Khung cổng là một hệ thống kết cấu thép cứng trong đó các cột thẳng đứng nối với các xà ngang hoặc xà dốc xuyên qua khớp chịu mô men . Bởi vì liên kết giữa cột với kèo truyền mômen uốn thay vì chỉ lực thẳng đứng, nên khung chịu được tải trọng gió, tuyết, cần trục và mái mà không cần giằng chéo riêng biệt.
Kết luận thực tế được đưa ra trước tiên: nếu bạn cần một tòa nhà một tầng có diện tích sàn rộng, không có cột thì khung cổng bằng thép thường là lựa chọn phù hợp nhất. hệ thống kết cấu kinh tế nhất bạn có thể chỉ định. Đây là lý do tại sao khung cổng vẫn là giải pháp khung chủ đạo cho nhà kho, nhà xưởng, nhà chứa máy bay và các tòa nhà nông nghiệp ở hầu hết mọi thị trường có lĩnh vực xây dựng thép đang hoạt động.
Hình học có vẻ đơn giản. Hai cột và hai xà nhà tạo thành một khối uốn cong cứng cáp. Một dãy các thanh cong được nối với nhau bằng xà gồ và ray bên tạo thành kết cấu chính và phụ của tòa nhà. Liên kết thời điểm ở mái hiên được tạo ra bằng một phần nhô ra, một độ sâu giảm dần của phần kèo nơi nó tiếp xúc với cột. Phần hông lan truyền mômen uốn cực đại trên một chiều dài thép dài hơn và ngăn không cho mối nối trở thành điểm giòn.
Các nhóm công trường thích hệ thống này hơn vì các chi tiết quen thuộc, quá trình chế tạo đơn giản và trình tự lắp dựng nhanh chóng. Không giống như khung không gian hoặc cấu trúc lưới phức tạp, cổng uốn cong có thể được bắt vít với nhau trên mặt đất, kiểm tra độ khít và nâng lên thành một mảnh. Thực tế đơn giản đó chính là yếu tố giúp rút ngắn thời gian xây dựng và kiểm soát chất lượng hiệu quả.
Đường dẫn tải của khung cổng giải thích lý do tại sao nó hoạt động như một cấu trúc liên tục. Mọi tải trọng tác động lên mái nhà cuối cùng sẽ truyền xuống móng theo cùng một trình tự:
Hai quyết định làm thay đổi sự phân bổ nội lực nhiều nhất là kết nối cơ sở và hình học hông . Đế được ghim được thiết kế để chỉ truyền lực dọc trục và lực cắt. Nó có tấm đế nhỏ hơn, ít bu lông neo hơn và nền bê tông nhỏ hơn, đó là lý do tại sao nó được mặc định cho hầu hết các khung có nhịp từ 12 m đến 25 m. Đế cố định chống quay ở chân cột, làm giảm mô men ở mái và có thể tiết kiệm thép ở các cột cao, nhưng lại tốn nhiều chi phí hơn cho móng. Sự lựa chọn là một lựa chọn kinh tế, không phải là một ưu tiên kỹ thuật.
Các tải trọng ngang như gió, tác động địa chấn và nước dâng của cần trục được chống lại bởi khung hành động . Gió ở tường bên uốn cong cột, mô men truyền qua dầm vào xà, liên kết đỉnh cân bằng mô men đối kháng của hai nửa xà. Chỗ uốn cong ổn định trong mặt phẳng của chính nó; Sự ổn định vuông góc với khung đến từ giằng sơ đồ mái, đường ray bên và giằng bay.
Mỗi khung cổng, từ nhà kho nông nghiệp dài 12 m đến phòng hậu cần dài 45 m, đều được lắp ráp từ cùng một bộ phận. Hiểu rõ chức năng của từng thành phần sẽ cho bạn biết cần chú ý đến kỹ thuật ở đâu trong quá trình thiết kế, chế tạo và kiểm tra hiện trường.
| thành phần | chức năng | Chi tiết điển hình |
|---|---|---|
| Cột | Bộ phận dọc đỡ kèo và truyền mô men về chân đế | phần UB hoặc UC; chiều cao 4 đến 12 m |
| Kèo | Cấu kiện mái nghiêng chịu tải xà gồ lên cột | Khoảng cách từ 12 đến 45 m; độ dốc 5 đến 10 độ |
| Mái hiên | Phần được làm sâu tại chỗ nối cột- kèo, chịu mômen uốn cực đại | Độ sâu khoảng nhịp/30 đến nhịp/40 |
| Đỉnh đuôi | Mặt cắt sâu hơn ở sườn núi, vùng mô men dương | Nhỏ hơn mái hiên; thường được cắt từ cùng một đĩa |
| xà gồ | Khoảng giữa các xà nhà, tấm đỡ mái | phần Z hoặc C; khoảng cách 1,2 đến 2,5 m |
| Đường ray bên | Khoảng giữa các cột, ốp tường đỡ | phần Z hoặc C; khoảng cách 1,2 đến 2,0 m |
| Niềng răng bay | Kiềm hãm mặt bích chịu nén bên trong của kèo | Mặt cắt góc gần đường xà gồ |
| Hệ giằng mái và giằng dọc | Truyền tải trọng gió dọc tới móng | Các góc chéo hoặc mặt phẳng ở các khoang cuối |
các mái hiên xứng đáng được chú ý đặc biệt trong cả quá trình thiết kế và chế tạo. Mômen uốn tối đa trong khung cổng xảy ra chính xác tại điểm nối cột- kèo và tại vị trí đó, mặt bích dưới cùng của kèo chịu nén. Phần hông được cân đối chính xác sẽ đào sâu phần chính xác ở nơi ứng suất cao nhất, nâng mô đun tiết diện và tiết kiệm thép trong phần còn lại của nhịp. Hầu hết các vấn đề trong khung cổng nhẹ đều bắt đầu từ kết nối này, do phần hông quá ngắn hoặc do mặt bích nén không được hạn chế.
Các khung cổng thường được vẽ dưới dạng uốn cong một góc, nhưng họ này bao gồm một số cấu hình, mỗi cấu hình được chọn theo các ràng buộc về nhịp, cách sử dụng và vị trí.
Đối với các dự án có nhịp vượt quá giới hạn thực tế của khung cổng dạng cuộn hoặc nơi có tải trọng tập trung nặng, khung giàn thường là câu trả lời kỹ thuật tốt hơn. Cầu thép mô-đun là ví dụ rõ ràng nhất: lưới tam giác của giàn xử lý tải trọng tập trung của xe một cách hiệu quả trong khi vẫn giữ được độ sâu kết cấu hợp lý.
các cost of a portal frame is strongly influenced by span and bay spacing. The following ranges are what design teams use for early cost planning; they are planning ranges, not design tables.
| Loại tòa nhà | Khoảng rõ ràng điển hình | Chiều cao mái hiên điển hình |
|---|---|---|
| Kho bãi và hậu cần | 18 đến 30 m | 6 đến 8 m |
| Công nghiệp nhẹ | 15 đến 24 m | 5 đến 8 m |
| Nhà kho nông nghiệp | 12 đến 24 m | 4 đến 6 m |
| Nhà thi đấu và nhà chứa máy bay | 25 đến 45 m, thường cong hoặc buộc | 7 đến 12 m |
| Bán lẻ và phòng trưng bày | 12 đến 20m | 4 đến 6 m |
Theo ước tính ban đầu, độ sâu của kèo thường nằm trong khoảng khoảng/40 đến khoảng/55 đối với các phần được cán, và độ sâu của mái hiên là khoảng khoảng/30 đến khoảng/40 . Độ sâu cột thường bằng một phần ba đến một nửa độ sâu kèo cộng với chi tiết liên kết. Khoảng cách các vịnh thường rơi vào khoảng từ 5 m đến 8 m: các vịnh dài hơn làm giảm số lượng khung nhưng buộc xà gồ lớn hơn và cột gió nặng hơn. Giữ nguyên khoảng cách các gian cho toàn bộ tòa nhà, vì việc thay đổi khoảng cách này sẽ tạo ra thêm việc chế tạo trong các đường chạy xà gồ.
Để có thể sử dụng được, giới hạn độ võng dọc thực tế của xà nhà mái lạnh là L/180 đến L/240 , trong khi hiện tượng trôi ngang ở mái hiên thường được giới hạn ở H/150 tới H/300 . Nhà xưởng cần cẩu có yêu cầu khắt khe hơn, ở mức L/300 đến L/600 tùy thuộc vào loại cầu trục. Các giới hạn độ võng này kiểm soát kích thước tiết diện thường xuyên hơn cường độ thuần túy, đặc biệt là trên các mái nhịp dài nơi trọng lượng bản thân của thép chiếm tỷ trọng lớn trong tổng tải trọng.
Dự án khung cổng thông tin thường trở nên tốn kém hoặc khó khăn trong quá trình đưa ra quyết định trước khi bắt đầu chế tạo thép. Đây là những cân nhắc quan trọng nhất.
các single most common practical mistake in portal frame construction is quên hạn chế mặt bích bên trong của xà gần hông. Mặt bích đó bị nén ở khu vực mái hiên và không có nẹp bay hoặc dây hãm tương tự, bộ phận có thể oằn sang một bên trước khi đạt đến thời điểm thiết kế. Việc sửa chữa rất rẻ; bỏ qua nó là không.
Nếu bạn đang đánh giá các thành phần thép cho một cây cầu hoặc một kết cấu nhịp dài, Hướng dẫn sử dụng dầm thép xây dựng cầu mô-đun giải thích việc lựa chọn thành viên, giới hạn nhịp và bảo vệ chống ăn mòn trong điều kiện thực tế.
các question is not which system is better in general, but which one fits the span, the load pattern, and the budget. The table below compares the two approaches across the criteria that drive real project decisions.
| Tiêu chí | Khung cổng | Khung giàn |
|---|---|---|
| Kết nối | Mối nối mái hiên chịu mômen | Hầu hết các khớp hình tam giác được ghim |
| Hành vi vật liệu chính | Uốn cột và xà nhà | Lực căng và nén dọc trục trong các cấu kiện |
| Phạm vi nhịp kinh tế | 12 đến 45 m | 30 đến 80 m trở lên |
| Loại tải tốt nhất | Tải trọng mái đồng nhất | Tải trọng điểm, tải trọng chuyển động, nhịp dài |
| Chi phí chế tạo | Thấp, vì khớp đơn giản và lặp đi lặp lại | Cao hơn vì có nhiều thành viên và gussets |
| Tốc độ cương cứng | Nhanh chóng, chỉ cần vài miếng mỗi lần uốn | Chậm hơn, có nhiều phần cần căn chỉnh hơn |
Một nhà kho thông thường rộng từ 18 đến 30 m có mái nhẹ hầu như luôn phải là khung cổng. Một hành lang có mái che dài 50 m chở cần cẩu hạng nặng hoặc mặt cầu đường cao tốc chở xe cộ hầu như luôn phải là một giàn. Lý do là hiệu quả vật liệu: trong một giàn, các bộ phận chịu tải trọng dọc trục, do đó toàn bộ mặt cắt hoạt động, trong khi bộ phận uốn có phần lớn vật liệu của nó bị ứng suất thấp hơn khả năng chịu đựng của nó.
Khi dự án là một cây cầu tạm thời, một tuyến đường có nhịp dài hoặc một cầu vượt có tải trọng lớn, hệ thống mô-đun kiểu giàn sẽ mang lại công suất có thể dự đoán được và triển khai nhanh chóng. các Cầu Bailey mạ kẽm nhịp lớn là một ví dụ điển hình về cấu trúc giàn được xây dựng cho nhiệm vụ chính xác đó.
Nhà sản xuất cầu Bailey mạ kẽm chịu tải nặng loại CB450 loại lớn Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. là nhà sản xuất Cầu Bailey mạ kẽm chịu tải nặng loại CB450 loại CB450 và nhà sản xuất OEM. Xem sản phẩm → các erection sequence affects cost, programme, and site safety more than any other activity. A well-planned sequence follows these steps in order.
Trong các bước từ 3 đến 5, hỗ trợ tạm thời là rất quan trọng. Khung cổng chỉ trở nên tự hỗ trợ sau khi uốn cong hoàn chỉnh đầu tiên và giằng của nó được đặt đúng vị trí. Đối với các dự án có nhịp khung dài hoặc nơi cần cẩu phải được hạ xuống nhanh chóng, giá đỡ được gia cố tạm thời là giải pháp tiêu chuẩn. các Hỗ trợ xây dựng siêu Bailey định mức 900 tấn được sử dụng trên các công trình cầu nhịp lớn và đường sắt là một ví dụ thực tế của loại kết cấu thép tạm thời này.
Bán buôn Tùy chỉnh Khoảng cách lớn 900 Tấn Tải trọng Super Bailey Hỗ trợ xây dựng M Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. là nhà sản xuất Hỗ trợ xây dựng Super Bailey có tải trọng lớn 900 tấn tùy chỉnh của Trung Quốc... Xem sản phẩm → Kiểm soát chất lượng tại chỗ chủ yếu bằng hình ảnh: kiểm tra các phần nhô ra của bu lông, xác nhận rằng các thanh giằng bay được lắp ở mọi dây xà gồ gần phần hông, xác minh rằng thanh giằng đã được căng và không bao giờ cho phép cố định lớp ốp trước khi thanh giằng được ký kết.
các strength of a portal frame is clear, unobstructed space. That single advantage explains its spread across a wide range of building types.
các same engineering principles, rigid connections, steel sections, and corrosion protection also apply outside buildings. Our hệ thống kết cấu thép mô-đun bao gồm các cấu trúc tiếp cận cầu, trụ đỡ đường ống và nền tảng tạm thời, mở rộng logic khung cổng thông tin vào công việc cơ sở hạ tầng.
Nhà sản xuất kết cấu thép tùy chỉnh, Nhà máy hệ thống kết cấu thép Là nhà sản xuất kết cấu thép Trung Quốc và nhà máy OEM hệ thống kết cấu thép, Công ty TNHH Thiết bị Cầu Zhonghai chuyên về... Xem sản phẩm → Trong các dự án cầu và cơ sở hạ tầng, các khung kiểu cổng xuất hiện dưới dạng kết cấu tiếp cận tạm thời, giàn lắp dựng và sàn xây dựng cầu ngang. Đường tải và logic ổn định giống hệt với khung tòa nhà, nhưng tải trọng nặng hơn và dung sai chặt chẽ hơn. Một tập hợp được lên kế hoạch tốt ứng dụng nền tảng xây dựng cầu có thể biến việc lắp đặt trên mặt nước đầy rủi ro thành một trình tự nâng hạ thông thường.
Khung cổng sử dụng các mối nối cứng giữa cột và xà sao cho mô men uốn được truyền qua liên kết. Giàn sử dụng các bộ phận hình tam giác với các kết nối được ghim và các bộ phận chủ yếu chịu lực dọc trục. Khung cổng thông thường rẻ hơn với nhịp khoảng 40 m; giàn đảm nhận các nhịp dài hơn, tải trọng điểm nặng và các ứng dụng cầu.
Khung cổng dạng cuộn hiếm khi vượt quá 45 đến 50 m trước khi trọng lượng vì kèo trở nên quá mức. Ngoài phạm vi đó, các nhà thiết kế chuyển sang sử dụng xà kèo, dầm di động hoặc dòng cột bên trong nếu việc sử dụng tòa nhà cho phép. Khung cổng thép một nhịp tối đa thực tế trong thực tế phổ biến là khoảng 60 m sử dụng kèo kiểu giàn.
Đối với nhịp dưới 30 m, thường là có. Khung cổng có ít mảnh hơn, ít hàn hơn, kết nối đơn giản hơn và lắp dựng nhanh hơn. Trên 45 m hoặc với tải trọng cần cẩu lớn, giàn thường trở nên rẻ hơn do các bộ phận của nó chịu tải theo trục, giúp giảm đáng kể kích thước bộ phận và bù đắp chi phí chế tạo thêm.
Mối nối mômen truyền mômen uốn cũng như lực dọc trục và lực cắt. Trong khung cổng, liên kết mái hiên là liên kết mômen, đó là lý do tại sao tải trọng vì kèo có thể được truyền xuống cột mà không cần giằng riêng. Nếu không có mô men tại khớp, khung sẽ là một cơ cấu và cần giằng chéo để duy trì ổn định.
Điều đó phụ thuộc chủ yếu vào khả năng chống ăn mòn chứ không phải vào bản thân thép. Khung cổng chi tiết được mạ kẽm nhúng nóng hoặc hệ thống sơn bền đẹp dễ dàng bền lâu 50 năm trở lên trong điều kiện khí quyển điển hình. Tấm lợp mái thường cần được thay thế sớm hơn khung; tuổi thọ khung được điều chỉnh bởi việc bảo trì lớp phủ và kiểm soát sự ngưng tụ.
Khung cổng kiểu tòa nhà đôi khi được sử dụng cho các cầu khung cứng ngắn, nhưng đối với hầu hết các dãy cầu, hệ thống mô-đun kiểu giàn sẽ thực tế hơn. Bạn có thể sử dụng vật liệu tốt hơn, cấu trúc nông hơn và khả năng dự đoán được từ các tấm đúc sẵn. Cách phổ biến nhất để xây dựng cầu thép tạm thời hoặc vĩnh viễn một cách nhanh chóng là sử dụng hệ thống giàn mô-đun như cầu Bailey; cái Hướng dẫn đặc điểm kỹ thuật và khả năng chịu tải của cầu Bailey giải thích các lớp tải và cấu hình được sử dụng trong thực tế.