อาคารโครงสร้างเหล็กคืออะไร

อาคารโครงสร้างเหล็กเป็นระบบการก่อสร้างที่ส่วนประกอบเหล็ก (เช่น คาน เสา โครงถัก และแผ่น) เป็นโครงสร้างหลักที่รับน้ำหนัก โดยมีองค์ประกอบที่ไม่ใช่โครงสร้าง เช่น หลังคา พื้น และผนัง รองรับ อาคารโครงสร้างเหล็กใช้เหล็กที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น เหล็กรูปพรรณรีดร้อน H-sections, เหล็กขึ้นรูปเย็นผนังบาง) (热轧H型钢和冷弯薄壁型钢) เพื่อให้มีความทนทานและความยืดหยุ่นมากกว่าอาคารคอนกรีตแบบดั้งเดิม

• ความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบา:อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักของเหล็กช่วยให้มีช่วงที่กว้างขึ้นและอาคารที่สูงขึ้น ในขณะที่ลดภาระของฐานราก
• คุณสมบัติของวัสดุที่สม่ำเสมอ:เหล็กมีพฤติกรรมที่คาดการณ์ได้ภายใต้ความเครียด ทำให้เหมาะสำหรับการคำนวณทางวิศวกรรมที่แม่นยำ
• การผลิตสำเร็จรูป:ส่วนประกอบถูกผลิตขึ้นจากโรงงาน ทำให้สามารถประกอบติดตั้งในสถานที่ได้อย่างรวดเร็วและลดระยะเวลาการก่อสร้าง

โครงสร้างเหล็กแบ่งตามรูปแบบโครงสร้างและการใช้งาน:

• โครงสร้างเฟรม:ประกอบด้วยคานและเสาที่เชื่อมต่อกันอย่างแข็งแรงหรือผ่านสลักเกลียว เหมาะสำหรับอาคารหลายชั้น
• โครงถักและโครงสร้างอวกาศ:โครงสร้างน้ำหนักเบาโดยใช้หน่วยสามเหลี่ยมสำหรับช่วงขนาดใหญ่ (เช่น สนามกีฬา อาคารผู้โดยสารสนามบิน)
• โครงสร้างแขวนและสายเคเบิล (悬索与电缆):อาศัยสายเคเบิลเหล็กหรือแท่งเหล็กเพื่อรองรับ พบได้ในสะพานและสถานที่สำคัญ เช่น หลังคาแบบแขวน
• โครงสร้างเหล็กน้ำหนักเบา:ใช้เหล็กขึ้นรูปเย็นผนังบางสำหรับอาคารที่อยู่อาศัยหรืออาคารชั่วคราว
• ระบบไฮบริด:รวมเหล็กกับคอนกรีตหรือวัสดุอื่นๆ (เช่น พื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ

• อาคารอุตสาหกรรม:คลังสินค้าและโรงงานที่มีช่วงกว้าง
• เชิงพาณิชย์และที่อยู่อาศัย:อาคารสำนักงานสูง โรงแรม และบ้านแบบแยกส่วน ซึ่งมีรูปแบบที่ยืดหยุ่น
• โครงสร้างพื้นฐาน:สะพาน เสาส่ง และแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง
• สิ่งอำนวยความสะดวกสาธารณะ:สนามกีฬา ศูนย์นิทรรศการ และศูนย์กลางการขนส่ง

• ความรวดเร็วและประสิทธิภาพ:การผลิตสำเร็จรูปจากโรงงานช่วยลดแรงงานในสถานที่และการล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศ โดยใช้เวลาในการก่อสร้างเร็วกว่าคอนกรีต 30-50%ตัวอย่าง: อาคารเหล็ก 3 ชั้นสามารถสร้างได้ภายใน 20 วัน
• ความแข็งแรงและความปลอดภัย:ทนทานต่อแผ่นดินไหวได้สูงเนื่องจากความเหนียวของเหล็ก (เช่น รอดพ้นจากแผ่นดินไหวขนาด 9.0+ ในญี่ปุ่นและเม็กซิโก) ความสามารถในการรับน้ำหนักรองรับอุปกรณ์หนักหรือ "อุตสาหกรรม上楼" ในโรงงานสมัยใหม่
• ความยั่งยืน:รีไซเคิลได้ 100% ลดของเสีย ลดการปล่อย CO₂ ลง 15% เมื่อเทียบกับคอนกรีต การออกแบบที่ประหยัดพลังงานด้วยแผงฉนวน
• ความคุ้มค่า:ลดต้นทุนในระยะยาวจากการบำรุงรักษาที่ลดลงและ ROI ที่เร็วขึ้น โครงการล่าสุดแสดงให้เห็นว่าอาคารเหล็กมีค่าใช้จ่ายใกล้เคียงกับคอนกรีต
• ความยืดหยุ่นในการออกแบบ:รูปทรงที่ปรับแต่งได้และภายในที่เปิดโล่ง ดังที่เห็นในโครงสร้างที่เป็นสัญลักษณ์ เช่น Empire State Building โครงการที่ได้รับการรับรอง LEED เช่น China Baowu Research Center ผสมผสานเหล็กเข้ากับแผงโซลาร์เซลล์และระบบประหยัดพลังงาน