Un diseño de taller razonable y científico puede garantizar la eficiencia de la producción, la calidad de la construcción y, posteriormente, la seguridad y la sostenibilidad. Esto requiere que los diseñadores consideren plenamente factores como la selección del acero, el diseño estructural y la optimización del proceso de construcción durante el proceso de diseño.
Analizaremos gradualmente cómo captar los puntos clave en las diferentes etapas del diseño para garantizar que el plan de diseño no solo cumpla con los estándares de ingeniería, sino que también satisfaga las necesidades de uso reales. Espero que estas introducciones detalladas puedan ayudar a todos a diseñar mejor los proyectos futuros.
Principios básicos del diseño de talleres de estructuras de acero
Selección del sistema estructural
Debido a los requisitos de diseño del proceso, los talleres de estructuras de acero generalmente requieren un espacio mayor y suelen adoptar estructuras de marco. Sin embargo, cuando hay más pisos y las condiciones del proceso lo permiten, también se pueden utilizar estructuras de corte de marco.
El principio de la disposición estructural es hacer que la cuadrícula de columnas sea lo más simétrica y uniforme posible, de modo que el centro de rigidez de la casa esté cerca del centro de masa para reducir la torsión espacial de la casa. El sistema estructural requiere simplicidad, reglas y una transmisión de fuerza clara.
Dos sistemas estructurales comunes son la estructura de marco y la estructura de marco de portal.
Estructura del marco: Adecuado para talleres con grandes necesidades de espacio o separación flexible. Este sistema estructural tiene una gran capacidad de carga y un gran espacio, y es adecuado para clientes con grandes necesidades de uso del espacio. Podemos ajustar el diseño del marco de acuerdo con el proceso de producción del cliente para que la estructura sea estable y utilice el espacio de manera eficaz.
Estructura del marco del portal: Se trata de una forma estructural de uso común en talleres industriales, especialmente adecuada para edificios con luces pequeñas y medianas. Sus ventajas son la construcción sencilla, el alto aprovechamiento de los materiales y la buena resistencia al viento y a los terremotos. Para los clientes que necesitan una construcción rápida y tienen presupuestos limitados, recomendamos la estructura de pórtico, que puede completar una construcción de alta calidad en poco tiempo.
Cálculo de carga
Los talleres de estructuras de acero soportan cargas de construcción, lluvia, polvo, presión de nieve y cargas de mantenimiento. El rendimiento de carga de los paneles de techo de metal está relacionado con las características de la sección transversal de los paneles, la resistencia y el espesor de los materiales, el método de transmisión de fuerza y el espaciado de las correas (subcorreas).
Selección de materiales
La elección de los materiales afecta directamente la calidad, el coste y la vida útil del taller de estructuras de acero.
Selección de acero: Los aceros más utilizados son el Q235 y el Q345. El Q235 es adecuado para talleres con requisitos generales de carga, mientras que el Q345 es adecuado para estructuras que requieren mayor resistencia. Recomendaremos a los clientes el tipo de acero más adecuado en función de los requisitos de carga y el presupuesto del proyecto para equilibrar el coste y la seguridad.
Materiales de techo y paredes exteriores: Para el techo y las paredes exteriores del taller, generalmente recomendamos el uso de placas de acero de color o placas compuestas. Estos materiales no solo tienen una buena durabilidad, sino que también funcionan bien en aislamiento térmico, aislamiento térmico y aislamiento acústico. Las placas de acero de color son adecuadas para talleres con altos requisitos de apariencia, mientras que las placas compuestas son adecuadas para proyectos que requieren un mayor rendimiento de aislamiento térmico.
11 consideraciones clave para el diseño de talleres de estructuras de acero
En el diseño de talleres de estructuras de acero, no solo se deben garantizar las funciones básicas de la estructura, sino que también se deben considerar en profundidad cuestiones como la protección contra incendios, la resistencia a la corrosión y la expansión térmica.
1. Diseño de protección contra incendios
El acero cambiará su desempeño a altas temperaturas, lo que se manifestará principalmente como una disminución de la resistencia y un aumento de la plasticidad, por lo que el diseño de protección contra incendios es crucial.
- Selección y construcción de recubrimientos ignífugos: Los recubrimientos ignífugos pueden mejorar eficazmente la resistencia al fuego del acero. La selección de recubrimientos debe cumplir con las normas pertinentes. Durante la construcción, es necesario asegurarse de que el recubrimiento sea uniforme y lo suficientemente grueso para garantizar que el límite de resistencia al fuego de la estructura de acero en caso de incendio cumpla con los requisitos de diseño. Seleccionaremos recubrimientos ignífugos adecuados en función de la naturaleza del taller y el nivel de protección contra incendios.
- División de los tabiques cortafuegos y diseño de evacuación de personal: De acuerdo con la función del edificio y la densidad de personal, los tabiques cortafuegos se dividen razonablemente para reducir el riesgo de propagación del fuego. Al mismo tiempo, durante el diseño se deben considerar los pasillos de evacuación y las salidas de seguridad para garantizar que el personal pueda evacuar de manera rápida y segura en caso de incendio.
2. Diseño anticorrosión
El acero es propenso a oxidarse en entornos húmedos o corrosivos, como áreas industriales o climas marinos. La corrosión hará que la resistencia del acero disminuya y puede provocar fallas estructurales. Dependiendo de las condiciones ambientales, recomendaremos a los clientes que adopten diferentes niveles de medidas anticorrosión.
- Selección y construcción de recubrimientos anticorrosión: Seleccione recubrimientos anticorrosión adecuados según las condiciones ambientales, como resinas epoxi, recubrimientos de poliuretano, etc. El espesor y la adherencia del recubrimiento son la clave para el efecto anticorrosión. La construcción debe realizarse de acuerdo con las normas para garantizar que el recubrimiento sea uniforme y firme.
- Protección de columnas de acero subterráneas: Las columnas de acero subterráneas son susceptibles a la corrosión del agua y del suelo, por lo que a menudo se requieren medidas como el revestimiento de hormigón para mejorar aún más el rendimiento anticorrosión.
3. A prueba de humedad
Especialmente en la temporada de lluvias en verano, evite que el vapor de agua se condense en la capa inferior y la capa de techo de metal del techo de metal, y drene el vapor de agua en la capa de techo de metal. La solución es llenar la capa de techo de metal con algodón aislante, colocar una membrana impermeable en la placa inferior del techo de metal y tener nodos de ventilación en el panel del techo de metal.
4. Protección contra rayos
En verano hay muchas tormentas eléctricas. Al diseñar talleres con estructuras de acero, los rayos deben dirigirse hacia el suelo para evitar que penetren en el techo de metal y entren en la sala.
6. Prevención de filtraciones
Además de realizar un buen trabajo de prevención de fugas, los talleres de estructuras de acero también deben evitar que el agua de lluvia se filtre en el panel del techo de metal desde el exterior. El agua de lluvia ingresa principalmente al techo de metal a través de huecos o nodos superpuestos.
Para lograr la función de anti-filtración, es necesario usar una junta de sellado en la boca del tornillo y usar una fijación oculta, usar sellador o soldadura en la superposición del tablero, es mejor usar un tablero de longitud completa para eliminar la superposición y realizar una impermeabilización estricta en varias ubicaciones de los nodos.
7. Aislamiento acústico
Los talleres de estructuras de acero en general se utilizan principalmente en talleres de producción. Durante el proceso de producción y construcción, el ruido es inevitable. Los talleres de estructuras de acero evitan que el sonido se transmita del exterior al interior o del interior al exterior.
Rellene la capa de techo de metal con material de aislamiento acústico (generalmente algodón aislante). El efecto de aislamiento acústico se expresa por la diferencia en decibelios de intensidad de sonido en ambos lados de la capa de techo de metal. El efecto de aislamiento acústico está relacionado con la densidad y el grosor del material de aislamiento acústico.
Cabe señalar que el material de aislamiento acústico tiene diferentes efectos de bloqueo sobre los sonidos de diferentes frecuencias.
8. Aislamiento
Haga un buen trabajo de aislamiento en invierno y, por otro lado, del agua de lluvia en verano. Evite que el calor se transfiera a ambos lados del techo de metal del taller de estructura de acero para estabilizar la temperatura interior.
La función de aislamiento se logra rellenando el panel del techo de metal con materiales aislantes (los más utilizados son lana de vidrio y lana de roca). El efecto de aislamiento se expresa mediante el valor U, cuya unidad es W/M2K.
El rendimiento del aislamiento está determinado por los siguientes factores: la materia prima, la densidad y el espesor del algodón aislante; la humedad del algodón aislante, el método de conexión entre el panel del techo de metal y la estructura inferior (para evitar el fenómeno del "puente frío"); la capacidad repetida de la capa del techo de metal para resistir la radiación de calor.
9. Iluminación
El área de construcción de los talleres de estructuras de acero es generalmente grande. Los tragaluces se utilizan para mejorar la iluminación interior durante el día y ahorrar energía. Al colocar tragaluces o vidrios de iluminación en lugares específicos del techo de metal, la vida útil del tragaluz debe coordinarse con el panel del techo de metal y se debe realizar un tratamiento impermeable en la conexión entre el tragaluz y el panel del techo de metal.
10. Juntas de expansión térmicas
El acero se expande o contrae cuando cambia la temperatura, por lo que es necesario tener en cuenta las juntas de expansión térmica durante el diseño. Los puntos clave del diseño incluyen:
- Ubicación razonable de las juntas de expansión: Las juntas de expansión deben colocarse en ubicaciones apropiadas, especialmente en tramos largos o talleres grandes, que puedan absorber eficazmente la tensión de expansión y contracción causada por los cambios de temperatura.
- Materiales y construcción de juntas de dilatación: Las juntas de dilatación suelen requerir materiales específicos, como juntas de goma flexible o metálicas, para garantizar que puedan funcionar correctamente cuando cambia la temperatura y evitar efectos adversos sobre la estructura de acero.
11. Diseño del sistema de soporte
El diseño del sistema de soporte debe garantizar que la estructura pueda soportar las cargas del techo y otras partes manteniendo suficiente rigidez y flexibilidad.
- Sistema de soporte del techo: El sistema de soporte del techo generalmente incluye soportes rectos y soportes diagonales. Al diseñar, es necesario seleccionar razonablemente el método de soporte de acuerdo con la escala del taller, la carga del techo y el diseño estructural. A través del análisis de fuerzas, el sistema de soporte se puede optimizar para reducir el desperdicio innecesario de material y mejorar la seguridad y la economía de la estructura.
Consideraremos completamente cada uno de los puntos clave anteriores durante el proceso de diseño para garantizar que su taller de estructura de acero no solo pueda satisfacer las necesidades de producción, sino que también funcione de manera segura y estable durante muchos años.
Taller de Diseño Estético y Funcional de Estructuras de Acero
Diseño de apariencia
Los talleres de estructura de acero generalmente adoptan un estilo simple, que puede resaltar el sentido moderno y facilitar el mantenimiento posterior.
- Combinación de colores: una combinación de colores adecuada puede hacer que el taller se integre armoniosamente con el entorno circundante. A menudo se eligen tonos neutros con un fuerte toque industrial, que son simples y resistentes a la suciedad.
- Efecto de fachada: El diseño de la fachada del taller debe coordinarse con la función industrial para garantizar la belleza sin afectar la practicidad de la estructura.
Diseño ecológico
El diseño de talleres de estructura de acero debe seguir el concepto de edificios ecológicos, adoptar materiales de ahorro energético y aislamiento térmico, sistemas de ventilación natural, etc., para mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones de carbono.
Taller de diseño de estructuras de acero optimiza el proceso de construcción
El diseño de un taller de estructura de acero debe ser conveniente para la construcción y la instalación, lo que no solo debe mejorar la eficiencia del trabajo sino también controlar eficazmente la calidad.
Diseño de prefabricación
Esto significa que la mayoría de los componentes se prefabricarán en la fábrica y todos los procesos de soldadura, perforación, pulverización y otros se completarán al mismo tiempo para garantizar la precisión y la calidad de cada componente. Este método reduce la complejidad de la construcción en el sitio, acorta en gran medida el período de construcción de los talleres de estructuras de acero y también reduce los errores y los riesgos de calidad causados por el procesamiento en el sitio.
Diseño de nodo de conexión
El diseño y la construcción de los nodos de conexión deben realizarse estrictamente de acuerdo con las normas para garantizar que cada conexión pueda soportar la carga de diseño.
Diseño de nodos viga-columna: El nudo de conexión entre vigas y columnas suele estar unido mediante soldadura o pernos. Al diseñar, se deben tener en cuenta factores como la transferencia de carga, la resistencia del nudo y la estabilidad.
Diseño de nodo viga-viga: Cuando es necesario conectar dos vigas, el diseño del nodo viga-viga debe garantizar una resistencia suficiente, especialmente para áreas que necesitan soportar grandes cargas concentradas.
Diseño del nodo del pie de la columna: Como parte fundamental que soporta toda la estructura del taller, la base de la columna debe tener en cuenta especialmente la capacidad de carga de la base y el método de conexión de la base de la columna. Es una práctica común fijar firmemente la columna de acero a la base mediante pernos o soldadura.
Optimice el diseño de su taller de estructuras de acero
En el diseño de talleres de estructuras de aceroNo solo nos centramos en la funcionalidad y la seguridad, sino que también hacemos hincapié en la economía y la protección del medio ambiente. A través de un diseño optimizado, podemos ofrecer a los clientes soluciones que ahorran costes y cumplen los requisitos del desarrollo sostenible.
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