Co to jest kolumna o konstrukcji stalowej{{0}odporna na wiatr?
Kolumna-o konstrukcji stalowej, powszechnie nazywana kolumną wiatrową lub kolumną przeciw-wiatrowi, to element pionowy instalowany na ścianie szczytowej-prekonstruowanego budynku stalowego. Jego zadaniem jest przyjęcie bocznego naporu wiatru działającego na-okładzinę ścian końcowych i rygle ścian oraz bezpieczne przeniesienie tej siły poziomej na fundament budynku i układ stężeń dachu.
W przeciwieństwie do kolumn z ramą główną, słup-odporny na wiatr zaprojektowano jako element zginany, który przenosi niewielkie lub żadne pionowe obciążenie grawitacyjne z dachu. Jego przekrój wybiera się ze względu na obwiednię-momentu wiatru na szczycie szczytu, a nie ze względu na połączone działanie grawitacyjne i boczne. W budynkach z ramą portalową słupy wiatrowe są rozmieszczone w regularnych odstępach wzdłuż ściany szczytowej i są połączone z ryglami ścian, dzięki czemu obciążenia wiatrem działające na okładzinę są przechwytywane przez rygle i przekazywane do słupów wiatrowych, zamiast narzucać-z-płaszczyznowego zginania końcowej-ramę ściany.
Jak działa ścieżka ładowania
Napór wiatru na ścianę czołową jest w pierwszej kolejności odbierany przez panele ścienne i przekazywany na rygle ścienne.
Rygle rozciągają się pomiędzy kolumnami wiatrowymi i przekazują siłę do każdej kolumny w jej punktach połączenia.
Siły wiatru działające na dolną część słupa przenoszone są przez podstawę słupa na fundament.
Siły wiatru działające na górną część są przenoszone przez górne połączenie słupa do poziomego układu stężeń dachu, który rozprowadza je na sąsiednie słupy ramy i w dół do fundamentów.
W ten sposób słup wiatru przekształca duże rozproszone obciążenie fasady w niewielką liczbę kontrolowanych punktów reakcji, ograniczając-odkształcenia-poza płaszczyzną, wibracje i uszkodzenia okładziny na ścianie szczytowej podczas silnych wiatrów.
Kluczowe elementy systemu kolumn wiatrowych
Słup-odporny na wiatr działa raczej jako część skoordynowanego systemu, a nie jako pojedynczy element:
Sekcja kolumnowa:zazwyczaj jest to spawana lub-walcowana na gorąco sekcja H-, I-sekcja lub sekcja pusta, o wymiarach dostosowanych do zginania bocznego i kontroli dryfu.
Płyta podstawy i śruby kotwowe:rozprowadza reakcję kolumny na betonową stopę i jest odporny na podnoszenie i ścinanie spowodowane ssaniem i ciśnieniem wiatru.
Górne połączenie:szczelinowe lub elastyczne połączenie z więźbą dachową lub krokwią, które umożliwia pionowy ruch dachu bez obciążania grawitacyjnego słupa wiatru.
Rygle ścienne (przekrój C lub Z):poziome elementy rozpięte pomiędzy kolumnami wiatrowymi w celu podparcia okładziny ściennej.
Pręty zwisające i drążki kierownicze:stabilizują rygle i zapobiegają odkształceniom skrętnym pod wpływem ssania wiatru.
Śruby i spoiny:śruby{0}}o wysokiej wytrzymałości i spoiny konstrukcyjne, które łączą komponenty w pojedynczą-odporną na wiatr ramę.
Odporna na wiatr-kolumna a kolumna ramy głównej
Mylenie słupów wiatrowych ze słupami ramy głównej to jeden z najczęstszych błędów przy zamawianiu konstrukcji stalowych. Obaj członkowie mają różne role mechaniczne, lokalizacje i połączenia.
| Przedmiot | Główna kolumna ramy | Kolumna-odporna na wiatr |
|---|---|---|
| Rola mechaniczna | Połączony element osiowy i zginany: wytrzymuje pionowe obciążenia grawitacyjne (dach, sprzęt, śnieg) wraz z obciążeniami poziomymi. | Element giętki: wytrzymuje poziomy napór wiatru na ścianę szczytową i nie uczestniczy w pionowym rozkładzie obciążenia grawitacyjnego. |
| Lokalizacja | Umieszczone w podłużnych przęsłach budynku, podtrzymujące krokwie ramy głównej. | Instalowany na ścianach szczytowych (końcowych), zwykle w rzędzie wzdłuż-linii ściany końcowej. |
| Najlepsze połączenie | Zwykle sztywne lub{0}}wzmocnione płytami klinowymi połączenie z krokwią. | Połączenie-przemieszczające się (otwór szczelinowy lub płytka sprężynowa), dzięki czemu ruch dachu nie jest napotykany. |
| Połączenie bazowe | Analiza sztywna lub przegubowa na ramę. | Generalnie przegubowe lub sztywne tylko w wersji wspornikowej. |
| Projekt sekcji | Duży przekrój ze ścisłą kontrolą smukłości i stabilności dla połączonych obciążeń. | Mniejsza sekcja zoptymalizowana pod kątem-wrażliwości na obciążenie wiatrem i sztywności-w- stosunku wagi. |
Typowe typy konstrukcyjne słupów wiatrowych szczytowych
Układ konstrukcyjny szczytowego słupa wiatrowego klasyfikuje się na podstawie połączenia podstawy słupa z fundamentem i na szczycie słupa z systemem dachowym.
Typ wspornikowy (stała-podstawa).
Podstawa kolumny jest sztywno połączona z fundamentem, natomiast góra kolumny jest połączona z więźbą dachową za pomocą elastycznej płyty sprężystej. Kolumna zachowuje się jak duży pionowy wspornik, wytrzymując pełne poziome obciążenie wiatrem ze ściany i przenosząc je bezpośrednio na fundament. Ten typ jest odpowiedni dla tradycyjnych budynków przemysłowych-o ciężkich-dachach lub-o dużej rozpiętości, w których system dachowy nie powinien przenosić sił od ściany szczytowej.
Po prostu obsługiwany typ
Podstawa kolumny jest przytwierdzona przegubami, a góra kolumny łączy się z systemem dachowym za pomocą-płyty z otworami szczelinowymi lub płyty sprężynowej. Kolumna wytrzymuje jedynie-ciężar własny i poziome obciążenia wiatrem; górna reakcja jest przenoszona na poziomy układ stężeń dachu. Ten typ zapewnia wysoką tolerancję montażu i jest powszechnym punktem odniesienia dla standardowych warsztatów zajmujących się stalą lekką-.
Typ ramy-zintegrowanej (słup konstrukcyjny).
Kolumny wiatrowe są zintegrowane z systemem ramy portalowej. Podstawa słupa może być przegubowa lub sztywna, natomiast wierzchołek słupa jest na sztywno przyspawany lub przykręcony do krokwi dachowej. Pionowe obciążenia dachu i poziome obciążenia wiatrem rozkładają się na ramę główną i słupy wiatrowe, co zmniejsza moment zginający w ryglu-przęsła końcowego. Ten typ jest stosowany w nowoczesnych warsztatach-z ramami portalowymi, gdzie należy zminimalizować tonaż stali.
Rozważania dotyczące projektowania i wyboru
Obliczanie obciążenia wiatrem.Obciążenie wiatrem ściany szczytowej określa się na podstawie podstawowej prędkości wiatru, kategorii narażenia, wysokości budynku i współczynnika ważności, stosując kod obciążenia właściwy dla miejsca realizacji projektu (np. GB 50009 dla projektów w Chinach, ASCE 7-22 dla projektów w USA lub EN 1991-1-4 dla projektów europejskich). Następnie sprawdza się przekrój kolumny wiatrowej pod kątem sił zginających, ścinających, ugięcia i połączeń w ramach obowiązujących kombinacji obciążeń.
System opasek.Słupy wiatrowe można łączyć z systemem rygli wpuszczanych lub obejściowych. System obejścia jest popularny w standardowych projektach fabryk i magazynów ze względu na wygodną instalację i schludny wygląd; system wpuszczany pasuje do projektów ze złożonymi otworami w ścianach lub bardziej rygorystycznymi wymaganiami w zakresie szczelności. Wybór wpływa na rozpiętość rygli, rozstaw słupów i szczegóły połączeń.
Materiały i standardy.Kolumny wiatrowe są zwykle produkowane ze stali Q235B lub Q355B zgodnie z GB/T 1591, S235JR lub S355JR zgodnie z EN 10025-2 lub ASTM A36 / A572 klasa 50. Ogólny projekt może być zgodny z normą GB 51022-2019 dla lekkich budynków z ramą portalową, GB 50018 dla kształtowniki formowane na zimno, EN 1993-1-1 lub AISC 360, w zależności od jurysdykcji projektu.
Ochrona przed korozją.W przypadku obiektów przemysłowych przybrzeżnych, wilgotnych lub zewnętrznych,-cynkowanie ogniowe lub system malarski wybrany zgodnie z kategoriami korozyjności ISO 12944 wydłuża cykl konserwacji i chroni podstawę kolumny oraz szczegóły połączeń.
Poproś o niestandardową wycenę-kolumny odpornej na wiatr
Często zadawane pytania
Czy mogę usunąć kolumny wiatrowe, aby obniżyć koszty budowy?
Nie. Kolumny-odporne na wiatr stanowią część układu grawitacyjnego i stabilności bocznej-prefabrykowanego budynku stalowego na szczycie. Usunięcie ich może spowodować nadmierne odkształcenie ścian, kołysanie konstrukcji i uszkodzenie okładziny pod silnym obciążeniem wiatrem, a projekt nie będzie już spełniał obowiązujących przepisów budowlanych.
Co jest lepsze – system rynien wpuszczanych czy obejściowych?
To zależy od projektu. System rygli obejściowych jest bardziej popularny w standardowych fabrykach i magazynach, ponieważ jest szybszy w montażu i wygląda czyściej. System rygli wpuszczanych jest preferowany w projektach ze złożonymi otworami w ścianach, wyższymi wymaganiami w zakresie szczelności lub cięższymi okładzinami, gdzie rygiel jest mocowany pomiędzy kołnierzami słupów.
Czy kolumny-wiatroodporne wymagają cynkowania?
Zalecane jest cynkowanie lub równoważny system-korozyjny, który jest szczególnie ważny w przypadku budynków przemysłowych przybrzeżnych, wilgotnych i zewnętrznych. Obróbkę powierzchni należy wybrać zgodnie z kategorią korozyjności miejsca i projektowanym okresem użytkowania.
Jakie kształty przekroju można zastosować w przypadku słupów wiatrowych?
Najczęściej spotykane są-walcowane na gorąco profile H-spawane lub walcowane na gorąco. Dwuteowniki i prostokątne profile zamknięte są również stosowane tam, gdzie projekt wymaga wyższej sztywności skrętnej lub określonego profilu architektonicznego. Końcowy przekrój jest określony przez moment wiatru i limity ugięcia projektu.
Czy kolumna wiatrowa przenosi obciążenie dachu?
W przypadku typów wspornikowych i swobodnie podpartych słup wiatrowy jest tak wyszczególniony, że obciążenie grawitacyjne dachu nie jest na niego przenoszone; górne połączenie umożliwia ruch w pionie. W przypadku ramy-zintegrowanej kolumna wiatrowa zgodnie z projektem dzieli obciążenie dachu i wiatru z ramą główną.
Jak pakowane są kolumny wiatrowe na eksport?
Kolumny wiatrowe są zwykle mocowane na spawanych stalowych stojakach transportowych lub paletach, z owinięciem ochronnym na obrobionych powierzchniach i obszarach połączeń, wielo-punktowym mocowaniem i wyraźnie oznakowanymi wiązkami. Małe części, takie jak śruby i wsporniki, pakowane są w oznakowane wodoodporne pudełka przymocowane do głównej palety.