Verschillende spanstructuur

Portaalframes, in het Chinees bekend als "门式刚架", zijn een veelzijdig (多功能的) structureel systeem dat veel wordt gebruikt in industriële, commerciële en agrarische gebouwen. Deze frames bestaan uit kolommen en balken die stijf met elkaar verbonden zijn om een "portaal" vorm te creëren, wat efficiënte draagkracht en flexibiliteit in het ontwerp biedt. Hieronder volgt een gedetailleerde opsomming (详细分类) van hun structurele vormen.

De eenvoudigste vorm, met een enkele overspanning met twee kolommen en een balk. Het is ideaal voor kleine tot middelgrote gebouwen zoals garages, werkplaatsen en opslagfaciliteiten. Het dak kan worden ontworpen als enkelvoudig nok enkelvoudig hellend (één helling) of enkelvoudig nok dubbel hellend (twee hellingen die samenkomen bij een centrale nok), afhankelijk van de afwateringseisen. Deze vorm is kosteneffectief en eenvoudig te construeren, met overspanningen die typisch variëren van 9m tot 36m.

Bestaande uit meerdere aangrenzende enkelvoudige frames, is deze vorm geschikt voor grootschalige toepassingen zoals supermarkten, magazijnen en vliegtuighangars. De middelste kolommen kunnen worden ontworpen met scharnierende verbindingen om de horizontale stuwkracht op de funderingen te verminderen, terwijl het dak een meervoudige nok meervoudige helling configuratie kan aannemen voor complexe lay-outs. Meervoudige frames maken overspanningen tot 72m mogelijk in moderne ontwerpen.

Ontworpen om bovenloopkranen te ondersteunen, deze vorm bevat kraanbalken die aan de kolom zijn bevestigd. Het wordt vaak gebruikt in fabrieken en logistieke centra. Belangrijke overwegingen zijn onder meer verhoogde kolomstijfheid om dynamische belastingen te weerstaan en naleving van kraanveiligheidsnormen (bijv. AISC of EN 1993-1-1)

Integreert een tussenverdieping (mezzanine) voor extra werkplek of opslag. De mezzanine kan worden ondersteund door secundaire balken of vrijstaande kolommen (独立柱), en het ontwerp ervan moet rekening houden met de levende belasting (活荷载) en toegangsvereisten. Deze vorm is populair in multifunctionele faciliteiten.

Een portaalframe met uitkragende dakranden heeft uitstekende balken (1m-3m) die voorbij de kolommen uitsteken om gevormde of weerbestendige gebieden te creëren, zoals loopbruggen, laadzones of esthetische overstekken. Dit ontwerp verbetert de functionaliteit door beschutting te bieden en tegelijkertijd de structurele integriteit te behouden. (完整性)

• Materiaalselectie: Lichtgewicht staal (bijv. H-vormige sectie) is standaard voor kosten en efficiëntie, terwijl beton of composietmaterialen kunnen worden gebruikt voor brandwerendheid.
• Verstevigingssysteem: Diagonale verstevigingen (bijv. kruisversteviging, k-versteviging) en diagonale verstevigingen zorgen voor laterale stabiliteit tegen wind en aardbevingen.
• Verbindingsdetails: Stijve verbindingen (las- en boutverbindingen 焊接和螺栓) dragen buigende momenten over, terwijl scharnieren (铰链接头) de funderingsbelastingen verminderen
• Omhullingssysteem: Gegolfde metalen platen, sandwichpanelen of glazen vliesgevels worden vaak gebruikt voor bekleding, met gordingen en girts die de belasting ondersteunen.