Eine sinnvolle und wissenschaftlich fundierte Werkstattplanung kann Produktionseffizienz, Bauqualität sowie spätere Sicherheit und Nachhaltigkeit gewährleisten. Dies erfordert, dass Konstrukteure Faktoren wie Stahlauswahl, Strukturaufbau und Bauprozessoptimierung während des Entwurfsprozesses umfassend berücksichtigen.

Wir werden schrittweise analysieren, wie die wichtigsten Punkte in den verschiedenen Entwurfsphasen erfasst werden, um sicherzustellen, dass der Entwurfsplan nicht nur den technischen Standards, sondern auch den tatsächlichen Nutzungsanforderungen entspricht. Ich hoffe, dass diese detaillierten Einführungen allen helfen können, zukünftige Projekte besser zu planen.

Grundprinzipien der Werkstattplanung für Stahlkonstruktionen

Auswahl des Struktursystems

Aufgrund der Anforderungen an die Prozessgestaltung benötigen Stahlbauwerkstätten in der Regel mehr Platz und verwenden üblicherweise Rahmenkonstruktionen. Wenn jedoch mehr Stockwerke vorhanden sind und die Prozessbedingungen es zulassen, können auch Rahmenscherenkonstruktionen eingesetzt werden.

Das Prinzip der Strukturanordnung besteht darin, das Stützenraster möglichst symmetrisch und gleichmäßig anzuordnen, sodass der Steifigkeitsmittelpunkt des Hauses nahe am Schwerpunkt liegt und die räumliche Torsion des Hauses verringert wird. Das Struktursystem erfordert Einfachheit, Regeln und eine klare Kraftübertragung. 

Zwei gängige Struktursysteme sind die Rahmenstruktur und die Portalrahmenstruktur.

Rahmenstruktur: Geeignet für Werkstätten mit großen Spannweiten oder flexibler Raumaufteilung. Dieses Struktursystem verfügt über eine hohe Tragfähigkeit und große Spannweiten und eignet sich für Kunden mit hohen Anforderungen an die Raumnutzung. Wir können das Rahmendesign an den Produktionsprozess des Kunden anpassen, um die Struktur stabil zu gestalten und den Raum effektiv zu nutzen.

Portalrahmenkonstruktion: Diese Konstruktionsform wird häufig in Industriehallen verwendet und eignet sich besonders für Gebäude mit kleinen und mittleren Spannweiten. Ihre Vorteile sind die einfache Konstruktion, die hohe Materialausnutzung sowie die gute Wind- und Erdbebensicherheit. Für Kunden, die eine schnelle Bauzeit benötigen und über ein begrenztes Budget verfügen, empfehlen wir die Portalrahmenkonstruktion, mit der sich hochwertige Bauten in kurzer Zeit realisieren lassen.

Lastberechnung

Stahlkonstruktionswerkstätten tragen Konstruktionslasten, Regen, Staub, Schneedruck und Wartungslasten. Die Tragfähigkeit von Metalldachplatten hängt von den Querschnittseigenschaften der Platten, der Festigkeit und Dicke der Materialien, der Kraftübertragungsmethode und dem Abstand der Pfetten (Unterpfetten) ab.

Materialauswahl

Die Materialauswahl wirkt sich direkt auf die Qualität, die Kosten und die Lebensdauer der Stahlkonstruktionswerkstatt aus.

Stahlauswahl: Gängige Stähle sind Q235 und Q345. Q235 eignet sich für Werkstätten mit allgemeinen Traglastanforderungen, während Q345 für Konstruktionen mit höherer Festigkeit geeignet ist. Wir empfehlen unseren Kunden die am besten geeignete Stahlsorte basierend auf den Traglastanforderungen und dem Projektbudget, um Kosten und Sicherheit optimal abzuwägen.

Dach- und Außenwandmaterialien: Für das Dach und die Außenwände der Werkstatt empfehlen wir üblicherweise die Verwendung von farbigen Stahlplatten oder Verbundplatten. Diese Materialien sind nicht nur langlebig, sondern bieten auch gute Wärme- und Schalldämmung. Farbige Stahlplatten eignen sich für Werkstätten mit hohen Anforderungen an die Optik, während Verbundplatten für Projekte mit höheren Wärmedämmungsanforderungen geeignet sind.

11 wichtige Designüberlegungen für Stahlkonstruktionswerkstätten

Bei der Planung von Stahlkonstruktionswerkstätten müssen nicht nur die Grundfunktionen der Konstruktion sichergestellt werden, sondern auch Aspekte wie Brandschutz, Korrosionsbeständigkeit und Temperaturausdehnung eingehend berücksichtigt werden.

1. Brandschutzplanung

Bei hohen Temperaturen verändert sich die Leistung von Stahl, was sich vor allem in einer verringerten Festigkeit und einer erhöhten Plastizität äußert. Daher ist die Brandschutzkonstruktion von entscheidender Bedeutung.

• Auswahl und Konstruktion feuerhemmender Beschichtungen: Feuerhemmende Beschichtungen können die Feuerbeständigkeit von Stahl effektiv verbessern. Die Auswahl der Beschichtungen sollte den einschlägigen Normen entsprechen. Beim Bau muss sichergestellt werden, dass die Beschichtung gleichmäßig und dick genug ist, um sicherzustellen, dass die Feuerwiderstandsgrenze der Stahlkonstruktion im Brandfall den Konstruktionsanforderungen entspricht. Wir wählen geeignete feuerhemmende Beschichtungen basierend auf der Art der Werkstatt und dem Brandschutzniveau aus.

• Aufteilung der Brandschutzwände und Evakuierungskonzept für Personen: Je nach Gebäudefunktion und Personendichte werden die Brandschutzwände sinnvoll aufgeteilt, um das Risiko einer Brandausbreitung zu verringern. Gleichzeitig sollten bei der Planung Fluchtwege und Notausgänge berücksichtigt werden, um im Brandfall eine schnelle und sichere Evakuierung des Personals zu gewährleisten.

2. Korrosionsschutzdesign

Stahl neigt in feuchten oder korrosiven Umgebungen, wie z. B. in Industriegebieten oder im Meeresklima, zum Rosten. Korrosion verringert die Festigkeit des Stahls und kann zu strukturellem Versagen führen. Abhängig von den Umgebungsbedingungen empfehlen wir unseren Kunden unterschiedliche Korrosionsschutzmaßnahmen.

• Auswahl und Aufbau von Korrosionsschutzbeschichtungen: Wählen Sie je nach Umgebungsbedingungen geeignete Korrosionsschutzbeschichtungen wie Epoxidharze, Polyurethanbeschichtungen usw. aus. Die Dicke und Haftung der Beschichtung sind entscheidend für die Korrosionsschutzwirkung. Die Konstruktion muss gemäß den Normen erfolgen, um eine gleichmäßige und feste Beschichtung zu gewährleisten.

• Schutz unterirdischer Stahlstützen: Die unterirdischen Stahlstützen sind anfällig für Wasser- und Bodenkorrosion, daher sind häufig Maßnahmen wie eine Betonummantelung erforderlich, um die Korrosionsschutzleistung weiter zu verbessern.

3. Feuchtigkeitsbeständig

Insbesondere in der Regenzeit im Sommer sollte verhindert werden, dass sich Wasserdampf in der Boden- und Metalldachschicht des Metalldachs kondensiert, und der Wasserdampf in der Metalldachschicht abgelassen werden. Die Lösung besteht darin, die Metalldachschicht mit Isolierwatte zu füllen, eine wasserdichte Membran auf die Bodenplatte des Metalldachs zu legen und belüftete Knotenpunkte auf der Metalldachplatte anzubringen.

4. Blitzschutz

Im Sommer gibt es viele Gewitter. Bei der Planung von Werkstätten mit Stahlkonstruktionen muss der Blitz auf den Boden gerichtet werden, um zu verhindern, dass Blitze durch das Metalldach in den Raum eindringen.

6. Verhinderung von Sickerwasser

Neben der guten Dichtheitsvorbeugung müssen Stahlbauwerkstätten auch das Eindringen von Regenwasser von außen in die Metalldachplatte verhindern. Regenwasser gelangt hauptsächlich durch überlappende Fugen oder Knoten in das Metalldach.

Um die Funktion des Wasserschutzes zu erreichen, ist es notwendig, an der Schraubenöffnung eine Dichtung zu verwenden und eine verdeckte Befestigung vorzunehmen. An der Überlappung der Platte muss Dichtungsmittel verwendet oder geschweißt werden. Am besten ist es, eine Platte in voller Länge zu verwenden, um die Überlappung zu vermeiden, und an verschiedenen Knotenpunkten eine strenge Abdichtung vorzunehmen.

7. Schalldämmung

Stahlbauwerkstätten werden meist in Produktionshallen eingesetzt. Während des Produktions- und Bauprozesses ist Lärm unvermeidlich. Stahlbauwerkstätten verhindern die Schallübertragung von außen nach innen oder von innen nach außen.

Füllen Sie die Metalldachschicht mit Schalldämmmaterial (normalerweise Dämmwatte). Die Schalldämmwirkung wird durch den Unterschied in der Schallintensität in Dezibel auf beiden Seiten der Metalldachschicht ausgedrückt. Die Schalldämmwirkung hängt von der Dichte und Dicke des Schalldämmmaterials ab.

Dabei ist zu beachten, dass das Schalldämmmaterial Geräusche unterschiedlicher Frequenzen unterschiedlich dämmt.

8. Isolierung

Leisten Sie im Sommer gute Arbeit beim Regenwasserabtransport und sorgen Sie im Winter für eine gute Isolierung. Verhindern Sie die Wärmeübertragung auf beiden Seiten des Metalldachs der Stahlkonstruktionswerkstatt, um die Innentemperatur zu stabilisieren.

Die Dämmfunktion wird durch das Einfüllen von Dämmstoffen (üblicherweise Glaswolle und Steinwolle) unter die Metalldachplatte erreicht. Die Dämmwirkung wird durch den U-Wert ausgedrückt (Einheit: W/m²K).

Die Dämmleistung wird durch folgende Faktoren bestimmt: Rohmaterial, Dichte und Dicke der Dämmbaumwolle, Feuchtigkeit der Dämmbaumwolle, Verbindungsmethode zwischen Metalldachplatte und Unterkonstruktion (zur Vermeidung des Phänomens „Kältebrücke“), wiederholte Fähigkeit der Metalldachschicht, Wärmestrahlung zu widerstehen.

9. Beleuchtung

Die Baufläche von Stahlbauwerkstätten ist in der Regel groß. Oberlichter verbessern die Innenbeleuchtung tagsüber und sparen Energie. Bei der Anordnung von Oberlichtern oder Beleuchtungsglas an bestimmten Stellen des Metalldachs sollte die Lebensdauer des Oberlichts auf die Metalldachplatte abgestimmt sein. Die Verbindung zwischen Oberlicht und Metalldachplatte sollte wasserdicht gemacht werden.

10. Temperaturkompensatoren

Stahl dehnt sich bei Temperaturänderungen aus oder zieht sich zusammen. Daher müssen Temperaturdehnungsfugen bei der Konstruktion berücksichtigt werden. Wichtige Konstruktionspunkte sind:

• Sinnvolles Anbringen von Dehnungsfugen: Dehnungsfugen sollten an geeigneten Stellen angebracht werden, insbesondere bei großen Spannweiten oder großen Werkstätten, damit die durch Temperaturschwankungen verursachten Dehnungs- und Kontraktionsspannungen wirksam absorbiert werden können.

• Materialien und Konstruktion von Dehnungsfugen: Dehnungsfugen erfordern in der Regel spezielle Materialien, wie flexible Gummi- oder Metallverbindungen, um sicherzustellen, dass sie bei Temperaturschwankungen ordnungsgemäß funktionieren und negative Auswirkungen auf die Stahlkonstruktion vermieden werden.

11. Support-System-Design

Die Konstruktion des Trägersystems muss sicherstellen, dass die Struktur den Belastungen des Dachs und anderer Teile standhält und gleichzeitig ausreichende Steifigkeit und Flexibilität aufweist.

• Dachträgersystem: Das Dachträgersystem umfasst üblicherweise gerade und diagonale Stützen. Bei der Planung ist es notwendig, die Stützmethode entsprechend der Werkstattgröße, der Dachlast und der baulichen Anordnung sinnvoll auszuwählen. Durch Kraftanalyse kann das Trägersystem optimiert werden, um unnötigen Materialabfall zu reduzieren und die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit der Konstruktion zu verbessern.

Wir werden jeden der oben genannten Schlüsselpunkte während des Entwurfsprozesses umfassend berücksichtigen, um sicherzustellen, dass Ihre Stahlkonstruktionswerkstatt nicht nur die Produktionsanforderungen erfüllen kann, sondern auch viele Jahre lang sicher und stabil betrieben werden kann.

Ästhetisches und funktionales Design einer Stahlkonstruktionswerkstatt

Erscheinungsbilddesign

Stahlkonstruktionswerkstätten weisen üblicherweise einen schlichten Stil auf, der den modernen Charakter unterstreicht und die spätere Wartung erleichtert.

• Farbabstimmung: Durch eine entsprechende Farbabstimmung kann die Werkstatt harmonisch in die Umgebung integriert werden. Oft werden neutrale Töne mit einem starken industriellen Touch gewählt, die sowohl schlicht als auch schmutzabweisend sind.
• Fassadenwirkung: Die Fassadengestaltung der Werkstatt sollte auf die industrielle Funktion abgestimmt sein, um Schönheit zu gewährleisten, ohne die Funktionalität der Struktur zu beeinträchtigen.

Umweltfreundliches Design

Die Gestaltung von Stahlkonstruktionswerkstätten sollte dem Konzept des grünen Bauens folgen und energiesparende und wärmeisolierende Materialien sowie natürliche Belüftungssysteme usw. verwenden, um die Energieeffizienz zu verbessern und den Kohlenstoffausstoß zu verringern.

Werkstattplanung für Stahlkonstruktionen optimiert den Bauprozess

Das Design einer Stahlkonstruktionswerkstatt sollte für den Bau und die Installation geeignet sein, was nicht nur die Arbeitseffizienz verbessern, sondern auch eine wirksame Qualitätskontrolle ermöglichen sollte.

Vorfertigungsdesign

Dies bedeutet, dass die meisten Komponenten im Werk vorgefertigt werden und alle Schweiß-, Bohr-, Sprüh- und sonstigen Prozesse gleichzeitig durchgeführt werden, um die Genauigkeit und Qualität jeder Komponente zu gewährleisten. Diese Methode reduziert die Komplexität der Baustellenkonstruktion, verkürzt die Bauzeit von Stahlbauwerkstätten erheblich und reduziert zudem die durch die Verarbeitung vor Ort verursachten Fehler und Qualitätsrisiken.

Verbindungsknotendesign

Die Konstruktion und der Bau von Verbindungsknoten müssen streng nach den Normen erfolgen, um sicherzustellen, dass jede Verbindung der Konstruktionslast standhält.

Balken-Stützen-Knoten-Design: Die Verbindungsknoten zwischen Trägern und Stützen werden üblicherweise durch Schweißen oder Schrauben verbunden. Bei der Konstruktion sollten Faktoren wie Lastübertragung, Knotenfestigkeit und Stabilität berücksichtigt werden.

Balken-Balken-Knotenkonstruktion: Wenn zwei Träger verbunden werden müssen, muss die Konstruktion des Träger-Träger-Knotens eine ausreichende Festigkeit gewährleisten, insbesondere in Bereichen, die großen konzentrierten Lasten standhalten müssen.

Stützenfußknoten-Design: Als Schlüsselelement der gesamten Werkstattstruktur muss beim Stützenfuß besonderes Augenmerk auf die Tragfähigkeit des Fundaments und die Verbindungsmethode des Stützenfußes gelegt werden. Es ist üblich, die Stahlstütze durch Schrauben oder Schweißen fest am Fundament zu befestigen.

Optimieren Sie die Gestaltung Ihrer Stahlkonstruktionswerkstatt

Bei der Gestaltung von StahlbauwerkstättenDabei legen wir nicht nur Wert auf Funktionalität und Sicherheit, sondern auch auf Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz. Durch optimiertes Design können wir unseren Kunden Lösungen bieten, die sowohl kostensparend sind als auch den Anforderungen einer nachhaltigen Entwicklung gerecht werden.

Wenn Sie praktische und kostengünstige Designlösungen für Ihre Stahlbauwerkstatt entwickeln möchten, kontaktieren Sie uns jetzt! Unser professionelles Team bietet Ihnen maßgeschneiderte Lösungen, die Ihnen helfen, Kosten zu sparen, Bauzeiten zu verkürzen und Umweltschutzziele bei gleichzeitiger Qualitätssicherung zu erreichen.