Thép Purlins là các thành viên ngang quan trọng trải dài giữa các khung chính, chuyển tải trọng mái sang cấu trúc hỗ trợ. Độ dài nhịp của chúng - khoảng cách giữa các hỗ trợ như bè hoặc tường - không phải là một đặc điểm kỹ thuật bị cô lập; Đó là một tham số thiết kế cốt lõi gợn qua mọi khía cạnh của một dự án xây dựng. Hiểu được tác động của nó là rất quan trọng để đạt được các thiết kế có cấu trúc, hiệu quả về chi phí và hiệu quả.
1. Chuyển tải & nhu cầu cấu trúc: Tác động trực tiếp nhất là nhu cầu cấu trúc được đặt trên chính Purlin. Nhân đôi chiều dài nhịp gần gấp bốn lần cho cùng một tải đồng đều. Điều này đòi hỏi phải có các purlins mạnh hơn đáng kể:
- Kích thước phần: Phạm vi dài hơn đòi hỏi các phần lớn hơn, sâu hơn (C, Z hoặc hình dạng tùy chỉnh) với các mô đun phần cao hơn để chống lại ứng suất uốn mà không bị hỏng.
- Lớp vật chất: Các lớp thép cường độ cao hơn (ví dụ: ASTM A1003 HSLAS Lớp 55/80) có thể được yêu cầu cho các nhịp rất dài để quản lý các hạn chế về trọng lượng và độ sâu.
- Kiểm soát độ võng: Các nhịp dài hơn vốn đã linh hoạt hơn. Đảm bảo khả năng phục vụ (ngăn ngừa quá mức gây ra sự trễ nước, thiệt hại trần hoặc các vấn đề ốp) thường trở thành tiêu chí thiết kế quản lý, không phải là sức mạnh thuần túy. Giới hạn độ lệch (như L/180 hoặc L/240) nhu cầu các phần cứng hơn.
2. Hệ thống kết cấu & yêu cầu giằng: Phạm vi dài hơn làm tăng tính mẫn cảm với sự vênh lửng bên (LTB) và sự không ổn định.
- Tần số giằng: Giằng bên liên tục (tấm mái, thanh chống SAG, đường giằng chuyên dụng) là rất cần thiết. Các nhịp dài hơn đòi hỏi các điểm giằng trung gian thường xuyên hơn dọc theo chiều dài purlin để ngăn chặn sự vênh, thêm độ phức tạp và chi phí.
- Hành động cơ hoành: Khả năng của hệ thống mái nhà hoạt động như một cơ hoành (chuyển tải bên) dựa vào các purin giằng đầy đủ. Các nhịp dài hơn có thể thách thức khả năng này mà không có đủ chi tiết giằng.
- Thiết kế kết nối: Phản ứng tại hỗ trợ tăng theo nhịp và tải. Các kết nối (cleats, bu lông, mối hàn) với bè hoặc tường phải được thiết kế cho các lực cao hơn này, đặc biệt là các lực nâng có thể thống trị ở một số vùng nhất định.
3. Sử dụng vật chất & tác động kinh tế: Độ dài nhịp là một động lực chính của chi phí vật liệu và hiệu quả cấu trúc tổng thể.
- Trọng lượng & trọng tải: Trong khi các nhịp dài hơn làm giảm con số của các hỗ trợ chính (như bè hoặc khung), Trọng lượng mỗi purlin Tăng không tương xứng do nhu cầu về các phần lớn hơn/nặng hơn. Khoảng tối ưu cho tổng trọng lượng khung tối thiểu đòi hỏi phải phân tích cẩn thận.
- Sản xuất & Xử lý: Purlins rất sâu hoặc nặng cho các nhịp dài có thể đưa ra những thách thức trong chế tạo, vận chuyển và xử lý tại chỗ.
- Lao động cài đặt: Ít hỗ trợ chính hơn có thể tiết kiệm chi phí lao động, nhưng điều này có thể được bù đắp bởi sự phức tạp của việc xử lý các purlin nặng hơn/dài hơn và cài đặt các hệ thống giằng phức tạp hơn. Tốc độ cài đặt có thể bị ảnh hưởng.
4. Tích hợp với chức năng xây dựng: Lựa chọn của Purlin Span ảnh hưởng trực tiếp đến không gian xây dựng và thẩm mỹ có thể sử dụng.
- Yêu cầu nhịp rõ ràng: Các nhịp dài của Purlin rất cần thiết để đạt được không gian nội thất không có cột lớn được yêu cầu bởi các nhà kho, nhà chứa máy bay, cơ sở thể thao hoặc nhà máy sản xuất. Đây thường là động lực chính để tối ưu hóa thiết kế Purlin.
- Kế hoạch không gian & không gian: Các phần Purlin sâu hơn cần thiết cho các nhịp dài có thể làm giảm khoảng không có sẵn bên dưới mái nhà, tác động đến định tuyến dịch vụ cơ học và bố trí nội thất.
- Hồ sơ mái & thoát nước: Độ lệch quá mức so với các nhịp dài có thể dẫn đến sự chảy xệ và làm phức tạp thoát nước, có nguy cơ làm tăng thêm tải trọng và rủi ro thất bại tiềm ẩn (hiệu ứng xếp tầng).
Cân nhắc thiết kế để tối ưu hóa độ dài nhịp:
- Khoảng cách khung chính: Purlin Span được quyết định bởi khoảng cách Rafter/Giàn. Tối ưu hóa Khoảng cách khung chính là bước đầu tiên trong việc quản lý tác động nhịp Purlin.
- Phân tích tải: Chính xác chết, sống, gió và tuyết là không thể thương lượng. Phạm vi dài phóng đại tác động của các độ không đảm bảo tải.
- Tiêu chí lệch: Thiết lập giới hạn độ lệch thực tế và phù hợp với dự án sớm. Điều này thường thúc đẩy lựa chọn phần cho các nhịp dài.
- Chiến lược giằng co: Phát triển một kế hoạch giằng toàn diện sớm trong thiết kế. Xem xét bố cục và phương pháp đính kèm của ốp mái.
- Phần mềm & Chuyên môn: Sử dụng phần mềm phân tích cấu trúc có khả năng kiểm tra cường độ, độ lệch và độ ổn định của Purlin (bao gồm cả LTB) theo các mã có liên quan (AISI S100, Hướng dẫn sử dụng MBMA). Chuyên môn kỹ sư là rất quan trọng.
Chiều dài nhịp thép bằng thép không chỉ là một chi tiết kích thước. Về cơ bản, nó chi phối hành vi cấu trúc, lựa chọn vật chất, độ phức tạp giằng, khả năng kinh tế và kết quả chức năng của một tòa nhà. Các nhà thiết kế phải đánh giá chiều dài nhịp một cách toàn diện, cân nhắc lợi ích của các nhịp rõ ràng lớn hơn so với các thách thức cấu trúc và chi phí liên quan đến các nhịp dài hơn. Tối ưu hóa cẩn thận, được hướng dẫn bởi các tính toán tải chính xác và tuân thủ các giới hạn lệch và yêu cầu ổn định, là tối quan trọng để đạt được các cấu trúc có khung thép an toàn, hiệu quả và chức năng. Sự lựa chọn của Purlin Span cộng hưởng trong toàn bộ quy trình thiết kế tòa nhà.