Una progettazione razionale e scientifica dell'officina può garantire efficienza produttiva, qualità costruttiva e, in seguito, sicurezza e sostenibilità. Ciò richiede che i progettisti considerino attentamente fattori quali la selezione dell'acciaio, la disposizione strutturale e l'ottimizzazione del processo di costruzione durante la fase di progettazione.
Analizzeremo gradualmente come cogliere i punti chiave nelle diverse fasi di progettazione per garantire che il piano progettuale non solo rispetti gli standard ingegneristici, ma risponda anche alle esigenze di utilizzo effettive. Spero che queste introduzioni dettagliate possano aiutare tutti a progettare meglio i progetti futuri.
Principi di base della progettazione di officine di strutture in acciaio
Selezione del sistema strutturale
A causa dei requisiti di layout del processo, le officine che realizzano strutture in acciaio necessitano generalmente di spazi più ampi e solitamente adottano strutture a telaio. Tuttavia, quando il numero di piani è maggiore e le condizioni di processo lo consentono, possono essere utilizzate anche strutture a telaio.
Il principio di progettazione strutturale è quello di rendere la griglia di pilastri il più possibile simmetrica e uniforme, in modo che il centro di rigidità della casa sia vicino al baricentro, riducendo così la torsione spaziale della casa. Il sistema strutturale richiede semplicità, regole e una chiara trasmissione delle forze.
Due sistemi strutturali comuni sono la struttura a telaio e la struttura a telaio a portale.
Struttura del telaio: Adatto per officine con esigenze di ampie campate o di separazione flessibile. Questo sistema strutturale presenta un'elevata capacità di carico e un'ampia campata, ed è adatto a clienti con elevate esigenze di utilizzo dello spazio. Possiamo adattare il design del telaio in base al processo produttivo del cliente per rendere la struttura stabile e sfruttare efficacemente lo spazio.
Struttura a telaio del portale: Si tratta di una forma strutturale comunemente utilizzata nelle officine industriali, particolarmente adatta per edifici con luci piccole e medie. I suoi vantaggi sono la semplicità costruttiva, l'elevato sfruttamento dei materiali e la buona resistenza al vento e ai terremoti. Per i clienti che necessitano di una costruzione rapida e dispongono di budget limitati, consigliamo la struttura a telaio a portale, che consente di completare una costruzione di alta qualità in tempi rapidi.
Calcolo del carico
Le officine che realizzano strutture in acciaio sopportano carichi di costruzione, pioggia, polvere, pressione della neve e carichi di manutenzione. La capacità portante dei pannelli metallici per tetti è correlata alle caratteristiche della sezione trasversale dei pannelli, alla resistenza e allo spessore dei materiali, al metodo di trasmissione della forza e alla spaziatura dei arcarecci (sottoarcarecci).
Selezione dei materiali
La scelta dei materiali influisce direttamente sulla qualità, sul costo e sulla durata utile dell'officina di costruzione delle strutture in acciaio.
Selezione dell'acciaio: Gli acciai comunemente utilizzati sono il Q235 e il Q345. Il Q235 è adatto per officine con requisiti di portata generali, mentre il Q345 è adatto per strutture che richiedono una maggiore resistenza. Consiglieremo ai clienti il tipo di acciaio più adatto in base ai requisiti di carico e al budget del progetto, per bilanciare costi e sicurezza.
Materiali del tetto e delle pareti esterne: Per il tetto e le pareti esterne dell'officina, solitamente consigliamo l'uso di lamiere in acciaio colorato o lamiere composite. Questi materiali non solo offrono una buona durata, ma offrono anche ottime prestazioni in termini di isolamento termico, isolamento termico e isolamento acustico. Le lamiere in acciaio colorato sono adatte per officine con elevati requisiti estetici, mentre le lamiere composite sono adatte a progetti che richiedono prestazioni di isolamento termico più elevate.
11 considerazioni chiave sulla progettazione dei workshop sulle strutture in acciaio
Nella progettazione di officine con strutture in acciaio, non solo è necessario garantire le funzioni di base della struttura, ma è necessario considerare attentamente anche aspetti quali la protezione antincendio, la resistenza alla corrosione e l'espansione della temperatura.
1. Progettazione della protezione antincendio
L'acciaio modifica le sue prestazioni alle alte temperature, manifestandosi principalmente con una minore resistenza e una maggiore plasticità, pertanto la progettazione della protezione antincendio è fondamentale.
- Selezione e realizzazione di rivestimenti ignifughi: i rivestimenti ignifughi possono migliorare efficacemente la resistenza al fuoco dell'acciaio. La selezione dei rivestimenti deve essere conforme alle norme vigenti. Durante la costruzione, è necessario garantire che il rivestimento sia uniforme e sufficientemente spesso da garantire che il limite di resistenza al fuoco della struttura in acciaio in caso di incendio soddisfi i requisiti di progettazione. Selezioneremo i rivestimenti ignifughi appropriati in base alla natura dell'officina e al livello di protezione antincendio.
- Suddivisione delle compartimentazioni antincendio e progettazione dell'evacuazione del personale: in base alla funzione dell'edificio e alla densità del personale, le compartimentazioni antincendio sono ragionevolmente suddivise per ridurre il rischio di propagazione dell'incendio. Allo stesso tempo, durante la progettazione è necessario considerare percorsi di evacuazione e uscite di sicurezza per garantire che il personale possa evacuare rapidamente e in sicurezza in caso di incendio.
2. Progettazione anticorrosione
L'acciaio è soggetto a ruggine in ambienti umidi o corrosivi, come aree industriali o climi marini. La corrosione riduce la resistenza dell'acciaio e può causare cedimenti strutturali. A seconda delle condizioni ambientali, consigliamo ai clienti di adottare diversi livelli di misure anticorrosione.
- Selezione e costruzione di rivestimenti anticorrosivi: selezionare i rivestimenti anticorrosivi appropriati in base alle condizioni ambientali, come resine epossidiche, rivestimenti poliuretanici, ecc. Lo spessore e l'adesione del rivestimento sono fondamentali per l'effetto anticorrosivo. La costruzione deve essere eseguita in conformità con gli standard per garantire che il rivestimento sia uniforme e resistente.
- Protezione delle colonne in acciaio interrate: le colonne in acciaio interrate sono soggette alla corrosione causata dall'acqua e dal terreno, pertanto spesso sono necessarie misure come il rivestimento in calcestruzzo per migliorare ulteriormente le prestazioni anticorrosione.
3. A prova di umidità
Soprattutto durante la stagione delle piogge estive, è importante impedire al vapore acqueo di condensarsi nello strato inferiore e nello strato di copertura metallica del tetto, e drenare il vapore acqueo nello strato di copertura metallica. La soluzione consiste nel riempire lo strato di copertura metallica con cotone isolante, stendere una membrana impermeabile sulla piastra inferiore del tetto metallico e predisporre nodi di ventilazione sul pannello di copertura metallica.
4. Protezione contro i fulmini
D'estate si verificano molti temporali. Quando si progettano officine con strutture in acciaio, è necessario indirizzare i fulmini verso terra per evitare che penetrino attraverso il tetto metallico e entrino nella stanza.
6. Prevenzione delle infiltrazioni
Oltre a garantire un'adeguata prevenzione delle perdite, le officine specializzate in strutture in acciaio devono anche impedire che l'acqua piovana penetri nei pannelli metallici del tetto dall'esterno. L'acqua piovana penetra nel tetto metallico principalmente attraverso fessure o nodi sovrapposti.
Per ottenere la funzione anti-infiltrazione, è necessario utilizzare una guarnizione di tenuta all'ingresso della vite e utilizzare un fissaggio nascosto, utilizzare sigillante o saldatura nella sovrapposizione della tavola, è meglio utilizzare una tavola a tutta lunghezza per eliminare la sovrapposizione ed eseguire una rigorosa impermeabilizzazione in vari punti dei nodi.
7. Isolamento acustico
Le officine per la costruzione di strutture in acciaio sono utilizzate principalmente nei reparti di produzione. Durante il processo di produzione e costruzione, il rumore è inevitabile. Le officine per la costruzione di strutture in acciaio impediscono la trasmissione del suono dall'esterno all'interno o viceversa.
Riempire lo strato metallico del tetto con materiale fonoisolante (solitamente cotone isolante); l'effetto fonoisolante è espresso dalla differenza in decibel di intensità sonora su entrambi i lati dello strato metallico del tetto. L'effetto fonoisolante è correlato alla densità e allo spessore del materiale fonoisolante.
È opportuno notare che il materiale fonoisolante ha effetti di blocco diversi sui suoni di frequenze diverse.
8. Isolamento
Assicurare un buon drenaggio dell'acqua piovana in estate e, al contempo, un buon isolamento termico in inverno. Impedire al calore di trasferirsi su entrambi i lati del tetto metallico dell'officina in acciaio per stabilizzare la temperatura interna.
La funzione isolante si ottiene riempiendo di materiali isolanti (comunemente utilizzati sono lana di vetro e lana di roccia) il pannello metallico del tetto. L'effetto isolante è espresso dal valore U, l'unità di misura è W/m²K.
Le prestazioni di isolamento sono determinate dai seguenti fattori: la materia prima, la densità e lo spessore del cotone isolante; l'umidità del cotone isolante, il metodo di collegamento tra il pannello metallico del tetto e la struttura inferiore (per evitare il fenomeno del "ponte freddo"); la capacità ripetuta dello strato metallico del tetto di resistere alla radiazione termica.
9. Illuminazione
L'area di costruzione delle officine per strutture in acciaio è generalmente ampia. I lucernari vengono utilizzati per migliorare l'illuminazione interna durante il giorno, con conseguente risparmio energetico. Quando si posizionano lucernari o si illuminano vetrate in punti specifici del tetto metallico, la durata del lucernario deve essere coordinata con quella del pannello metallico del tetto e si deve effettuare un trattamento impermeabilizzante nel punto di collegamento tra il lucernario e il pannello metallico del tetto.
10. Giunti di dilatazione termica
L'acciaio si espande o si contrae al variare della temperatura, pertanto è necessario considerare i giunti di dilatazione termica in fase di progettazione. I punti chiave della progettazione includono:
- Disposizione ragionevole dei giunti di dilatazione: i giunti di dilatazione devono essere posizionati in posizioni appropriate, soprattutto in grandi campate o officine di grandi dimensioni, in modo da poter assorbire efficacemente le sollecitazioni di dilatazione e contrazione causate dalle variazioni di temperatura.
- Materiali e costruzione dei giunti di dilatazione: i giunti di dilatazione solitamente richiedono materiali specifici, come giunti flessibili in gomma o metallo, per garantire che possano funzionare correttamente quando la temperatura cambia ed evitare effetti negativi sulla struttura in acciaio.
11. Progettazione del sistema di supporto
La progettazione del sistema di supporto deve garantire che la struttura possa sopportare i carichi del tetto e di altre parti, mantenendo al contempo sufficiente rigidità e flessibilità.
- Sistema di supporto del tetto: il sistema di supporto del tetto solitamente include supporti dritti e supporti diagonali. In fase di progettazione, è necessario selezionare ragionevolmente il metodo di supporto in base alle dimensioni dell'officina, al carico del tetto e alla configurazione strutturale. Attraverso l'analisi delle forze, il sistema di supporto può essere ottimizzato per ridurre inutili sprechi di materiale e migliorare la sicurezza e l'economicità della struttura.
Durante il processo di progettazione, prenderemo in seria considerazione ciascuno dei punti chiave sopra menzionati per garantire che la vostra officina per strutture in acciaio possa non solo soddisfare le esigenze di produzione, ma anche funzionare in modo sicuro e stabile per molti anni.
Workshop di progettazione estetica e funzionale delle strutture in acciaio
Design dell'aspetto
Le officine che realizzano strutture in acciaio adottano solitamente uno stile semplice, che può evidenziare il senso moderno e facilitare la successiva manutenzione.
- Abbinamento dei colori: un appropriato abbinamento dei colori può far sì che l'officina si integri armoniosamente con l'ambiente circostante. Spesso si scelgono tonalità neutre con un forte tocco industriale, che siano al tempo stesso semplici e resistenti allo sporco.
- Effetto facciata: il design della facciata dell'officina deve essere coordinato con la funzione industriale per garantire l'estetica senza compromettere la praticità della struttura.
Design ecologico
La progettazione delle officine con strutture in acciaio dovrebbe seguire il concetto di edifici ecologici, adottare materiali a risparmio energetico e di isolamento termico, sistemi di ventilazione naturale, ecc., per migliorare l'efficienza energetica e ridurre le emissioni di carbonio.
La progettazione dell'officina con struttura in acciaio ottimizza il processo di costruzione
La progettazione di un'officina per la costruzione di strutture in acciaio deve essere pratica per la costruzione e l'installazione, il che non solo dovrebbe migliorare l'efficienza del lavoro, ma anche controllare efficacemente la qualità.
Progettazione di prefabbricazione
Ciò significa che la maggior parte dei componenti sarà prefabbricata in fabbrica e tutti i processi di saldatura, foratura, verniciatura a spruzzo e altri processi saranno completati contemporaneamente per garantire la precisione e la qualità di ciascun componente. Questo metodo riduce la complessità della costruzione in loco, accorcia notevolmente i tempi di costruzione delle officine di carpenteria metallica e riduce anche gli errori e i rischi di qualità causati dalle lavorazioni in loco.
Progettazione del nodo di connessione
La progettazione e la costruzione dei nodi di collegamento devono essere eseguite rigorosamente in conformità con gli standard per garantire che ogni collegamento possa sopportare il carico di progetto.
Progettazione del nodo trave-colonna: Il nodo di collegamento tra travi e pilastri è solitamente saldato o fissato tramite bulloni. In fase di progettazione, è necessario considerare fattori quali il trasferimento del carico, la resistenza dei nodi e la stabilità.
Progettazione del nodo trave-trave: Quando è necessario collegare due travi, la progettazione del nodo trave-trave deve garantire una resistenza sufficiente, soprattutto nelle aree che devono sopportare grandi carichi concentrati.
Progettazione del nodo del piede della colonna: Essendo un elemento fondamentale che sostiene l'intera struttura dell'officina, il piede della colonna deve essere realizzato prestando particolare attenzione alla capacità portante della fondazione e al metodo di collegamento. È prassi comune fissare saldamente la colonna in acciaio alla fondazione mediante bulloni o saldature.
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Nella progettazione di officine di strutture in acciaioNon ci concentriamo solo su funzionalità e sicurezza, ma diamo importanza anche all'economicità e alla tutela dell'ambiente. Grazie a un design ottimizzato, possiamo offrire ai clienti soluzioni che consentono di risparmiare sui costi e soddisfano i requisiti dello sviluppo sostenibile.
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