Karaniwang mga sistemang estruktural na bakal sa konstruksyon ng mga matataas na gusali

Ang mga sistemang bakal na estruktural ay may mahalagang papel sa konstruksyon ng mga matataas na gusali. Ang pagpili ng angkop na sistemang bakal na estruktural ay mahalaga para sa pagtitiyak ng kaligtasan at pagganap ng mga mataas na estruktura. Ang klasipikasyon ng mga sistemang bakal na estruktural sa mga matataas na gusali ay sumasaklaw sa iba't ibang mga opsyon, bawat isa ay may sarili nitong mga bentahe at pagsasaalang-alang. Susuriin ng artikulong ito ang klasipikasyon ng mga sistemang bakal na estruktural na karaniwang ginagamit sa mga matataas na gusali.

1. Isang pangkalahatang-ideya ng mga estrukturang bakal at mga matataas na gusali

Mga estrukturang bakal:

Mga estrukturang bakal ay isang uri ng gusali na gumagamit ng bakal bilang pangunahing materyal para sa suporta at pag-frame. Ang mga gusaling bakal ay naging mas at mas popular dahil sa maraming mga bentahe tulad ng lakas, tibay, kakayahang umangkop, at iba pa.

Una sa lahat, ang mga estrukturang bakal ay matibay at matatag, kaya angkop ang mga ito para sa mga konstruksyon na nangangailangan ng malalaking espasyo tulad ng mga bodega, pabrika, at iba pa. Bukod dito, ang kanilang kakayahang labanan ang apoy, puwersang seismiko, atbp. ay nangangahulugang maaari silang magbigay ng mataas na antas ng kaligtasan at seguridad. Ang materyal na bakal ay mayroon ding kakayahang umangkop, na ginagawang madali itong mahubog sa mga configuration na nakakatugon sa mga demand ng mga may-ari ng gusali.  

Mga matataas na gusali:

Ang mga matataas na gusali ay nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang makabuluhang taas at maraming palapag. Ang konstruksyon ng mga matataas na gusali ay nagpasimula ng rebolusyon sa urban development, na nagpapahintulot sa mga lungsod na tumanggap ng lumalaking populasyon habang pinalalaki ang paggamit ng lupa. Dahil hindi praktikal na bumuo ng isang functional na gusali gamit lamang ang bakal o kongkreto, ang mga matataas na gusali ay kadalasang nak klasipikado bilang mga pinagsamang estruktura.

2. Klasipikasyon ng mga sistemang bakal na estruktural sa mga matataas na gusali

Narito ang klasipikasyon ng mga sistemang bakal na estruktural na karaniwang ginagamit sa mga matataas na gusali:

2.1 Mga sistemang matibay na frame

Ang mga sistemang matibay na frame ay karaniwang ginagamit sa parehong konstruksiyon ng bakal at nakaligtas na kongkreto upang labanan ang mga vertical at lateral na karga. Matagal nang kinilala ang mga sistemang ito bilang epektibo para sa disenyo ng gusali. Sa matibay na pag-frame, lalo na sa moment framing, ang mga koneksyon sa pagitan ng mga beam at column ay dinisenyo upang maging napakalakas at matibay. Mahalaga ito dahil ang mga koneksyong ito ang responsable para sa pagpapanatili ng orihinal na anggulo sa pagitan ng mga nakaka-intersect na bahagi. Ang mga anggulo kung saan nagtatagpo ang mga beam at column ay mananatiling nakatakda at hindi nagbabago, kahit na sa ilalim ng impluwensiya ng mga panlabas na karga at puwersa. 

Sa mga gusaling nakaligtas na kongkreto, ang likas na katatagan ng mga joist ay ginagawang perpektong pagpipilian ang matibay na pag-frame. Sa mga gusaling bakal, ang mga joint ay binago upang mapagbuti ang katatagan at matiyak ang sapat na pagiging matatag sa mga koneksyon.

2.2 Mga sistemang frame na may braces at may shear walls

Ang mga sistemang frame na may braces ay gumagamit ng mga diagonal na bracing element upang labanan ang lateral na karga. Ang mga bracing na ito ay maaaring gawa sa bakal o nakaligtas na kongkreto at maingat na inilalagay sa loob ng frame ng gusali upang magbigay ng katatagan. Ang mga sistemang may shear wall, sa kabilang banda, ay may kasamang mga patayong pader na tinatawag na shear walls na lumalaban sa mga lateral na puwersa. Ang parehong mga sistema ay epektibo sa pag- mitigate ng mga lateral na karga, tulad ng hangin at mga puwersang seismiko, at malawakang ginagamit sa disenyo ng mga matataas na gusali. 

2.3 Mga sistemang outrigger

Ang mga sistemang outrigger ay gumagamit ng mga horizontal trusses o pader, na kilala bilang outrigger, na nag-uugnay sa core ng gusali sa perimeter na estruktura. Ang mga outrigger na ito ay nagbibigay ng karagdagang katatagan at ipinapamahagi ang lateral na puwersa nang pantay-pantay sa buong gusali, pinapabuti ang kabuuang katatagan nito. Ang mga sistemang outrigger ay karaniwang ginagamit sa mga matataas na gusali na may central core at partikular na epektibo sa pagbawas ng pagyanig at pagpapabuti ng pagganap ng estruktura.

2.4 Mga sistemang framed-tube

Ang mga sistemang framed-tube, na angkop para sa bakal, nakaligtas na kongkreto, at pinagsamang konstruksiyon, ay nag-aalok ng lohikal na pag-unlad mula sa mga karaniwang frameng estruktura. Ang mga sistemang ito ay nagsisilbing alternatibo sa mga sistemang braced frame at shear-walled frame, na nagiging hindi gaanong epektibo sa napakataas na gusali.

Ang mga sistemang framed-tube ay binubuo ng isang grid ng mga malapit na spaced na column na magkakaugnay sa pamamagitan ng mga beam, na bumubuo ng isang matibay na tube-like na estruktura. Ang sistemang ito ay epektibong lumalaban sa lateral na karga sa pamamagitan ng pantay na pamamahagi sa loob ng tube, na binabawasan ang pangangailangan para sa karagdagang mga elementong bracing. Ang mga sistemang framed-tube ay nagbibigay ng mahusay na katatagan, nagpapahusay sa arkitektural na kakayahang umangkop, at madalas na ginagamit sa mga matataas na gusali.

2.5 Mga sistemang braced-tube

Ang mga sistemang braced-tube ay maaaring gamitin sa iba't ibang mga pamamaraan ng konstruksiyon, kabilang ang bakal, nakaligtas na kongkreto, at mga pinagsamang estruktura. Ang mga sistemang ito ay may kasamang mga diagonal na bracing na idinadagdag sa panlabas ng tube-like na istruktura, na pinapabuti ang katatagan at kahusayan nito. Ang ganitong uri ng sistema, na kilala rin bilang trussed tube o panlabas na diagonal-tube system, ay angkop para sa mas matataas na gusali dahil pinapayagan silang maging mas mataas at may mas malawak na pagitan sa pagitan ng mga column. 

Nag-aalok ang sistemang braced-tube ng epektibong solusyon sa pamamagitan ng paggamit ng isang minimal na bilang ng mga diagonals sa bawat mukha ng tube, na nag-intersect sa parehong punto tulad ng mga corner column. Ang mga sistemang braced-tube ay nagtitiyak na ang mga perimeter column ay nagtutulungan upang magdala ng parehong vertical at pahalang na mga karga. Bilang resulta, pinapabuti nito ang katatagan at kahusayan ng estruktura, na nagpapahintulot para sa mas mataas na taas at mas malawak na spacing sa pagitan ng mga column. 

2.6 Mga sistemang bundled-tube

Ang mga sistemang bundled-tube ay angkop para sa bakal, nakaligtas na kongkreto, at pinagsamang konstruksiyon. Kapag ang isang solong framed tube ay hindi sapat sa mga tuntunin ng kahusayan ng estruktura dahil sa mga tumataas na sukat sa parehong taas at lapad, ang sistemang bundled tube ay pinipili. Ang sistemang ito ay binubuo ng maraming magkakaugnay na tube o core na nagtutulungan upang labanan ang lateral na puwersa. 

Ang mga indibidwal na tube o core ay dinisenyo upang ibahagi ang lateral na karga, pinapahusay ang kabuuang lakas at katatagan ng estruktura. Ang mga sistemang bundled-tube ay nag-aalok ng arkitekturang kakayahang umangkop, at kahusayan sa estruktura, at madalas na ginagamit sa mga supertall na gusali.

Nasa itaas ang ilang karaniwang sistemang bakal na estruktural sa konstruksyon ng mga matataas na gusali. Umaasa akong nakapagbigay ang artikulong ito ng kapaki-pakinabang na impormasyon. Bisitahin ang BMB Steel’s website upang magbasa pa tungkol sa mga pre-engineered na gusaling bakal at mga estrukturang bakal. Maaari mo rin kaming kontakin para sa design consulting at mga serbisyo ng produksyon ng bakal.