현대 건축 영역에서 강철 구조물은 급격한 고층 빌딩 및 광대 한 공항에서 기능성 창고 및 우아한 다리에 이르기까지 건축 환경의 중추를 형성합니다. 강철의 다양성, 강도 및 적응성은 엔지니어와 건축가에게 비교할 수없는 재료입니다. 주어진 프로젝트에 가장 적합하고 효율적인 시스템을 선택하는 데 기본 유형의 강철 구조를 이해하는 것이 중요합니다.
1. 스틸 프레임 구조
설명:
강철 프레임 구조 아마도 가장 일반적이고 인식 가능한 유형 일 것입니다. 이 시스템은 수직 스틸 컬럼 및 수평 I- 빔 또는 트러스의 골격 프레임 워크를 사용하여 엄격하게 연결되어 안정적인 하중 부유 구조를 형성합니다. 프레임은 모든 중력 하중 (예 : 바닥, 지붕) 및 측면 하중 (예 : 바람, 지진)을 지원합니다. 건물의 벽과 클래딩은 비 구조적이며 프레임의 외부에 부착됩니다.
응용 프로그램 :
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고층 건물 : 강철의 강도 대 중량 비율은 덜 거대한 기초를 가진 키가 큰 건물을 허용합니다.
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상업 및 사무실 건물 : 유연한 평면도를위한 대형 열이없는 내부 공간을 가능하게합니다.
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산업 건물 : 중장비 및 오버 헤드 크레인을 지원합니다.
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주거용 건물 : 현대식 조립식 및 모듈 식 주택 건설에서 점차 인기가 있습니다.
2. 스틸 트러스 구조
설명:
트러스는 관절에 연결된 직선 멤버의 삼각형 프레임 워크입니다. 이 디자인은 본질적으로 효율적이며, 부하가 주로 축 방향 장력 또는 압축력으로 부하를 전달하여 굽힘 모멘트를 최소화하기 때문입니다. 이를 통해 트러스는 최소한의 재료로 매우 장거리에 걸쳐있을 수 있으므로 매우 가볍고 강합니다. 트러스는 일반적으로 지붕, 다리 및 탑에 사용됩니다.
응용 프로그램 :
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지붕 시스템 : 항공기 격납고, 스포츠 경기장 및 창고와 같은 대형 건물의 경우.
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교량 : 철도 및 도로 다리는 종종 주요지지 요소에 스틸 트러스 디자인을 사용합니다.
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변속기 타워 및 통신 타워 : 경량 및 고강도 속성은 이러한 응용 프로그램에 이상적입니다.
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산업 구조 : 컨베이어 및 기타 장비의지지 구조로 사용됩니다.
3. 스틸 그리드 구조
설명:
공간 프레임 또는 격자 구조라고도하는 그리드 구조는 기하학적 패턴으로 배열 된 상호 연결된 멤버로 구성된 3 차원 프레임 워크입니다. 이들은 두 방향으로 두 개로 넓게 스패을 수있는 크고 강력한 플레이트 역할을하여 여러 노드와 멤버에 따라 하중을 분배합니다. 이로 인해 최소한의 내부 지원으로 거대한 영역을 커버 할 수있는 매우 가벼운 시스템이 발생합니다.
응용 프로그램 :
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대형 지붕 : 기둥이없는 공간이 원하는 컨벤션 센터, 공항 터미널, 강당 및 아트리움에 이상적입니다.
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돔 : 플라네타륨 및 스포츠 돔과 같은 상징적 인 구조에 사용됩니다.
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캐노피와 파사드 : 구조적 무결성과 미적으로 유쾌한 기하학적 외관을 제공합니다.
4. 스틸 아치 구조
설명:
아치 구조는 곡선 디자인을 사용하여 주로 압축을 통해 하중을 지원합니다. 아치의 고유 지오메트리는 하중을 외부에서 양쪽 끝에 있거나 지대치로 전달합니다. 강철 아치는 단단한 갈비 또는 트러스 아치 (아치 및 트러스 원리의 조합)로 구성 될 수 있습니다. 그들은 큰 범위에서 대규모 하중을 지원하는 데 매우 효율적입니다.
응용 프로그램 :
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다리 : 강철 아치 다리는 강도와 미적 매력으로 유명하며, 종종 넓은 계곡이나 강을 건너는 데 사용됩니다.
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지붕 시스템 : 기차역, 경기장 및 항공기 격납고와 같은 건물의 경우 크고 명확한 스팬이 필요한 경우.
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입구와 기념물 : 극적인 시각적 영향과 구조적 우아함에 자주 사용됩니다.
비교 분석
| 특징 | 프레임 구조 | 트러스 구조 | 그리드 구조 | 아치 구조 |
|---|---|---|---|---|
| 1 차 하중 메커니즘 | 빔과 기둥의 굽힘 순간 | 회원의 축 긴장 및 압축 | 3D 네트워크의 축 방향 | 주로 아치를 따라 압축 |
| 스팬 기능 | 보통에서 큰 | 매우 큽니다 | 매우 큽니다 | 매우 큽니다 |
| 재료 효율성 | 좋은 | 훌륭한 | 훌륭한 | 훌륭한 |
| 건축 속도 | FAST (ESP. 조립식으로) | 빠른 (조립식 구성 요소) | 보통 ~ 빠른 (모듈 식) | 보통 (복잡한 허위 작업이 자주 필요합니다) |
| 일반적인 응용 프로그램 | 건물, 고층 빌딩 | 지붕, 다리, 탑 | 대형 지붕, 돔 | 다리, 큰 지붕, 기념비 |
| 미적 유연성 | 높음 (은폐 또는 표현 될 수 있음) | 산업, 기능 | 현대적이고 기하학적 | 극적이고 상징적입니다 |
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q : 강철 구조물 사용의 주요 장점은 무엇입니까?
A : 주요 장점으로는 높은 강도와 내구성, 유리한 강도 대 무게 비율, 조립식으로 인한 건축 속도, 설계 유연성 및 강철이 100% 재활용 가능하다는 사실이 포함됩니다.
Q : 강철 구조물은 어떻게 화재로부터 보호됩니까?
A : 강철은 비 투기성이지만 강도는 고온에서 감소합니다. 일반적인 보호 방법에는 강철 부재를 단열하기 위해 가열 될 때 확장되는 소방 보드 또는 스프레이 (경골 코팅)가 포함됩니다.
Q : 강철 구조물은 부식에 취약합니까?
A : 그렇습니다. 수분과 산소에 노출되면 강철이 녹을 수 있습니다. 부식 방지는 필수적이며 일반적으로 페인팅, 아연 도금 (아연 코팅 적용)을 통해 달성되거나 보호 강철 녹청을 형성하는 풍화강을 사용하여 달성됩니다.
Q : 트러스와 우주 프레임의 차이점은 무엇입니까?
A : 트러스는 본질적으로 2 차원 평면 구조이며, 우주 프레임은 여러 방향으로 하중을 전달할 수있는 3 차원 구조입니다. 공간 프레임은 공간에서 서로 연결된 다중 트러스로 생각할 수 있습니다.
Q : 철강 구조 구조에서 지속 가능성은 어떻게 해결됩니까?
A : 강철은 세계에서 가장 재활용 된 재료입니다. 현대식 강철 구조는 분해 및 재사용을 위해 설계되었으며, 제조 공정은 오프 컷이 재활용되므로 폐기물이 거의 발생하지 않습니다. 강철의 가벼운 특성은 또한 기초 크기와 운송 에너지를 줄입니다.
결론적으로, IT 프레임, 트러스, 그리드 또는 아치의 특정 유형의 강철 구조를 선택하는 것은 스팬 요구 사항, 기능 요구, 건축 비전 및 경제적 고려 사항에 의해 주도되는 기본 결정입니다. 각 시스템은 엔지니어가 안전하고 효율적이며 지속적인 구조물을 만들기 위해 활용하는 고유 한 속성 세트를 제공합니다.
