Stalowe materiały budowlane odnosi się do ogólnego terminu określającego różne materiały składające się głównie ze stali, przetwarzane i formowane poprzez wytapianie, walcowanie, spawanie, gięcie na zimno i inne procesy i są stosowane w głównej konstrukcji lub systemie obudowy budynków i konstrukcji. Wyprzedziły tradycyjne materiały z cegły, drewna i kamienia i stały się głównym filarem nowoczesnego budownictwa.
Członkowie rdzenia obejmują:
Stal konstrukcyjna: taka jak stal walcowana na gorąco w kształcie litery H, stal w kształcie litery I (stal w kształcie litery I), stal kątowa, stal kanałowa, rura kwadratowa/prostokątna (stal skrzynkowa), rura okrągła stalowa, blacha stalowa itp., które stanowią szkielet budynku (belki, kolumny, kratownice).
Pręty zbrojeniowe: Stal gwintowana, zwykłe okrągłe pręty stalowe itp. Są osadzone w betonie w celu utworzenia zbrojonego betonu, co znacznie poprawia wytrzymałość na rozciąganie.
Stal cienkościenna gięta na zimno: Cienkie blachy stalowe są gięte na zimno w przekroje w kształcie litery C, U, Z i inne, stosowane do lekkich konstrukcji stalowych (takich jak niskie budynki mieszkalne, antresole) i konstrukcje drugorzędne.
Płyty stalowe/blachy stalowe: Stosowane do pokryć podłogowych (blachy stalowe faliste), systemów obudowy ścian/dachów (płyty ze stali kolorowej, płyty warstwowe).
Złącza: śruby o wysokiej wytrzymałości, materiały spawalnicze, płyty łączące itp., aby zapewnić integralność i stabilność konstrukcji.
Podstawowe funkcje:
Doskonała wytrzymałość i niewielka waga: Niezwykle wysoki stosunek wytrzymałości do masy pozwala na wznoszenie budynków o dużych rozpiętościach i dużych prześwitach, zmniejszając obciążenie fundamentów.
Jednorodność i niezawodność: materiał jest jednolity, właściwości mechaniczne są stabilne, kontrola jakości procesu produkcyjnego jest ścisła, a wyniki obliczeń projektowych są wiarygodne.
Doskonała wytrzymałość plastyczna: może pochłaniać ogromną energię (taką jak trzęsienia ziemi i obciążenia wiatrem) i nie jest podatna na nagłe, kruche pęknięcia.
Prefabrykacja fabryczna i sprawny montaż: Elementy są precyzyjnie prefabrykowane w fabryce, a połączenie śrubowe lub spawanie odbywa się szybko na miejscu, co znacznie skraca czas budowy.
Ekologiczny i zrównoważony: w dużym stopniu nadaje się do recyklingu (wskaźnik recyklingu może osiągnąć ponad 95%), a zanieczyszczenie budowlane jest niskie (głównie praca na sucho).
Elastyczny projekt i swobodne modelowanie: duża plastyczność, łatwe do uzyskania złożone i nowatorskie kształty architektoniczne oraz duże wymagania przestrzenne.
1. Dlaczego warto wybrać stalowe materiały budowlane?
Na tle konkurencji wielu materiałów budowlanych, materiały stalowe wyróżniają się, a ich zalety są niezastąpione:
Doskonałe korzyści ekonomiczne:
Krótki czas budowy = szybki zwrot kapitału: Szybkość budowy prefabrykacji i montażu znacznie przewyższa tradycyjne konstrukcje betonowe, oszczędzając dużo czasu i kosztów pracy, a projekt zostaje oddany do użytku wcześniej, aby generować korzyści.
Obniżenie kosztów ogólnych: Zmniejszony ciężar własny konstrukcji pozwala zaoszczędzić koszty fundamentów; factory production reduces on-site waste; późniejsze koszty utrzymania są stosunkowo niskie; wysokie wykorzystanie przestrzeni (duża siatka słupów, mały przekrój belek i słupów).
Wartość długoterminowa: Wysoka trwałość zmniejsza częstotliwość renowacji, ma długą żywotność i dobrą wartość końcową (nadaje się do recyklingu).
Najważniejsze zalety wydajności:
Bezpieczny i niezawodny: Wysoka wytrzymałość i wysoka ciągliwość zapewniają doskonałą odporność na trzęsienia ziemi i wiatr, co jest idealnym wyborem dla obszarów narażonych na trzęsienia ziemi i tajfuny.
Stabilna i możliwa do kontrolowania jakość: fabryczne środowisko produkcyjne jest rygorystyczne, standardy kontroli jakości są wysokie i gwarantowana jest dokładność komponentów.
Duża rozpiętość i duża przestrzeń: Z łatwością realizuj konstrukcje o dużej rozpiętości bez kolumn lub z kilkoma kolumnami (takie jak sale gimnastyczne, fabryki, sale wystawowe).
Łatwe przekształcanie i rozbudowa: Układ konstrukcyjny jest przejrzysty, co ułatwia późniejsze wzmacnianie, dodawanie pięter lub ponowne dzielenie przestrzeni.
Zielony wybór na rzecz zrównoważonego rozwoju:
Model gospodarki o obiegu zamkniętym: Stal jest obecnie jednym z materiałów o najwyższym wskaźniku recyklingu. Można go poddawać recyklingowi niemal w nieskończoność bez zmniejszania wydajności, znacznie zmniejszając ilość odpadów budowlanych i zużycie zasobów (według danych World Steel Association).
Niski ślad węglowy: Chociaż zużycie energii podczas produkcji jest wysokie, jego długa żywotność, możliwość recyklingu i konstrukcja prefabrykowana zmniejszają zużycie energii i emisję na miejscu, dzięki czemu emisje dwutlenku węgla w całym cyklu życia są konkurencyjne. Krótki proces wykorzystania złomu stali z elektrycznego pieca łukowego może jeszcze bardziej zmniejszyć emisję dwutlenku węgla.
Zmniejszenie zanieczyszczeń na miejscu: Główną metodą jest praca na sucho, która znacznie zmniejsza zanieczyszczenie środowiska hałasem, kurzem i ściekami powstałymi w wyniku pracy na mokro.
Kompatybilny z ekologiczną technologią: Stalowa rama jest idealną platformą do integracji technologii oszczędzających energię, takich jak panele fotowoltaiczne i zielone dachy.
Elastyczność projektowania i konstrukcji:
Swoboda kształtu: Urzeczywistnij nieskrępowaną kreatywność architekta i stwórz wiele kultowych budynków (takich jak Stadion Ptasie Gniazdo i Wieża Eiffla).
Prefabrykacja i montaż: Wysoko uprzemysłowiona metoda budownictwa, mniej podatna na warunki pogodowe, z lepszą kontrolą jakości i okresu budowy, co jest zgodne z kierunkiem rozwoju industrializacji budownictwa.
Wysoka precyzja: Produkcja fabryczna zapewnia dokładne wymiary elementów i niewielkie błędy montażowe na placu budowy.
2. Kluczowe obszary zastosowań stalowych materiałów budowlanych
Silna zdolność adaptacji materiałów stalowych sprawia, że pojawiają się one we wszelkiego rodzaju projektach budowlanych:
Budynki przemysłowe:
Fabryka/warsztat: Preferowana forma konstrukcyjna dla fabryk jedno- lub wielopiętrowych. Duże rozpiętości i duże przestrzenie odpowiadają układowi urządzeń produkcyjnych i linii montażowych.
Magazyn/centrum logistyczne: Konstrukcja stalowa jest idealnym rozwiązaniem w przypadku dużej wysokości w świetle i rozstawu kolumn, aby ułatwić przechowywanie ładunku i efektywny przepływ.
Obiekty przemysłu ciężkiego: takie jak ramy, platformy sprzętowe i podpory rurowe w elektrowniach, rafineriach i zakładach chemicznych.
Budynki komercyjne i użyteczności publicznej:
Duże centra handlowe/centra handlowe: Aby przyciągnąć klientów, wymagane są przestronne i elastyczne przestrzenie wewnętrzne.
Budynki biurowe/wieżowce: Połączona konstrukcja ze stalowej ramy z rur rdzeniowych jest główną formą nowoczesnych superwysokich budynków (takich jak Shanghai Tower).
Stadiony/centra kongresowe i wystawowe: Zrealizuj dachy o bardzo dużej rozpiętości i pozbawione przeszkód trybuny, aby zapewnić szokujące wrażenia przestrzenne (takie jak Ptasie Gniazdo i duże terminale lotniskowe).
Szkoły/szpitale/lotniska/węzły komunikacyjne: wymagają szybkiej budowy, niskiego poziomu zakłóceń i elastycznego układu przestrzennego.
Infrastruktura:
Mosty: główne kable, słupy i pomosty mostów o dużej rozpiętości (mosty wiszące i mosty wantowe) to kluczowe elementy; Coraz powszechniej stosowane są mosty stalowe o małej i średniej rozpiętości.
Konstrukcje masztów wieżowych: wieże energetyczne, wieże komunikacyjne, wieże turbin wiatrowych itp.
Platformy wiertnicze: główna konstrukcja morskich platform wiertniczych.
Pola wschodzące i wielopiętrowe:
Budynki wielokondygnacyjne: zastosowanie systemów stępek z lekkiej stali w budynkach biurowych, apartamentowcach i hotelach (zwłaszcza budynkach modułowych) szybko rośnie.
Budynki niskie i mieszkalne:
Wille/rezydencje z lekkiej stali: gięte na zimno cienkościenne stępki ze stali lekkiej, szybka konstrukcja, dobra izolacja termiczna i energooszczędność oraz doskonała odporność na trzęsienia ziemi.
Wielopiętrowe budynki mieszkalne o konstrukcji stalowej: Stopniowo je promuj, aby rozwiązać „niedobór siły roboczej” i poprawić jakość budynków oraz poziom uprzemysłowienia.
Konstrukcje specjalne: Wieże transmisyjne, rzeźby, budynki tymczasowe (domy mobilne, sceny) itp.
3. Często zadawane pytania (pytania i odpowiedzi)
P: Czy budynki o konstrukcji stalowej są droższe od budynków żelbetowych?
Odpowiedź: Nie można tego uogólniać. Początkowy koszt materiału może być nieco wyższy, ale biorąc pod uwagę całkowity koszt (koszty finansowe i koszty zarządzania zaoszczędzone dzięki skróconemu okresowi budowy, obniżonym kosztom podstawowym, korzyściom wynikającym z wysokiego wykorzystania przestrzeni, niskim kosztom długoterminowego utrzymania, wartości odzyskiwalnej itp.), konstrukcje stalowe zwykle mają znaczące zalety ekonomiczne, szczególnie w dużych projektach przemysłowych, handlowych i budowlanych wrażliwych na okres budowy.
P: Co powinienem zrobić, jeśli stal jest podatna na rdzę i korozję?
Odpowiedź: Można temu zapobiec i kontrolować. Nowoczesne konstrukcje stalowe przyjmują wiele środków ochronnych:
Wstępna obróbka powierzchni: Piaskowanie w celu usunięcia rdzy do określonego poziomu.
Długotrwała powłoka antykorozyjna: podkład w sprayu, farba pośrednia, powłoka nawierzchniowa (taka jak podkład epoksydowy bogaty w cynk, pośrednia farba epoksydowa z żelaza, powłoka nawierzchniowa poliuretanowa), zaprojektuj system powłokowy i grubość zgodnie z poziomem korozji środowiskowej.
Cynkowanie ogniowe: Bardzo skuteczne w przypadku małych komponentów lub części w trudnych warunkach.
Stal odporna na warunki atmosferyczne: W pewnych warunkach atmosferycznych utworzy się stabilna i gęsta warstwa rdzy, która chroni podłoże, eliminując potrzebę malowania i konserwacji (często stosowana w przypadku konstrukcji odsłoniętych).
Ochrona katodowa: stosowana w konstrukcjach podwodnych lub podziemnych (takich jak fundamenty platform morskich). Standardowy projekt, staranna konstrukcja oraz regularne przeglądy i konserwacja mogą zapewnić długoterminową obsługę konstrukcji stalowych.
P: Stal nie jest ognioodporna. Co powinienem zrobić w przypadku pożaru?
Odp.: Chociaż stal jest niepalna, jej wytrzymałość gwałtownie spada w wysokich temperaturach (powyżej około 550°C). Dlatego ochrona przeciwpożarowa jest obowiązkowym wymogiem przy projektowaniu konstrukcji stalowych. Typowe metody obejmują:
Powłoka ognioodporna: Pęczniejąca (rozszerza się pod wpływem ognia, tworząc izolacyjną warstwę węgla) lub niepęczniejąca (gruba izolacja) powłoka ognioodporna.
Ognioodporne opakowania z płyt: takie jak płyta gipsowo-kartonowa, płyta krzemianowo-wapniowa, płyta z wełny mineralnej itp.
Owinięcie betonu/zaprawy: Utworzyć warstwę ochronną.
Konstrukcja wypełniona wodą (płaszcz wodny).
Dzięki naukowemu projektowaniu i konstrukcji granica odporności ogniowej konstrukcji stalowych może w pełni spełniać wymagania przepisów ochrony przeciwpożarowej budynków.
P: Czy efekt izolacji akustycznej i cieplnej budynków o konstrukcji stalowej jest dobry?
Odp.: Stal sama w sobie jest dobrym przewodnikiem ciepła (szybkie przewodzenie ciepła), ale właściwości izolacyjne i akustyczne budynków o konstrukcji stalowej zależą głównie od systemu obudowy i materiałów wypełniających (takich jak wełna izolacyjna ścian/dachów, płyty warstwowe, panele dekoracyjne ścian wewnętrznych i zewnętrznych, konstrukcja izolacji akustycznej podłogi). Nowoczesne systemy konstrukcji stalowych mogą w pełni spełniać, a nawet przewyższać wymagania komfortu tradycyjnych budynków, poprzez rozsądne projektowanie warstw izolacyjnych, zastosowanie technologii mostów łamanych (blokowanie mostków termicznych), wypełnienie wysokowydajnymi materiałami dźwiękochłonnymi i innymi środkami. Lekka ściana stępki stalowej wypełniona wełną szklaną lub wełną skalną stanowi doskonałą konstrukcję termoizolacyjną i dźwiękochłonną.
P: Czy konstrukcja stalowa nadaje się do użytku mieszkalnego?
Odp.: Bardzo odpowiedni i jeden z przyszłych kierunków rozwoju.
System stępek ze stali lekkiej jest szeroko stosowany w niskich willach, domach wiejskich, mieszkaniach, domach modułowych, rekonstrukcjach po katastrofach itp., Z zaletami dobrej odporności na trzęsienia ziemi, szybkiej budowy, oszczędności energii i ochrony środowiska oraz elastycznej przestrzeni.
Technologia wielopiętrowych budynków mieszkalnych o konstrukcji stalowej jest dojrzała i szeroko stosowana za granicą, a także jest aktywnie promowana w Chinach. Jego zaletami są: duża szybkość budowy (około 1/3 krótsza niż w przypadku tradycyjnych), wysoka jakość fabrycznie produkowanych komponentów, wysoki współczynnik domów, doskonałe parametry sejsmiczne oraz łatwiejsza realizacja budynków zielonych i budownictwa przemysłowego (budynki prefabrykowane).
Stalowe materiały budowlane głęboko zmieniły oblicze nowoczesnej architektury dzięki swojej niezrównanej wytrzymałości, wytrzymałości, szybkości budowy, elastyczności projektowania i trwałości. Od wspaniałych charakterystycznych budynków po wydajne i praktyczne zakłady przemysłowe, od mostów przez naturalne fosy po ciepłe i wygodne domy – konstrukcje stalowe po cichu budują bezpieczniejsze, wydajniejsze i bardziej zielone przestrzenie dla ludzi. Wraz z ciągłym rozwojem materiałoznawstwa, technologii produkcji i koncepcji projektowych stal, jako rdzeń budynków, będzie odgrywać coraz bardziej kluczową rolę w kształtowaniu zrównoważonego przyszłego środowiska życia. Wybór stali oznacza wybór mocnej, wydajnej i ekologicznej przyszłości architektury.
