Bốn loại cấu trúc thép？ là gì

Trong lĩnh vực xây dựng hiện đại, các cấu trúc thép tạo thành xương sống của môi trường xây dựng của chúng tôi, từ các tòa nhà chọc trời cao vút và các sân bay mở rộng đến kho chức năng và những cây cầu thanh lịch. Tính linh hoạt, sức mạnh và khả năng thích ứng của thép làm cho nó trở thành một vật liệu vô song cho các kỹ sư và kiến ​​trúc sư. Hiểu các loại cấu trúc thép cơ bản là rất quan trọng để lựa chọn hệ thống phù hợp và hiệu quả nhất cho bất kỳ dự án nào.

1. Cấu trúc khung thép

Sự miêu tả:
Cấu trúc khung thép Có lẽ là loại phổ biến và dễ nhận biết nhất. Hệ thống này sử dụng khung bộ xương của các cột thép dọc và các chùm I hoặc kèo ngang, được kết nối cứng nhắc để tạo thành một cấu trúc chịu tải ổn định. Khung hỗ trợ tất cả các tải trọng trọng lực (ví dụ: sàn, mái nhà) và tải trọng bên (ví dụ: gió, động đất). Các bức tường của tòa nhà và lớp phủ là phi cấu trúc và được gắn vào bên ngoài của khung.

Ứng dụng:

• Các tòa nhà cao tầng: Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng của thép cho phép các tòa nhà cao hơn với nền tảng ít lớn hơn.

• Các tòa nhà thương mại và văn phòng: Cho phép không gian nội thất lớn, không có cột cho các kế hoạch sàn linh hoạt.

• Các tòa nhà công nghiệp: Hỗ trợ máy móc hạng nặng và cần cẩu trên cao.

• Các tòa nhà dân cư: Ngày càng phổ biến trong xây dựng nhà đúc sẵn và mô -đun hiện đại.

2. Cấu trúc giàn thép

Sự miêu tả:
Một giàn là một khung hình tam giác của các thành viên thẳng kết nối tại các khớp. Thiết kế này vốn đã hiệu quả, vì nó chuyển tải chủ yếu dưới dạng lực căng dọc trục hoặc lực nén thông qua các thành viên của nó, giảm thiểu các khoảnh khắc uốn cong. Điều này cho phép các vì kèo kéo dài khoảng cách rất dài với vật liệu tối thiểu, làm cho chúng đặc biệt nhẹ và mạnh mẽ. Các vì kèo thường được sử dụng cho mái nhà, cầu và tháp.

Ứng dụng:

• Hệ thống mái nhà: Đối với các tòa nhà rộng lớn như nhà chứa máy bay, đấu trường thể thao và nhà kho.

• Cầu: Cả đường sắt và cầu đường thường sử dụng các thiết kế giàn thép cho các yếu tố hỗ trợ chính của chúng.

• Tháp truyền và tháp liên lạc: Các đặc tính nhẹ và có độ bền cao của chúng là lý tưởng cho các ứng dụng này.

• Cấu trúc công nghiệp: Được sử dụng làm cấu trúc hỗ trợ cho băng tải và các thiết bị khác.

3. Cấu trúc lưới thép

Sự miêu tả:
Còn được gọi là khung không gian hoặc cấu trúc mạng, các cấu trúc lưới là các khung ba chiều bao gồm các thành viên được kết nối với nhau được sắp xếp theo các mẫu hình học. Chúng hoạt động như một tấm lớn, cứng nhắc có khả năng kéo dài theo hai hướng, phân phối tải trên nhiều nút và thành viên. Điều này dẫn đến một hệ thống rất nhẹ có thể bao gồm các khu vực khổng lồ với sự hỗ trợ nội bộ tối thiểu.

Ứng dụng:

• Mái vòm lớn: Lý tưởng cho các trung tâm hội nghị, nhà ga sân bay, khán phòng và tâm nhĩ nơi không gian không có cột.

• DOMES: Được sử dụng cho các cấu trúc mang tính biểu tượng như hành tinh và vòm thể thao.

• Tán cây và mặt tiền: cung cấp cả tính toàn vẹn cấu trúc và hình học thẩm mỹ.

4. Cấu trúc vòm thép

Sự miêu tả:
Các cấu trúc vòm sử dụng một thiết kế cong để hỗ trợ tải chủ yếu thông qua nén. Hình học vốn có của một vòm chuyển tải ra bên ngoài đến các hỗ trợ của nó, hoặc mố, ở cả hai đầu. Các vòm thép có thể được xây dựng dưới dạng sườn rắn hoặc như các vòm kìm (sự kết hợp giữa các nguyên tắc vòm và giàn). Chúng có hiệu quả cao để hỗ trợ tải trọng lớn trên các nhịp lớn.

Ứng dụng:

• Cầu: Cầu vòm thép nổi tiếng với sức mạnh và sự hấp dẫn thẩm mỹ của chúng, thường được sử dụng để băng qua các thung lũng hoặc sông rộng.

• Hệ thống mái nhà: Đối với các tòa nhà như nhà ga, sân vận động và nhà chứa máy bay nơi cần có một khoảng rộng, rõ ràng.

• Lối vào và di tích: thường được sử dụng cho tác động thị giác và sự thanh lịch cấu trúc kịch tính của chúng.

Phân tích so sánh

Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)

Q: Ưu điểm chính của việc sử dụng các cấu trúc thép là gì?
Trả lời: Ưu điểm chính bao gồm cường độ và độ bền cao, tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng thuận lợi, tốc độ xây dựng do tiền chế, tính linh hoạt của thiết kế và thực tế là thép có thể tái chế 100%.

Q: Các cấu trúc thép được bảo vệ khỏi lửa như thế nào?
Trả lời: Trong khi thép không cháy, cường độ của nó giảm ở nhiệt độ cao. Các phương pháp bảo vệ phổ biến bao gồm các bảng chống cháy hoặc thuốc xịt (lớp phủ nội tạng) mở rộng khi được làm nóng để cách nhiệt các thành viên thép.

Q: Cấu trúc thép dễ bị ăn mòn?
A: Vâng, nếu tiếp xúc với độ ẩm và oxy, thép có thể bị rỉ sét. Bảo vệ ăn mòn là điều cần thiết và thường đạt được thông qua vẽ, mạ kẽm (áp dụng lớp phủ kẽm) hoặc sử dụng thép phong hóa, tạo thành một patina rỉ sét bảo vệ.

Hỏi: Sự khác biệt giữa giàn và khung không gian là gì?
Trả lời: Một giàn về cơ bản là cấu trúc phẳng hai chiều, trong khi khung không gian là cấu trúc ba chiều có thể mang tải theo nhiều hướng. Một khung không gian có thể được coi là nhiều vì kèo được kết nối với nhau trong không gian.

Q: Tính bền vững được giải quyết như thế nào trong xây dựng cấu trúc thép?
A: Thép là vật liệu tái chế nhất thế giới. Các cấu trúc thép hiện đại được thiết kế để tháo gỡ và tái sử dụng, và quá trình chế tạo tạo ra rất ít chất thải, vì các đường cắt được tái chế. Bản chất nhẹ của thép cũng làm giảm kích thước nền tảng và năng lượng vận chuyển.

Tóm lại, việc lựa chọn một loại cấu trúc thép cụ thể, đó là khung, giàn, lưới điện hoặc vòm là một quyết định cơ bản được thúc đẩy bởi các yêu cầu về nhịp, nhu cầu chức năng, tầm nhìn kiến ​​trúc và xem xét kinh tế. Mỗi hệ thống cung cấp một bộ thuộc tính duy nhất mà các kỹ sư tận dụng để tạo ra các cấu trúc an toàn, hiệu quả và bền bỉ.