A portálkeret merev acél szerkezeti rendszer, amelyben függőleges oszlopok csatlakoznak vízszintes vagy ferde szarufákhoz nyomatéknak ellenálló ízületek . Mivel az oszlop és a szarufa kapcsolat a hajlítónyomatékot adja át a függőleges erő helyett, a keret ellenáll a szél-, hó-, daru- és tetőterhelésnek anélkül, hogy külön átlós merevítésre lenne szüksége.
A gyakorlati következtetés az első: ha egyszintes, széles, oszlopmentes alapterületű épületre van szüksége, általában az acél portálkeret a megfelelő. leggazdaságosabb szerkezeti rendszer megadhatja. Ez az oka annak, hogy a portálkeretek továbbra is a domináns keretezési megoldások a raktárak, műhelyek, hangárok és mezőgazdasági épületek számára gyakorlatilag minden piacon, ahol aktív acélépítési szektor.
A geometria megtévesztően egyszerű. Két oszlop és két szarufa alkot egy merev hajlítást. Az épület elsődleges és másodlagos szerkezetét egy ívek sora alkotja, amelyeket szelemenekkel és oldalkorlátokkal kötnek össze. Az eresznél a nyomatékos csatlakozást egy domborulattal, a szarufa szakasz kúpos mélyítésével hozzuk létre, ahol találkozik az oszloppal. A kifutó a csúcshajlítási nyomatékot egy hosszabb acélhosszon osztja szét, és megakadályozza, hogy a csatlakozás rideg ponttá váljon.
A helyszíni csapatok előnyben részesítik a rendszert, mert a részletek ismerősek, a gyártás egyszerű, és az állítási folyamat gyors. A térkeretekkel vagy egy összetett rácsszerkezettel ellentétben a meghajlított portál a talajon összecsavarozható, az illeszkedés ellenőrizhető, és egy darabként felemelhető. Ez az egyszerű tény az, ami miatt az építési idő rövid és a minőségellenőrzés hatékony.
A portálkeret terhelési útvonala megmagyarázza, hogy miért viselkedik egyetlen folytonos struktúraként. A tetőre érkező minden teher ugyanabban a sorrendben halad le az alapra:
A belső erőeloszlást leginkább megváltoztató két döntés az alapcsatlakozás és a csonk geometriája . A rögzített alapot csak az axiális erő és a nyírás átvitelére tervezték. Kisebb alaplappal, kevesebb horgonycsavarral és kisebb betontalppal rendelkezik, ezért a legtöbb 12 m és 25 m fesztávú keretnél ez az alapértelmezett. A rögzített alap ellenáll az oszlop lábánál történő forgásnak, ami csökkenti az eresznél a nyomatékot, és acélt takaríthat meg a magas oszlopoknál, de az alapoknál többe kerül. A választás gazdasági, nem pedig műszaki szempont.
A vízszintes terheléseknek, például a szélnek, a szeizmikus hatásoknak és a daru túlfeszültségének ellenáll keret akció . A szél az oldalfalon meghajlítja az oszlopot, a nyomaték a csonkon át a szarufába megy át, a csúcscsatlakozás pedig kiegyenlíti a két szarufafél ellentétes nyomatékait. A hajlítás a saját síkjában stabil; a keretre merőleges stabilitás a tetősík merevítéséből, az oldalsó sínekből és a légmerevítőkből származik.
A 12 m-es mezőgazdasági óltól a 45 m-es logisztikai csarnokig minden portálkeret ugyanabból az alkatrészkészletből áll össze. Az egyes komponensek működésének megértése megmutatja, hová kell a mérnöki figyelmet fordítani a tervezés, a gyártás és a helyszíni ellenőrzés során.
| Összetevő | Funkció | Tipikus részlet |
|---|---|---|
| Oszlopok | Függőleges elem a szarufát támasztó és nyomatékátadó az alapra | UB vagy UC szakaszok; magassága 4-12 m |
| Szarufák | Ferde tetőelem, amely a szelemen terheket szállítja az oszlopokhoz | Fesztáv 12-45 m; lejtő 5-10 fok |
| Eresz nyúlik | Mélyített szakasz az oszlop-szaru kereszteződésnél, ellenáll a csúcshajlító nyomatéknak | Mélység kb. fesztáv/30-tól/40-ig |
| Csúcscsonk | A gerincnél mélyített szakasz, pozitív momentumzóna | Kisebb, mint az eresznyílás; gyakran ugyanabból a lemezből vágják |
| Szelemenek | Szarufák közötti fesztáv, alátámasztó tetőlemez | Z vagy C szakaszok; távolság 1,2-2,5 m |
| Oldalsó sínek | Oszlopok közötti fesztáv, támasztó falburkolat | Z vagy C szakaszok; távolság 1,2-2,0 m |
| Légymerevítő | Fékezze meg a szarufa belső nyomóperemét | Szögszelvények a szelemenvonalak közelében |
| Tető és függőleges merevítés | A hosszirányú szélterheléseket átviheti az alapokra | Átlós szögek vagy lapok a végkimenetekben |
A eresz nyúlvány mind a tervezés, mind a gyártás során különös figyelmet érdemel. A maximális hajlítónyomaték egy portálkeretben pontosan az oszlop-szaru kereszteződésénél jelentkezik, és ezen a helyen a szarufa alsó karimája összenyomódik. A megfelelő arányú hornyolás pontosan ott mélyíti el a szakaszt, ahol a legnagyobb a feszültség, megemeli a szelvény modulusát, és acélt takarít meg a fesztáv többi részén. A legtöbb probléma a könnyű portálkereteknél ennél a csatlakozásnál kezdődik, vagy azért, mert a nyúlvány túl rövid, vagy azért, mert a nyomóperem nem volt rögzítve.
A portálkereteket általában egyetlen hajlított hajlításként rajzolják meg, de a család több konfigurációt is tartalmaz, amelyek mindegyike a hatótávolság, a felhasználás és a hely korlátai szerint van kiválasztva.
Azoknál a projekteknél, ahol a fesztáv meghaladja a hengerelt profilú portálkeret gyakorlati határát, vagy ahol nagy, koncentrált terhelésről van szó, általában a rácsos keret a jobb mérnöki megoldás. A legszembetűnőbb példa erre a moduláris acélhidak: a rácsos háromszögletű rács hatékonyan kezeli a koncentrált járműterhelést, miközben a szerkezeti mélységet ésszerű szinten tartja.
A 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.
| Épület típusa | Tipikus tiszta fesztáv | Tipikus eresz magasság |
|---|---|---|
| Raktár és logisztika | 18-30 m | 6-8 m |
| Könnyűipari | 15-24 m | 5-8 m |
| Mezőgazdasági ólak | 12-24 m | 4-6 m |
| Sportcsarnokok és hangárok | 25-45 m, gyakran ívelt vagy rácsos | 7-12 m |
| Kiskereskedelem és bemutatóterem | 12-20 m | 4-6 m |
Korai becslés szerint a szarufák mélysége általában a tartományban van span/40 to span/55 hengerelt szakaszokhoz, és az eresz nyúlványmélysége kb span/30 to span/40 . Az oszlopmélység jellemzően a szarufa mélységének egyharmada-fele, plusz a csatlakozási részletek. Az öblök távolsága általában 5 és 8 m közé esik: a hosszabb öblök csökkentik a keretek számát, de nagyobb szelemeneket és nehezebb széloszlopokat kényszerítenek. Tartsa ugyanazt a réstávolságot a teljes épületben, mert ennek megváltoztatása extra gyártást eredményez a szelemenfuttatásokban.
A használhatóság érdekében a hidegtetős szarufák praktikus függőleges kihajlási határa az L/180–L/240 , míg az eresznél a vízszintes sodródás általában arra korlátozódik H/150-től H/300-ig . A daruépületek szigorúbbak, daruosztálytól függően L/300-tól L/600-ig. Ezek az elhajlási korlátok gyakrabban szabályozzák a szelvény méretét, mint a tiszta szilárdságot, különösen nagy fesztávú tetőkön, ahol az acél önsúlya a teljes terhelés nagy részét teszi ki.
Egy portálváz-projekt általában drágává vagy bonyolulttá válik az acélgyártás megkezdése előtt meghozott döntések során. Ezek a szempontok a legfontosabbak.
A single most common practical mistake in portal frame construction is elfelejtve visszatartani a belső karimát a szarufa a csővég közelében. Ez a karima összenyomódik az eresz régiójában, és légymerevítő vagy hasonló rögzítés nélkül az elem oldalra tud hajolni, mielőtt elérné a tervezési pillanatát. A javítás olcsó; kihagyása nem.
Ha acélelemeket értékel hídhoz vagy nagy fesztávú szerkezethez, akkor a mi útmutató acélgerendákhoz moduláris hídépítéshez gyakorlati szempontból elmagyarázza a tagok kiválasztását, a fesztáv határait és a korrózióvédelmet.
A 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.
| Kritérium | Portál keret | Rácsos keret |
|---|---|---|
| Kapcsolatok | Pillanatálló eresz illesztések | Többnyire csapos háromszögcsukló |
| Elsődleges anyagi viselkedés | Hajlítás oszlopokban és szarufákban | Axiális feszültség és összenyomás az elemekben |
| Gazdaságos fesztávtartomány | 12-45 m | 30-80 m vagy több |
| A legjobb terhelési típus | Egyenletes tetőterhelések | Pontos terhelések, mozgó terhek, hosszú fesztávok |
| Gyártási költség | Alacsony, mert az ízületek egyszerűek és ismétlődőek | Magasabb, a sok tag és beékelődés miatt |
| Erekciós sebesség | Gyors, hajlításonként néhány darabbal | Lassabban, több darabot kell igazítani |
Egy normál, 18-30 m-es, könnyűtetős raktárnak szinte mindig portálkeretnek kell lennie. Egy 50 m-es fedett, nehéz darut szállító csarnok, vagy egy autópálya-hídfedélzet, amely járművek terheit szállítja, szinte mindig rácsos legyen. Ennek oka az anyaghatékonyság: a rácsos szerkezetben az elemek axiálisan viszik a terhelést, így a teljes keresztmetszet működik, míg a hajlítóelem anyagának nagy része jóval a teherbírása alatt van megfeszítve.
Ha a projekt egy ideiglenes híd, egy nagy fesztávú hozzáférési útvonal vagy egy nagy terhelésű kereszteződés, a rácsos típusú moduláris rendszer kiszámítható kapacitást és gyors telepítést biztosít. A nagy fesztávú, nagy teherbírású horganyzott Bailey-híd tipikus példája egy rácsos szerkezetnek, amelyet pontosan erre a feladatra építettek.
Nagykereskedelmi CB450 típusú nagy fesztávú nagy terhelésű horganyzott Bailey híd gyártó A Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. egy kínai CB450 típusú nagy fesztávú nagy terhelésű horganyzott Bailey híd gyártója és OEM fa... Termék megtekintése → A erection sequence affects cost, programme, and site safety more than any other activity. A well-planned sequence follows these steps in order.
A 3–5. lépés során az ideiglenes támogatás kritikus fontosságú. A portálkeret csak az első teljes hajlítás és merevítés után válik önhordóvá. Azoknál a projekteknél, ahol a keret fesztávolsága nagy, vagy ahol a darut gyorsan el kell engedni, az ideiglenes merevített támaszték a standard megoldás. A 900 tonnás névleges szuper Bailey építési támogatás A nagy fesztávolságú híd- és vasúti munkáknál használatos gyakorlati példa az ilyen típusú ideiglenes acélszerkezetekre.
Nagykereskedelmi testreszabott nagy fesztávú, 900 tonnás terhelésű Super Bailey építési támogatás M A Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. egy kínai testreszabott, nagy fesztávú, 900 tonnás terhelésű Super Bailey építési támogatási gyártó... Termék megtekintése → A helyszíni minőségellenőrzés többnyire vizuálisan történik: ellenőrizze a csavarok kiemelkedéseit, győződjön meg arról, hogy a légymerevítők minden szelemensoron fel vannak szerelve a tengelycsonk közelében, ellenőrizze, hogy a merevítés meg van-e feszítve, és soha ne engedje a burkolat rögzítését a merevítés aláírása előtt.
A strength of a portal frame is clear, unobstructed space. That single advantage explains its spread across a wide range of building types.
A same engineering principles, rigid connections, steel sections, and corrosion protection also apply outside buildings. Our moduláris acélszerkezetű rendszerek híd megközelítési szerkezeteket, csőtartókat és ideiglenes platformokat fed le, kiterjesztve a portál keret logikáját az infrastrukturális munkákra.
Egyedi acélszerkezet-gyártók, acélszerkezeti rendszerek gyára A kínai acélszerkezet-gyártók és az acélszerkezet-rendszerek OEM-gyáraként a Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. az egyedi... Termék megtekintése → A híd- és infrastrukturális projektekben a portál típusú keretek ideiglenes hozzáférési struktúrákként, felállítási portálként és kereszthíd-építési platformként jelennek meg. A terhelési út és a stabilitás logikája megegyezik az épületvázéval, de a terhelések nehezebbek és a tűrések szigorúbbak. Jól megtervezett készlet hídépítő platform alkalmazások egy kockázatos víz feletti telepítést rutinszerű emelési folyamattá változtathat.
A portálkeret merev kötéseket használ az oszlopok és a szarufák között, így a hajlítónyomaték áthalad a csatlakozáson. A rácsos rácsos háromszögletű tagokat csapos csatlakozásokkal használnak, és az elemek többnyire axiális erőket hordoznak. A portálkeretek általában olcsóbbak nagyjából 40 m fesztávig; A rácsostartók átveszik az irányítást hosszabb fesztávok, nagy pontterhelések és hídalkalmazások esetén.
A hengerelt profilú portálkeretek ritkán haladják meg a 45-50 métert, mielőtt a szarufák súlya túlzott mértékűvé válna. Ezen a tartományon túl a tervezők áttérnek rácsos szarufákra, cellás gerendákra vagy belső oszlopsorra, ha az épülethasználat ezt lehetővé teszi. A praktikus maximális egyfesztávú acél portálkeret az általános gyakorlatban 60 m körüli, rácsos szarufával.
30 m alatti fesztávnál általában igen. A portálkeret kevesebb darabból, kevesebb hegesztésből, egyszerűbb csatlakozásokból és gyorsabb felállításból áll. 45 m felett vagy nagy daruterhelés esetén a rácsos szerkezet gyakran olcsóbbá válik, mert a tartóelemek axiálisan hordozzák a terhelést, ami jelentősen csökkenti a tagok méretét és ellensúlyozza a többlet gyártási költséget.
A nyomatékos csatlakozás átadja a hajlítónyomatékot, valamint az axiális és nyíróerőket. Portálvázban az ereszcsatlakozás nyomatékos csatlakozás, ezért a szarufák terhei külön merevítés nélkül is levihetők az oszlopra. A csatlakozásnál nyomatékkapacitás nélkül a keret egy mechanizmus lenne, és átlós merevítésre lenne szüksége ahhoz, hogy stabil maradjon.
Ez elsősorban a korrózióvédelemtől függ, nem magától az acéltól. A jól részletezett portálkeret tűzihorganyzással vagy tartós festési rendszerrel könnyen tartós 50 év vagy több tipikus légköri körülmények között. A tetőburkolatot általában korábban kell cserélni, mint a keretet; a keret élettartamát a bevonat karbantartása és a kondenzáció szabályozása szabályozza.
Az építési stílusú portálkereteket néha rövid merevvázas hidakhoz használják, de a legtöbb hídtartományhoz a rácsos típusú moduláris rendszer praktikusabb. Jobb anyagfelhasználást, sekélyebb szerkezetet és kiszámítható kapacitást kap az előregyártott panelekből. Az ideiglenes vagy állandó acélhidak gyors építésének leggyakoribb módja a moduláris rácsos rendszer, például a Bailey-híd; a Bailey híd teherbírása és specifikációs útmutatója elmagyarázza a gyakorlatban használt terhelési osztályokat és konfigurációkat.