Strutture con telaio in acciaio: design ad alta resistenza, leggeri e antisismici
Le strutture a telaio in acciaio si riferiscono a un sistema strutturale costituito principalmente da acciaio, collegato tramite metodi quali saldatura, bullonatura o rivettatura. Le strutture in acciaio sono ampiamente utilizzate in vari campi dell'ingegneria, tra cui edifici, ponti, impianti industriali, impianti energetici e torri. Grazie alla sua elevata resistenza, leggerezza e rapidità di costruzione, la struttura a telaio in acciaio è diventata una delle forme di costruzione più importanti nell'architettura moderna.
Caratteristiche
- Alta resistenza: L'acciaio ha un'elevata resistenza e, rispetto ad altri materiali come il cemento, le strutture in acciaio possono sopportare carichi maggiori.
- Peso leggero: Le strutture con telaio in acciaio sono relativamente leggere, il che riduce il carico sulle fondamenta nelle stesse condizioni.
- Buone prestazioni sismiche: L'acciaio ha un'eccellente tenacità e plasticità, che gli consentono di assorbire e dissipare l'energia sismica, garantendo una resistenza sismica superiore.
- Velocità di costruzione rapida:I componenti in acciaio possono essere prefabbricati in fabbrica e poi trasportati in cantiere per l'assemblaggio, riducendo notevolmente i tempi di costruzione.
- Rispettoso dell'ambiente e riciclabile: L'acciaio è un materiale riciclabile. Dopo che la struttura è stata smantellata, l'acciaio può essere riutilizzato, soddisfacendo i requisiti per uno sviluppo sostenibile.
- Design flessibile: Le strutture con telaio in acciaio possono facilmente adattarsi a progetti architettonici complessi e strutture di grandi dimensioni, come richiesto dal progetto.
Tecniche di costruzione
Lavorazione e fabbricazione di strutture in acciaio
- Preparazione del materiale:Il primo passo nella costruzione di una struttura in acciaio è la selezione dei materiali in acciaio appropriati, solitamente acciaio strutturale al carbonio, acciaio debolmente legato, ecc.
- Taglio e modellatura: I materiali in acciaio vengono tagliati, forati, smussati e lavorati secondo i disegni di progettazione.
- Saldatura: La qualità della saldatura nelle strutture in acciaio è fondamentale per la sicurezza del progetto. Prima della saldatura, sono richieste rigorose qualifiche di procedura di saldatura. I metodi di saldatura comuni includono la saldatura ad arco manuale, la saldatura con protezione di gas, ecc.
Assemblaggio di componenti in acciaio
- L'assemblaggio dei componenti in acciaio viene solitamente completato nell'officina di fabbricazione e poi trasportato al cantiere. Durante l'assemblaggio, è essenziale assicurarsi che le connessioni tra i componenti siano sicure. I metodi di connessione comuni includono saldatura, bullonatura e rivettatura.
- Durante il processo di assemblaggio, occorre prestare particolare attenzione alla verticalità, all'orizzontalità e ad altri requisiti di posizionamento dei componenti, utilizzando supporti temporanei e dispositivi di fissaggio per garantire la stabilità dei componenti durante l'installazione.
Trattamento anticorrosione e antincendio per strutture in acciaio
- Protezione dalla corrosione
L'acciaio esposto all'aria per lunghi periodi è soggetto a corrosione. Pertanto, durante la costruzione è necessario un trattamento superficiale come la sabbiatura e la rimozione della ruggine. I metodi comuni di protezione dalla corrosione includono l'applicazione di vernice antiruggine e la zincatura a caldo. - Protezione antincendio
Poiché l'acciaio perde la sua resistenza alle alte temperature, le strutture in acciaio devono essere sottoposte a trattamenti di protezione antincendio. Le comuni misure di protezione antincendio includono la spruzzatura di rivestimenti resistenti al fuoco e il rivestimento con pannelli ignifughi.
Ispezione e accettazione delle strutture in acciaio
- Dopo che la struttura del telaio in acciaio è completata, devono essere eseguite ispezioni rigorose e procedure di accettazione. Gli elementi di ispezione includono il controllo della qualità della saldatura, delle connessioni bullonate per la tenuta e della deformazione dei componenti. I metodi di ispezione comuni includono test a ultrasuoni, test radiografici e test con particelle magnetiche.
Attrezzature di produzione
Aree di applicazione
- Edifici industriali:Le strutture con telaio in acciaio sono ampiamente utilizzate negli edifici industriali di grandi dimensioni, come quelli dell'industria automobilistica, aerospaziale, metallurgica e chimica.
- Edifici alti: Grazie alla loro leggerezza e all'elevata resistenza, le strutture con telaio in acciaio sono particolarmente adatte per grattacieli, edifici commerciali, hotel e altre strutture di grandi dimensioni.
- Ponti e infrastrutture di trasporto:L'elevata resistenza dell'acciaio lo rende ideale per le strutture dei ponti, in particolare nei progetti che richiedono grandi campate.
- Impianti energetici: Le strutture con telaio in acciaio sono ampiamente utilizzate nel settore energetico, anche per le torri di trasmissione dell'energia elettrica e per le torri delle turbine eoliche.
- Altri edifici:Le strutture in acciaio sono comunemente utilizzate anche in edifici che richiedono grandi spazi e progetti speciali, come palazzetti dello sport, centri espositivi, aeroporti e centri congressi.
Casi
Fabbriche con struttura in acciaio a un piano
Fabbriche con struttura in acciaio a più piani
Fabbriche di strutture in acciaio non standard
Domande frequenti
Quali sono le componenti del costo delle strutture con telaio in acciaio?
Il costo delle strutture in acciaio include costi dei materiali, costi di fabbricazione, costi di trasporto, costi di installazione e costi di trattamento anticorrosione e antincendio. Anche la complessità del design, la scala del progetto e i requisiti di costruzione possono influire sul costo totale.
Qual è la durata di vita di una struttura con telaio in acciaio?
In genere, le strutture in acciaio durano 50 anni o più. Con una buona progettazione, materiali di qualità e una manutenzione regolare, la durata può essere estesa fino a circa 100 anni.
Come si effettua la manutenzione delle strutture con telaio in acciaio?
La manutenzione comprende l'ispezione regolare dei punti di collegamento, delle saldature, il trattamento anticorrosione (ad esempio la verniciatura di ritocco), la riparazione delle strutture danneggiate e il rinforzo quando necessario.
Perché il trattamento di protezione dalla corrosione e dal fuoco è importante per le strutture con telaio in acciaio?
I trattamenti anticorrosivi e antincendio impediscono all'acciaio di arrugginirsi e di perdere resistenza alle alte temperature, prolungandone così la durata e garantendo la sicurezza strutturale dell'edificio.
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