Mi a portál acélvázas épülete
A portál acélvázas épület egy egyszintes vagy alacsony építésű szerkezet, amely merev acélkeretek köré épül, amelyek fejjel lefelé "U" vagy portál alakúak. Mindegyik keret két függőleges oszlopból és egy vízszintes vagy lejtős szarufából áll, amelyeket a sarkokon nyomatékálló kötésekkel, úgynevezett térdcsatlakozásokkal kötnek össze. Ez a merev csatlakozás az eresznél és a csúcsnál lehetővé teszi, hogy a keret mind függőleges, mind oldalirányú szél- vagy szeizmikus terheléseket hordozzon anélkül, hogy a belső teherhordó falakra támaszkodna. Mivel a szerkezeti munkákat maga a keret végzi, a portálvázas épületek 20-100 méteres oszlopmentesen nyúlhatnak át, ezért uralják a raktárakat, műhelyeket, repülőgép-hangárokat, mezőgazdasági ólakokat és sportcsarnokokat.
A meghatározó jellemzője, amely elválasztja a portálkeretet az egyszerű tartóoszlopos acélszerkezettől, a merev csőcsatlakozás. Egy szabványos gerenda-oszlop rendszerben a kötés csuklópántként viselkedik, és a hajlítónyomatékok nem oszlanak meg a gerenda és az oszlop között. Portálkeretben a tartókonzol a hajlítónyomatékot folyamatosan ad át a sarkon keresztül, így az oszlopok és a szarufák egy folytonos szerkezeti elemként működnek. Ez adja a portálvázas épületek hosszú fesztávolságát és viszonylag kis négyzetméterenkénti acéltartalmukat.
A portálkeret alapvető összetevői Acélszerkezet
Minden portál acélvázas épület, mérettől és felhasználástól függetlenül, egységes alkatrészkészletből áll össze. Az egyes összetevők megértése segít a vásárlóknak szerkezeti rajzok elolvasásában és a különböző gyártóktól származó árajánlatok azonos feltételek mellett történő összehasonlításában.
Fő keret
Melegen hengerelt H-gerendákból vagy hegesztett I-szelvényekből készült oszlopok és szarufák. A szarufa általában változtatható mélységű, az eresznél lévő mély nyúlványtól a középső fesztávnál egy sekélyebb szakaszig elkeskenyedik az acél súlyának megtakarítása érdekében.
Szelemen és Girts
Hidegen alakított C- vagy Z-szelvények egymástól 1,2-1,8 méter távolságra, amelyek megtámasztják a tetőlemezt és a falburkolatot, és a terhelést visszaadják a fővázra.
Merevítő rendszer
Keresztmerevítés vagy portálmerevítés a tetősíkban és a végfalakban, amely ellenáll a hosszanti szélterhelésnek és stabilan tartja a keretet a hosszában.
Alaplapok és horgonycsavarok
Az oszlop aljzatára hegesztett és horgonycsavarokkal a betonalapzathoz rögzített acéllemezek, amelyek az oszlopreakciókat a lábazatba továbbítják.
Tető- és falburkolatok
Profilozott acéllemezek, szendvicspanelek vagy szigetelt kompozit panelek, amelyek szelemenekre és hevederekre rögzítve az épület burkolatát körülfogják.
Daru gerendák
Opcionális karbelek vagy konzolok az oszlopon az ipari és gyártási épületekben lévő futódaruk megtámasztásához.
Miért választják a portál acélvázas épületeit más szerkezetekkel szemben?
A vasbeton keretekhez vagy a hagyományos falazott szerkezetekhez képest a portál acélkeret a sebesség, a fesztáv és a költséghatékonyság kombinációját kínálja, amelyet nehéz összehozni a nagy, egyszintes házakkal.
- Hosszú átlátszó fesztávok belső oszlopok nélkül , ami kritikus fontosságú olyan raktárak, tornacsarnokok és gyártósorok számára, amelyeknek akadálymentes alapterületre van szükségük állványok, gépek vagy járművek mozgatásához.
- Rövidebb építési idő, mivel az elemeket gyárban gyártják és fúrják, és egyszerűen a helyszínen összecsavarozzák, így hetekkel elmarad az ütemterv a helyben öntött betonhoz képest.
- Alacsonyabb alapozási terhelés, mert a jól megtervezett portálkeret lényegesen könnyebb, mint egy ezzel egyenértékű betonkeret, ami csökkenti a talpméretet és a kotrási költségeket.
- Tervezési rugalmasság a jövőbeni bővítéshez, mivel a végréseket nyitva lehet hagyni a csavaros bővítéshez anélkül, hogy megzavarná a meglévő acélszerkezetet.
- Magas anyag-visszanyerési érték, mivel a szerkezeti acélelemek eredeti értékük nagy százalékában szétszedhetők, áthelyezhetők vagy újrahasznosíthatók.
- Kiszámítható, gyárilag ellenőrzött gyártási tűréshatárok, amelyek csökkentik a helyszíni utómunkálatokat és a minőségi eltéréseket a szántóföldön öntött betonhoz képest.
Tipikus fesztáv, öböltávolság és eresz magassági tartományok
A fesztáv, a réstávolság és az eresz magassága az a három méret, amely meghatározza az acél mennyiségét, és ezáltal a projekt költségét. Az alábbi táblázat összefoglalja a raktári, műhely- és mezőgazdasági portál keretprojektekben általánosan használt tartományokat.
Tipikus mérettartományok portál acélvázas épületekhez épülettípusonként | Épület típusa | Tiszta fesztáv | Öböltávolság | Eave magasság |
| Tároló raktár | 20-40 m | 6-9 m | 6-9 m |
| Gyártó műhely | 24-36 m | 6-8 m | 7-12 m |
| Repülőgép hangár | 40-100 m | 7,5-9 m | 9-18 m |
| Mezőgazdasági fészer | 12-24 m | 5-6 m | 4-6 m |
| Fedett sportaréna | 30-60 m | 6-9 m | 8-15 m |
A szerkezetmérnökök által alkalmazott általános hüvelykujjszabály szerint az acélfogyasztás nagyjából a fesztáv négyzetével növekszik, ha egy portálkeret körülbelül 36 métert halad át, mivel a szarufák és oszlopszakaszoknak mélyebbre kell nőniük az elhajlás szabályozásához. A nagyon széles fesztávolságú épületeket tervező vásárlók gyakran mérlegelik, hogy egy többnyílású, közbülső oszlopokkal ellátott keret gazdaságosabb-e, mint egy óriási fesztáv.
Acélminőségek és anyagspecifikációk
A portál acélvázas épületek teljesítménye nagymértékben függ a fő kerethez, a másodlagos elemekhez és a csatlakozásokhoz használt acél minőségétől. A gyártók jellemzően a bevált szerkezeti acélminőségek szűk sávjában dolgoznak, mert megbízható, jól dokumentált egyensúlyt kínálnak a szilárdság, a hegeszthetőség és a költségek között.
A portálkeretek gyártásában használt általános szerkezeti acélminőségek | Acél minőség | Hozamerő | Tipikus használat |
| Q235B | 235 MPa | Szelemenek, hevederek, másodlagos merevítés |
| Q345B | 345 MPa | Főváz oszlopok és szarufák |
| ASTM A572 Gr50 | 345 MPa | Nehéz vázelemek, daruoszlopok |
| S355JR | 355 MPa | Európai specifikus exportprojektek |
A nagyobb szilárdságú típusokat, mint például a Q345B vagy az S355JR általában a fő merev vázhoz írják elő, mivel lehetővé teszik a könnyebb szakaszok ugyanazt a hajlítónyomatékot, ami csökkenti a teljes űrtartalmat és a szállítási súlyt. A szelemeneket és hevedereket, amelyek elsősorban a helyi hajlításnak, nem pedig a nagy váznyomatékoknak ellenállnak, általában alacsonyabb fokozaton tartják, mivel a korszerűsítésükkel a súlymegtakarítás minimális a költségnövekedéshez képest.
Tető- és falburkolati lehetőségek
A portálvázas épületekhez választott burkolati rendszer befolyásolja a hőteljesítményt, az akusztikai komfortérzetet, a tűzviselkedést és a hosszú távú karbantartási költségeket. Három burkolatcsalád uralja ma a piacot.
Egybőrű profilozott fólia
Hullámos vagy trapéz alakú horganyzott vagy Galvalume acéllemez közvetlenül a szelemenekhez rögzítve. Ez a legalacsonyabb költségű lehetőség, és gyakori a mezőgazdasági istállókban, a nyitott oldalú tárolókban és az olyan épületekben, ahol nincs szükség szigorú hőmérséklet-szabályozásra.
Szigetelt szendvicspanelek
Két acélhéj poliuretán, polisztirol vagy kőzetgyapot maghoz ragasztva, jellemzően 50-150 milliméter vastag. A szendvicspanelek a standard választás a hűtőtárolókban, élelmiszer-feldolgozásban és klímaszabályozott műhelyekben, mivel a szerkezeti burkolatot és a szigetelést egyetlen, egy menetben beszerelt komponensben egyesítik.
Beépített duplafalú tetőrendszerek
Egy belső béléslemez, egy réteg szigetelő takaró, távtartó rudak és egy külső időjárásálló lemez a helyszínen összeszerelve. Ez a rendszer alkalmas nagy fesztávú kereskedelmi és kiskereskedelmi épületekre, ahol simább belső mennyezeti felületre és mérsékelt szigetelésre van szükség.
Építési sorrend a tervezéstől az átadásig
Egy tipikus portál acélvázas építési projekt előre látható szakaszokon halad keresztül. Ennek a sorrendnek a ismeretében a vevő reális szállítási határidőket tervezhet, és összehangolhatja az építőipari munkákat az acélszállítással.
- Szerkezeti tervezés és terhelésszámítás, amely magában foglalja a holtteret, az élő terhelést, a szélterhelést, a hóterhelést és a szeizmikus terhelést a projekt helyszínére vonatkozó helyi tervezési szabályzat szerint.
- A bolti rajz előkészítése és az anyagbeszerzés, ahol minden tag részletesen meg van adva a pontos csavarfuratok helyzetével és vágási hosszával a gyártás megkezdése előtt.
- Gyári gyártás, beleértve a vágást, fúrást, felépített szakaszok hegesztését és felületkezelést, például szemcseszórást és festést vagy tűzihorganyzást.
- Az alapozási és mélyépítési munkák a gyártással párhuzamosan zajlanak, így a horgonycsavarok helyzete pontosan a jóváhagyott alaprajzhoz igazodik.
- Gyártott elemek szállítása a telephelyre, általában olyan kötegekben, amelyek mérete szabványos platós pótkocsikhoz vagy szállítókonténerekhez illeszkedik exportprojektekhez.
- Helyszíni szerelés, kezdve az első két végkeret ideiglenes merevítésével, majd szakaszonként haladva szelemenekkel, hevederekkel és merevítéssel, ahogy minden keret felfelé halad.
- Burkolatok szerelése, majd burkolatok, ereszcsatornák, ejtőcsövek és az esetleges ajtók, ablakok vagy szellőztető lamellák.
- A csavarhúzónyomaték, a hegesztési minőség és a mérettűrés végső ellenőrzése az épület használatba adása előtt.
Mivel a fővázat helyben hegesztés helyett csavarozzák, egy közepes méretű, körülbelül 3000 négyzetméteres portálvázas raktár az alapozást követően jellemzően négy-nyolc hét alatt felállítható, ami az egyenértékű betonvázas épülethez szükséges idő töredéke.
Korrózióvédelem és élettartam
Az acél erős, de reakcióképes, ezért minden portálkeret Steel Structure-nak szüksége van a környezetéhez illő védőbevonat-rendszerre. A gyakorlatban három védelmi módszert alkalmaznak, mindegyik más-más expozíciós körülményhez igazodik.
Alkid vagy epoxi alapozó festék
Vörös-oxidban vagy cinkben gazdag alapozó, majd közbenső és befejező bevonat, amely nagyjából 120-200 mikron teljes száraz rétegvastagságot eredményez. Alkalmas száraz belterületi környezetre, 8-12 évenkénti időszakos újrafestéssel.
Tűzihorganyzás
Az elemeket olvadt cinkbe mártják, hogy kohászatilag kötött bevonatot képezzenek, jellemzően 65-100 mikron vastagságban, amely 25 évig vagy tovább karbantartásmentes védelmet biztosít még nedves vagy tengerparti körülmények között is.
Duplex bevonat
Galvanizálás fedőfestékkel kombinálva, agresszív tengeri vagy ipari környezetben használatos, ahol a festékréteg meghosszabbítja azt az intervallumot, mielőtt a cinkréteg figyelmet igényel, gyakran meghaladva a 30 éves kombinált védelmet.
Mi okozza a portál acélvázas épületének költségeit
Az árajánlatokat összehasonlító vásárlók gyakran nagy árkülönbséget tapasztalnak a papíron hasonlónak tűnő épületek között. A különbség szinte mindig egy maroknyi változóra vezethető vissza.
- A négyzetméterenkénti acéltartalom, amely a fesztávolsággal, a nyílástávolsággal, a tető lejtésével, a hóterheléssel és a szélterhelési zónával emelkedik.
- Daru terhelés, mivel még egyetlen 5 tonnás felső daru is jelentős oszlop- és merevítősúlyt tud növelni a daru nélküli szerkezethez képest.
- Burkolati specifikáció, ahol a szigetelt szendvicspanelek négyzetméterenként lényegesen drágábbak, mint az egyhéjú lemezek, de csökkentik a folyamatos energiaköltséget.
- Bevonatrendszer tűzihorganyzással, amely magasabb előzetes költséggel jár, mint a festés, de alacsonyabb az élettartamra szóló karbantartási költség.
- A telephely logisztikája, beleértve azt is, hogy a gyártóműhely milyen messze van a telephelytől, és hogy a daruk és a bekötőutak könnyen elérhetők-e a felállításhoz.
- Helyi tervezési előírások, mivel a szeizmikus vagy erős szél zónák nehezebb merevítést és csatlakozási részletezést igényelnek, mint egy alacsony kockázatú belterületi telephely.
Gyakorlati viszonyítási alapként elmondható, hogy egy egyszerű, szerény hó- és szélterhelésű, egynyílású raktárban általában 25-45 kilogramm szerkezeti acél/négyzetméter fedett alapterület esik, míg a széles fesztávolságú vagy daruval felszerelt épületek négyzetméterenkénti tömege meghaladhatja a 60 kilogrammot.
A portál acélváza a rácsos tető acélszerkezetével szemben
A vásárlók néha összetévesztik a portálkeretet a rácsos-oszlopos épülettel, de a kettő nagyon eltérően viselkedik terhelés alatt.
A merev portálkeretek összehasonlítása csapszeges rácsos tetőszerkezetekkel | Funkció | Portál keret | rács és oszlop |
| Sarokcsatlakozás | Merev, pillanatálló | Rögzítve, pillanatok nélkül |
| A tag mélysége a fesztávolság közepén | Sekély, kúpos szarufa | Mély, nyitott hálós rácsos |
| Legjobb hatótávolság | Körülbelül 60-100 m-ig | Nagyon hosszú fesztávok, több mint 60 m |
| A gyártás összetettsége | Alacsonyabb, kevesebb tag | Magasabb, sok webtag |
| Belső fejtér érzés | Tisztábban, zavartalanul | Vizuálisan elfoglalt a webes merevítéssel |
Portálkeretekre támaszkodó iparágak és épülettípusok
Mivel a portálkeret Steel Structure a hatótávolság széles skáláján hatékony, sok szektorban az alapértelmezett választássá vált, nem pedig szűk körű megoldásként.
- Logisztikai és elosztó raktárak, amelyeknek hosszú, tiszta pályákra van szükségük állvány- és targoncafolyosókhoz.
- Gépjárműipari, elektronikai és általános gyártóműhelyek, amelyek gyártósoroknak és felső daruknak adnak otthont.
- Hűtőlánc és élelmiszer-feldolgozó létesítmények hőszigetelt panelburkolattal a hőmérséklet szabályozására.
- Mezőgazdasági épületek, például állattartó istállók, gabonatárolók és mezőgazdasági felszerelések istállói.
- Repülési hangárok, amelyek nagyon széles fesztávolságot igényelnek a repülőgép szárnyfesztávolságához.
- Szabadidős és sportlétesítmények, beleértve a fedett pályákat, lovaspályákat és kiállítótermeket.
- Kiskereskedelmi és bemutatótermi épületek, amelyek a nyitott, oszlopmentes alaprajzok előnyeit élvezik a rugalmas elrendezés érdekében.
Gyakran Ismételt Kérdések
Általában mennyi ideig tart egy portál acélvázas épület?
Megfelelően megtervezett bevonatrendszerrel és rutinellenőrzéssel a fő acélszerkezeti keret általában 30-50 évig vagy tovább jól teljesít. A burkolólapokat és tömítőanyagokat általában hamarabb kell cserélni vagy felújítani, gyakran 15-25 éven belül, az éghajlati hatástól függően.
A portálvázas épület megépítése után bővíthető?
Igen. Mivel a terhelések a szabályos réseknél elhelyezett különálló kereteken haladnak át, egy új rés általában a nyitott végfalra csavarozható a meglévő szerkezet megzavarása nélkül, feltéve, hogy az eredeti alap- és keretkialakítás lehetővé teszi a későbbi bővítést.
Milyen lejtésű tetőt használnak acélvázas portálépületekhez?
A legtöbb portálkeret 5 és 10 fok közötti tetőlejtést használ. A sekélyebb lejtő csökkenti a keret magasságát és az acél súlyát, míg az enyhén meredekebb lejtő javítja az esővíz elvezetését és a hóesést erős hóesésben.
A portálvázas épületeknél szükség van belső oszlopokra a széles fesztávhoz?
Nem feltétlenül. Az egyfesztávú portálkeretek nagyjából 60-100 méteres nyílásokat fedhetnek le belső oszlopok nélkül, bár a nagyon széles fesztávokhoz mélyebb nyúlványok és nehezebb szakaszok szükségesek, ami növeli az acél űrtartalmát és költségét.
Hogyan befolyásolja a szélterhelés a portál keretének kialakítását?
A szélterhelés szabályozza a merevítési rendszert és a csatlakozások méretét a legtöbb alacsony magasságú portálvázas épületben, gyakran nagyobb, mint a gravitációs terhelés. Az erős széllel járó tengerparti vagy ciklonveszélyes régiókban lévő épületekhez további merevítő öblökre és erősebb burkolatrögzítésekre van szükség, hogy ellenálljanak a tető felemelkedésének.
Alkalmas-e a portál acélvázas épület hideg éghajlatra?
Igen, feltéve, hogy a keretet a helyi hóterhelésre tervezték, és a burkolórendszer megfelelő szigeteléssel rendelkezik. Hőszigetelt szendvicspaneleket vagy beépített kéthéjú tetőrendszert általában hidegklímájú portálvázas épületekhez írnak elő a hőveszteség szabályozása és a páralecsapódás megakadályozása érdekében.
