, gudang logistik, pasar raya, dan struktur lain. Rentang biasa berkisar antara 15 hingga 30 meter, dengan beberapa melebihi 40 meter. Komponen boleh dibuat pasang siap di kilang, membolehkan pemasangan di tapak hanya dalam 15 hingga 30 hari. Contohnya, gudang Taman Logistik Asia No. 1 JD.com menggunakan struktur jenis ini.
Struktur Kekuda: Struktur ini terdiri daripada rod lurus yang disambungkan oleh nod untuk membentuk geometri segi tiga atau trapezoid. Rod hanya tertakluk kepada daya paksi, menggunakan sepenuhnya kekuatan keluli. Struktur kekuda biasanya digunakan dalam bumbung stadium dan bentang utama jambatan. Sebagai contoh, pengubahsuaian Stadium Pekerja Beijing menggunakan struktur kekuda untuk mencapai rentang bebas tiang 120 meter.
Struktur rangka: Sistem spatial yang dibentuk oleh rasuk dan lajur penyambung tegar menawarkan pelan lantai yang fleksibel dan merupakan pilihan arus perdana untuk bangunan pejabat dan hotel bertingkat tinggi.
Struktur grid: Grid spatial yang terdiri daripada berbilang ahli, selalunya dengan nod segi tiga dan persegi biasa, menawarkan integriti yang kukuh dan rintangan gempa bumi yang sangat baik. Ia digunakan secara meluas di terminal lapangan terbang dan pusat konvensyen.

(II) Pengelasan mengikut Ciri-ciri Beban
Anggota lentur: Diwakili oleh rasuk, anggota ini menahan momen lentur, dengan mampatan di bahagian atas dan ketegangan di bahagian bawah. Mereka sering menggunakan bahagian-H atau bahagian kotak yang dikimpal, seperti rasuk kren di loji perindustrian, dan mesti memenuhi kedua-dua keperluan kekuatan dan rintangan keletihan.
Anggota yang dimuatkan secara paksi: Anggota ini hanya tertakluk kepada tegangan/mampatan paksi, seperti rod pengikat kekuda dan anggota grid. Batang pengikat direka bentuk untuk kekuatan, manakala rod mampatan memerlukan kestabilan. Tiub bulat atau bahagian keluli sudut biasanya digunakan. Komponen yang dimuatkan secara eksentrik: Ini tertakluk kepada kedua-dua daya paksi dan momen lentur, seperti tiang bingkai. Disebabkan oleh kesipian beban pada hujung rasuk, keratan rentas simetri (seperti tiang kotak) diperlukan untuk mengimbangi daya dan ubah bentuk.

Kelebihan Teras Struktur Keluli
(I) Sifat Mekanikal Cemerlang
Kekuatan tinggi dan berat rendah adalah kelebihan paling ketara bagi struktur keluli. Untuk rentang tertentu, berat mati rasuk keluli hanya 1/3-1/5 berat rasuk konkrit. Sebagai contoh, kekuda keluli rentang 30 meter mempunyai berat kira-kira 50 kg/m, manakala berat rasuk konkrit melebihi 200 kg/m. Ini bukan sahaja mengurangkan kos asas (sebanyak 20%-30%) tetapi juga mengurangkan kesan seismik, meningkatkan keselamatan seismik struktur.
(II) Kecekapan Pembinaan Tinggi
Lebih 90% komponen struktur keluli adalah pasang siap di kilang dengan ketepatan tahap milimeter. Pemasangan di tapak hanya memerlukan pengangkatan dan sambungan. Sebagai contoh, bangunan pejabat keluli 10 tingkat hanya mengambil masa 6-8 bulan dari pengeluaran komponen sehingga siap, pengurangan 40% dalam masa pembinaan berbanding dengan struktur konkrit. Sebagai contoh, projek kediaman keluli pasang siap di Shenzhen mencapai kelajuan pembinaan "satu tingkat setiap tujuh hari," dengan ketara mengurangkan kos buruh di tapak.
(III) Rintangan dan Ketahanan Gempa Bumi yang Kuat
Keliatan keluli membolehkan struktur keluli menghilangkan tenaga melalui ubah bentuk semasa gempa bumi. Sebagai contoh, semasa gempa bumi Wenchuan 2008, sebuah kilang struktur keluli di Chengdu hanya mengalami ubah bentuk kecil dan tiada risiko runtuh. Tambahan pula, selepas rawatan anti-karat (galvanizing dan salutan), keluli boleh mempunyai hayat perkhidmatan 50-100 tahun, dengan kos penyelenggaraan jauh lebih rendah daripada struktur konkrit.
(IV) Perlindungan dan Kelestarian Alam Sekitar
Kadar kitar semula keluli melebihi 90%, membolehkan ia dilebur semula dan diproses selepas perobohan, menghapuskan pencemaran sisa pembinaan. Tambahan pula, pembinaan keluli tidak memerlukan acuan atau penyelenggaraan, memerlukan kerja basah yang minimum di tapak, dan mengurangkan pelepasan habuk sebanyak lebih 60% berbanding dengan struktur konkrit, selaras dengan prinsip bangunan hijau. Sebagai contoh, selepas pembongkaran tempat Ais Kiub untuk Sukan Olimpik Musim Sejuk Beijing 2022, beberapa komponen telah digunakan semula dalam projek lain, mencapai kitar semula sumber.

Aplikasi Berleluasa Struktur Keluli
(I) Pembinaan
Bangunan awam: Stadium, lapangan terbang, pusat konvensyen dan pameran, dsb., bergantung pada struktur keluli untuk mencapai rentang yang besar dan reka bentuk yang luas.
Bangunan kediaman: Kediaman berstruktur keluli pasang siap menjadi semakin popular dan boleh memenuhi keperluan perumahan yang diperibadikan.
Bangunan komersial: Bangunan pejabat bertingkat tinggi dan pusat beli-belah, yang menggunakan struktur keluli untuk mencapai reka bentuk yang kompleks dan pembinaan yang cekap.
(II) Pengangkutan
Kejuruteraan jambatan: Jambatan rentas laut dan jambatan kereta api. Jambatan keluli menawarkan rentang yang besar dan angin kencang dan rintangan gempa bumi.
Transit kereta api: Kanopi stesen kereta api bawah tanah dan rasuk landasan kereta api ringan.
(III) Perindustrian
Loji industri: Loji jentera berat dan loji metalurgi. Struktur keluli boleh menahan beban peralatan besar dan memudahkan pengubahsuaian peralatan seterusnya.
Kemudahan pergudangan: Gudang rantaian sejuk dan pusat logistik. Struktur bingkai portal memenuhi keperluan storan rentang besar dan pantas untuk dibina dan dikomisyenkan dengan cepat.
(IV) Tenaga
Kemudahan kuasa: Bangunan utama loji kuasa haba dan menara penghantaran. Struktur keluli sesuai untuk beban tinggi dan persekitaran luar yang keras. Tenaga Baharu: Menara turbin angin dan sistem pemasangan fotovoltaik menampilkan struktur keluli ringan untuk pengangkutan dan pemasangan yang mudah, menyokong pembangunan tenaga bersih.