Als professioneller Stahlbauhersteller sind wir bestrebt, leistungsstarke und vielseitige Stahlkonstruktionslösungen im Bereich bereitzustellen Herstellung von Stahlkonstruktionen . Die zentralen Gemeinsamkeiten dieses Produkttyps liegen in seiner hervorragenden Tragfähigkeit, seinen schnellen Aufbaueigenschaften und seinen Nachhaltigkeitsvorteilen und werden häufig in Industrieanlagen, Lagerzentren, Gewerbeanlagen und öffentlichen Gebäuden eingesetzt. Zu den Highlights der Stahlkonstruktionsfertigung gehören: die Verwendung von hochfestem Stahl zur Erzielung einer Leichtbauweise, wodurch die Fundamentkosten erheblich gesenkt werden; vorgefertigte Komponenten, um eine präzise Montage zu gewährleisten und die Bauzeit um mehr als 50 % zu verkürzen; Durch Korrosionsschutzbeschichtungen und erdbebensichere Konstruktion wird eine Lebensdauer von mehr als 50 Jahren gewährleistet. Als führender Hersteller von Stahlgebäuden integrieren wir digitale Modellierung und automatisierte Produktionstechnologie, um unseren Kunden maßgeschneiderte Dienstleistungen aus einer Hand vom Entwurf bis zur Installation zu bieten, die vielfältigen Anforderungen an Brandschutz, Energieeinsparung, große Spannweiten usw. zu erfüllen und die Effizienz- und Zuverlässigkeitsstandards moderner Gebäude neu zu definieren.
Stahlkonstruktionen sind technische Konstruktionssysteme, die aus Stahl (hauptsächlich Stahlplatten, Stahlprofile usw.) durch Schweißen, Verschrauben usw. bestehen. Sie sind eine der wichtigsten unterstützenden Technologien in modernen Gebäuden, Brücken, Industrieanlagen und anderen Bereichen.
1. Eigenschaften des Kernmaterials: hervorragende Leistung von Stahl
Hohe Festigkeit und geringes Gewicht:
Stahl hat ein extrem hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, was dazu führt, dass die Stahlbauteile bei gleicher Belastung einen kleineren Querschnitt und ein geringeres Gewicht aufweisen. Dadurch können Stahlkonstruktionen problemlos größere Räume überspannen, die Belastung des Fundaments verringern und die Transport- und Hebekosten senken.
Typische Indikatoren: Die Streckgrenze von gewöhnlichem Baustahl (z. B. Q355) liegt normalerweise über 345 MPa, was viel höher ist als die von Beton.
Hervorragende Duktilität und Zähigkeit:
Stahl kann nach Erreichen der Streckgrenze eine erhebliche plastische Verformung ohne sofortigen Bruch erfahren und weist eine gute Duktilität auf.
Bei niedriger Temperatur oder Stoßbelastung kann hochwertiger Stahl immer noch seine Bruchfestigkeit, also eine hohe Zähigkeit (wie durch Schlagversuche garantiert) beibehalten. Diese beiden Punkte sind der Schlüssel für die überlegene seismische Leistung von Stahlkonstruktionen.
Einheitliches Material, stabile und zuverlässige Leistung:
Der von der modernen Stahlindustrie produzierte Stahl weist ein sehr gleichmäßiges Material und stabile mechanische Eigenschaften auf, wodurch die Berechnungsannahmen besser erfüllt und die Entwurfsergebnisse zuverlässiger werden können.
Effiziente Werksvorfertigung:
Die Komponenten werden überwiegend in Fabriken mit hohem Automatisierungsgrad (Werksvorfertigung) präzise geschnitten, gelocht und geschweißt, mit einfacher Qualitätskontrolle, hoher Effizienz und geringen Witterungseinflüssen.
Großes modulares Potenzial, einfache Demontage und Montage komplexer Strukturen.
Recyclingfähigkeit und Nachhaltigkeit:
Stahl ist ein zu 100 % recycelbares Material mit einer hohen Recyclingquote ohne Beeinträchtigung der Materialleistung, was im Einklang mit dem Konzept des umweltfreundlichen Bauens und der Kreislaufwirtschaft steht.
2. Hauptstrukturformen und Anwendungsszenarien
Rahmenstruktur:
Zusammensetzung: Balken (horizontal tragend) und Stützen (vertikal tragend) werden durch starre Knoten (Schweißen, Bolzen) verbunden.
Merkmale: Flexible Raumaufteilung und starke Fähigkeit zur Vermeidung seitlicher Verschiebungen.
Anwendung: Hochhäuser/Superhochhäuser (Kernrohr-Stahlkonstruktionsrahmen), Bürogebäude, Einkaufszentren, Turnhallen, Industrieanlagen (mehr-/einstöckig), Hangars.
Fachwerkstruktur:
Zusammensetzung: Ein ebenes oder räumliches Gittersystem aus geraden Stäben (Sehnen, Stegen), die an den Enden gelenkig oder starr verbunden sind.
Merkmale: Die Kraft ist hauptsächlich eine Axialkraft (Zug/Druck), die Materialausnutzungseffizienz ist extrem hoch und sie kann eine große Spannweite überbrücken.
Anwendung: Großspanndächer (Turnhallen, Messegelände), Brücken (Fachwerkbrücken), Türme (Sendemasten, Kräne), Bühnenbeleuchtungsgestelle.
Gitter-/Netzschalenstruktur:
Zusammensetzung: Eine Vielzahl von Stäben (Stahlrohre, Stahlprofile) werden durch Knoten nach einer bestimmten Gitterregel (ebenes Gitter oder gebogene Netzschale) verbunden.
Eigenschaften: Hervorragende räumliche Kraftleistung, große Gesamtsteifigkeit, geringes Gewicht, reichhaltige und schöne Form.
Anwendung: Große Stadien (Kuppeln), Flughafenterminals, Überdachungen von Hochgeschwindigkeitsbahnhöfen, große Ausstellungshallen, speziell geformte Gebäudedächer.
Spannstruktur (Stahlkonstruktionsunterstützung erforderlich):
Zusammensetzung: Verwenden Sie hochfeste Stahlkabel oder Zugstäbe, um eine Vorspannung unter der Stütze des Stahlkonstruktionsskeletts (Mast, Bogen, Ringträger) auszuüben, um eine stabile Form zu bilden.
Merkmale: Die Struktur ist äußerst effizient, leicht und transparent und kann komplexe Formen mit extrem großen Spannweiten erreichen.
Anwendung: Kabelkuppel, großes Kabel-/Schrägseildach, Membranstruktur-Stützsystem.
Bogenstruktur:
Zusammensetzung: Eine gebogene Struktur, die hauptsächlich axialem Druck standhält.
Eigenschaften: Es kann die Druckeigenschaften des Materials voll ausnutzen, hat eine starke Spannfähigkeit und ein schönes Aussehen.
Anwendung: Brücken, große Gebäudeeingänge/Atriums, Industrietankdeckel.
3. Wichtige Designprozesse und Schlüsselpunkte
Schema und Konzeption:
Bestimmen Sie das Struktursystem (Rahmen? Fachwerk? Gitter?), berücksichtigen Sie die Gebäudefunktion, Spannweite, Last, Wirtschaftlichkeit und bauliche Machbarkeit.
Vorläufige Schätzung der Größe der Hauptkomponenten.
Lastanalyse:
Ständige Belastung: Eigengewicht der Struktur, Gewicht der festen Ausrüstung.
Variable Lasten: Nutzlast des Bodens, Nutzlast des Daches (Schneelast/Wartungslast), Windlast (extrem wichtig), Erdbebeneinwirkung (extrem wichtig), Kranlast, Temperatureinwirkung usw.
Lastkombination: Betrachten Sie die ungünstigste Kombination verschiedener gleichzeitig auftretender Lasten gemäß den Anforderungen der Spezifikation.
Strukturanalyse und Berechnung:
Verwenden Sie strukturmechanische Prinzipien und Finite-Elemente-Software (wie SAP2000, ETABS, Midas, Tekla Structures usw.), um innere Kräfte (Biegemoment, Scherkraft, Axialkraft) und Verformung (Verschiebung) zu berechnen.
Stabilitätsanalyse: Besonders kritisch! Achten Sie auf die Knickstabilität der Gesamtstruktur (laterale Verschiebung) und Komponenten (axiale Kompression, Biegekomponenten) (elastische Analyse erster Ordnung, P-Δ-Analyse zweiter Ordnung).
Komponentendesign:
Festigkeitsentwurf: Stellen Sie sicher, dass unter verschiedenen internen Kraftkombinationen die Spannung des Komponentenabschnitts (Zug, Druck, Biegung, Scherung, Torsion und ihre Kombinationen) den Anforderungen der Spezifikation (z. B. der Grenzzustandsentwurfsmethode) entspricht.
Steifigkeitsdesign: Kontrollieren Sie strukturelle Verformungen (z. B. Balkenablenkung und seitliche Verschiebung von Säulen) innerhalb des zulässigen Bereichs, um Komfort und Sicherheit nicht struktureller Komponenten zu gewährleisten.
Knotendesign: Das Wichtigste! Knoten sind die Schlüsselelemente für die Übertragung innerer Kräfte. Der Entwurf muss den Weg zur Übertragung von Biegemoment, Scherkraft und Axialkraft klar definieren, um die Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit und Duktilität zu erfüllen. Gängige Knotenformen: Schweißknoten (starre Verbindung), hochfeste Schraubknoten (gelenkige oder halbstarre Verbindung), bolzengeschweißte Mischknoten. Der Entwurf muss den Anforderungen des Standardbaus entsprechen.
Verbindungsdesign: Es handelt sich um eine Erweiterung des Komponentendesigns, um eine zuverlässige Verbindung zwischen Komponenten sicherzustellen. Berechnen Sie die Größe der Schweißnähte oder die Anzahl, Spezifikationen und Anordnung der Schrauben.
Feuerfestes Design: Stahl hat eine schlechte Feuerbeständigkeit (kritische Temperatur ~550℃). Es müssen Schutzmaßnahmen getroffen werden (feuerfeste Beschichtungen, feuerfeste Plattenbeläge, Betonumhüllung, Wasserkühlungssysteme usw.), um sicherzustellen, dass die Komponenten die festgelegten Anforderungen an die Feuerwiderstandsgrenze erfüllen.
Korrosionsschutzdesign: Stahl neigt zu Rost, wenn er Luft oder feuchten Umgebungen ausgesetzt wird. Langfristige Korrosionsschutzlösungen sollten entsprechend dem Korrosionsgrad der Umgebung ausgewählt werden: Feuerverzinkung, Sprühschutzbeschichtungen (Grundierung, Zwischenanstrich, Decklack), Lichtbogenspritzen von Zink/Aluminium usw.
Bauzeichnung Detailplanung (BIM-Anwendung):
Basierend auf den Konstruktionszeichnungen werden eine detaillierte Komponentenaufteilung, Knotendetailkonstruktion und Materiallistenstatistiken durchgeführt.
Die BIM-Technologie (wie Tekla Structures) ist das Kernwerkzeug für modernes, detailliertes Design, das 3D-Modellierung, Kollisionserkennung, automatische Zeichnung und CNC-Verarbeitungsdatenausgabe ermöglicht und so die Genauigkeit und Effizienz erheblich verbessert.
4. Kernpunkte der Herstellung und Installation
Fabrikfertigung:
Materialprüfung: Stahl, Schweißmaterialien, Schrauben usw. müssen über eine Konformitätsbescheinigung verfügen und bei Bedarf erneut geprüft werden.
Loften und Schneiden: CNC-Schneiden wird verwendet, um die Genauigkeit sicherzustellen.
Lochherstellung: Zur Bearbeitung hochpräziser Bolzenlöcher werden CNC-Bohrmaschinen eingesetzt.
Montage und Schweißen: Die Montage erfolgt an einem speziellen Reifenrahmen und das Schweißen erfolgt strikt gemäß der Schweißprozessqualifikationsspezifikation (WPS), um die Schweißverformung zu kontrollieren. Nach dem Schweißen werden bei Bedarf zerstörungsfreie Prüfungen (UT/RT/MT/PT) durchgeführt.
Korrektur: Mechanische oder Flammenkorrektur der Schweißverformung.
Oberflächenbehandlung und Lackierung: Je nach Bedarf Rost entfernen (bis zum Niveau Sa2,5 oder St3), Korrosionsschutzfarbe aufsprühen.
Vormontage: Werkseitige Vormontage komplexer Knoten oder Transporteinheiten zur Überprüfung von Größe und Passgenauigkeit.
Installation vor Ort:
Fundamentabnahme: Stellen Sie die Genauigkeit der Position und Höhe der eingebetteten Ankerbolzen oder Stützen sicher.
Heben: Wählen Sie entsprechend der Größe, dem Gewicht und den Standortbedingungen der Komponenten geeignete Hebegeräte (Turmdrehkran, Autokran, Raupenkran) und Methoden (Stückheben, Gesamtheben, Schieben, Heben) aus.
Messung und Korrektur: Kontrollieren Sie die Vertikalität der Säule, die Horizontalität, die Höhe und die Gesamtachsengröße des Trägers während des gesamten Prozesses. Verwenden Sie Präzisionsinstrumente wie Totalstation, Theodolit und Wasserwaage.
Verbindung und Befestigung:
Hochfeste Schraubenverbindung: Halten Sie sich strikt an die Vorschriften für das anfängliche Anziehen und das endgültige Anziehen (Drehmomentmethode oder Winkelmethode), um sicherzustellen, dass die Vorspannung der Norm entspricht. Die Behandlung und der Schutz der Reibflächen sind unerlässlich.
Schweißen vor Ort: Das Schweißen sollte von qualifizierten Schweißern gemäß WPS in einer geeigneten Umgebung (wind-, regen- und schneesicher) durchgeführt werden, und nach dem Schweißen sollten bei Bedarf zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt werden.
Brandschutz-/Korrosionsschutzbeschichtung: Reparieren Sie die beim Transport und Heben beschädigten Teile der Beschichtung. Der Bau der feuerhemmenden Beschichtung wird nach der Installation abgeschlossen (sofern es sich um eine Baustellenkonstruktion handelt).
5. Vorteile und Herausforderungen
Kernvorteile:
Hohe Festigkeit und geringes Gewicht (Reduzierung der Fundamentkosten).
Vorfertigung im Werk, kontrollierbare Qualität, schnelle Baugeschwindigkeit (Verkürzung der Bauzeit).
Recycelbare Materialien, grün und umweltfreundlich.
Kleiner Bauteilquerschnitt und großer Nutzraum.
Gute Duktilität und ausgezeichnete seismische Leistung.
Geeignet für Gebäude mit großer Spannweite, Hochhäusern, hoher Belastung und komplex geformten Gebäuden.
Herausforderungen:
Materialkosten: Der Stückpreis von Stahl ist in der Regel höher als der von Beton (es müssen jedoch die Gesamteffizienz der Struktur und die Einsparungen bei der Bauzeit berücksichtigt werden).
Brandschutzanforderungen: Für den Brandschutz müssen zusätzliche Kosten investiert werden.
Anforderungen an den Korrosionsschutz: Korrosionsschutzbeschichtungen müssen regelmäßig gewartet werden.
Stabilitätsprobleme: Dünnwandige Komponenten neigen zur Instabilität, daher sollte bei der Konstruktion besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Lärm und Vibration: Unter bestimmten Belastungen (z. B. bei Fußgängerbrücken) können Lärmprobleme auftreten, und es ist eine Komfortkonstruktion erforderlich.
Hohe fachliche Anforderungen: In allen Aspekten der Konstruktion, Fertigung und Installation sind hochqualifizierte Fachkräfte und ein strenges Qualitätsmanagement erforderlich.
6. Klassische Beispiele
Gebäude: Eiffelturm (Paris, Frankreich), Empire State Building (New York, USA), Taipei 101 (Taiwan, China), CCTV-Hauptquartier (Peking, China), Shanghai Tower (Shanghai, China), Bird's Nest (Nationalstadion, Peking, China), Sydney Opera House (Sydney, Australien – Schalentragwerk).
Brücken: Golden Gate Bridge (San Francisco, USA – Hängebrücke), Hong Kong-Zhuhai-Macao-Brücke (China – Hauptstahlkonstruktion), Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge (China – Stahlfachwerkbogenbrücke), Millau-Viadukt (Frankreich – Brückenturm und Brückendeck-Stahlkonstruktion).
Industrie: Große Stahlwerksgebäude, Hauptgebäude/Kesselstahlrahmen von Wärmekraftwerken, große Lagertanks (Öltanks, LNG-Tanks), Offshore-Ölplattformen.
Stahlkonstruktionen sind aufgrund ihrer hervorragenden Materialeigenschaften, hohen strukturellen Effizienz, schnellen Baugeschwindigkeit und Umweltverträglichkeit zu einem unverzichtbaren und wichtigen Bestandteil moderner Ingenieurbauwerke geworden. Von Wolkenkratzern bis zu Brücken über das Meer, von großen Veranstaltungsorten bis hin zu Präzisionsfabriken – der Einsatz von Stahlkonstruktionen ist allgegenwärtig und erweitert ständig die Grenzen und Möglichkeiten der menschlichen Architektur. Erfolgreiche Stahlkonstruktionsprojekte basieren auf einem tiefen Verständnis der Materialeigenschaften, einer angemessenen Strukturauswahl, präzisen Entwurfsberechnungen (insbesondere Knoten und Stabilität), einer qualitativ hochwertigen Fertigung und einem ausgefeilten Installationsmanagement sowie einer strengen Kontrolle wichtiger Zusammenhänge wie Brandschutz und Korrosionsschutz. Mit der Entwicklung neuer Materialien, neuer Prozesse (wie der Einsatz von hochfestem Stahl, Roboterschweißen, der Erforschung des 3D-Drucks und der tiefgreifenden Anwendung von BIM) und fortschrittlicheren Designtheorien werden sich das Potenzial und die Ausdruckskraft von Stahlkonstruktionen weiter verbessern.
