9 Punti Chiave Per La Progettazione E La Costruzione Di Strutture In Acciaio

9 Punti Chiave per la Progettazione e Costruzione di Edifici Industriali e Magazzini in Struttura d'Acciaio

Gli edifici industriali e i magazzini in struttura d'acciaio hanno ottenuto un ampio riconoscimento nei progetti di costruzione grazie alla loro rapida velocità di costruzione, leggerezza, eccellenti prestazioni sismiche e rispetto per l'ambiente. Stanno gradualmente sostituendo il cemento armato pesante nella progettazione di edifici industriali.

L'applicazione di fabbriche e magazzini in struttura d'acciaio è relativamente recente, con tecniche di progettazione e costruzione specifiche ancora in evoluzione. Sebbene gli impianti industriali in struttura d'acciaio offrano numerosi vantaggi, presentano anche limitazioni intrinseche dei materiali come la scarsa resistenza al fuoco e la suscettibilità alla corrosione. Questi fattori devono essere attentamente considerati durante tutto il processo di progettazione e costruzione.

I, Riepilogo dei Vantaggi degli Edifici Industriali e Magazzini in Struttura d'Acciaio

Come menzionato nell'abstract, i principali vantaggi degli edifici industriali e dei magazzini in struttura d'acciaio sono i seguenti:
Innanzitutto, in termini di velocità di costruzione: i componenti strutturali in acciaio possono essere prodotti in serie in fabbrica, caratterizzati da una costruzione semplice e un'installazione rapida, accorciando significativamente il ciclo di costruzione. In secondo luogo, per quanto riguarda il peso proprio: le strutture in acciaio riducono la massa strutturale dell'edificio di circa il 30%. Ciò offre un'economia complessiva superiore rispetto ai sistemi in cemento armato, in particolare nelle aree con bassa capacità portante del terreno o elevata intensità sismica. Infine, da una prospettiva ambientale: le strutture in acciaio rappresentano un sistema edilizio ecologico e verde. L'acciaio stesso è un materiale ad alta resistenza e ad alte prestazioni con un significativo valore di riciclabilità ed elimina la necessità di casseforme.

II, L'Importanza della Progettazione dei Disegni per Edifici Industriali e Magazzini in Struttura d'Acciaio

Indipendentemente dal tipo di progetto, i disegni servono come base per la costruzione. Durante la fase di progettazione di edifici industriali e magazzini in struttura d'acciaio, il personale tecnico specializzato dell'unità di costruzione deve essere organizzato per condurre una revisione congiunta dei disegni. Questa revisione dovrebbe identificare eventuali errori, omissioni, conflitti o carenze nei disegni di costruzione, cercando di risolvere i problemi prima dell'inizio della costruzione. Ciò minimizza l'impatto dei problemi relativi ai disegni sulla qualità e sulla tempistica del progetto. I progetti di struttura in acciaio richiedono progetti di organizzazione di costruzione separati per le fasi di fabbricazione e installazione. La sezione del processo di fabbricazione deve dettagliare gli standard di qualità e i requisiti tecnici per ogni processo e sottovoce durante la fabbricazione, insieme a misure specifiche stabilite per garantire la qualità del prodotto.

III, Principi di Progettazione per Sistemi di Supporto in Officine e Magazzini in Struttura d'Acciaio

Per garantire la funzionalità spaziale di officine e magazzini in struttura d'acciaio, migliorarne la rigidità complessiva, resistere e trasmettere forze longitudinali orizzontali, prevenire deformazioni eccessive degli elementi, evitare l'instabilità per inflessione degli elementi compressi e garantire la stabilità strutturale, un sistema di supporto affidabile deve essere disposto in base al tipo di struttura dell'officina, alla disposizione delle gru a ponte, alle apparecchiature vibranti, alla campata, all'altezza e alla lunghezza delle zone di temperatura. Ogni zona di temperatura all'interno dell'edificio dovrebbe presentare un sistema di controventatura inter-colonna stabile, coordinato con la disposizione dei controventi del tetto trasversali. La posizione dei controventi inferiori delle colonne determina in modo significativo la direzione della deformazione strutturale longitudinale e influenza l'entità delle sollecitazioni termiche. Tali controventature dovrebbero essere posizionate il più centralmente possibile all'interno di ciascuna zona di temperatura, consentendo ai componenti longitudinali come le travi di gru di espandersi e contrarsi liberamente verso entrambe le estremità della zona in risposta ai cambiamenti di temperatura. Quando la lunghezza della zona di temperatura è breve, un singolo supporto inferiore della colonna è tipicamente posizionato a metà strada. Tuttavia, per zone superiori a 150 metri di lunghezza, dovrebbero essere installati due supporti inferiori delle colonne all'interno della zona per garantire la rigidità strutturale longitudinale. Questi supporti dovrebbero essere posizionati all'interno del terzo centrale della zona di temperatura. Per prevenire sollecitazioni termiche eccessive, la distanza tra i centri dei due supporti non dovrebbe superare i 72 metri.

IV, Considerazioni Chiave per la Progettazione Sismica di Edifici Industriali e Magazzini in Struttura d'Acciaio

Quando si esegue la progettazione sismica per edifici industriali e magazzini in acciaio, si dovrebbe notare quanto segue: Innanzitutto, in termini di disposizione generale, la massa e la rigidezza della struttura dell'edificio dovrebbero essere distribuite uniformemente per garantire un carico bilanciato e una deformazione coordinata. Ciò minimizza gli effetti negativi sulle prestazioni sismiche causati da una rigidezza strutturale non uniforme. Per le strutture laterali negli edifici e nei magazzini, si raccomandano telai rigidi o strutture con un certo grado di connessione tra capriate del tetto e colonne. Questo approccio sfrutta appieno le proprietà portanti delle strutture in acciaio riducendo la deformazione strutturale laterale. In secondo luogo, il cedimento nelle strutture in acciaio di solito non deriva da un'insufficiente resistenza degli elementi, ma dall'instabilità per inflessione degli elementi. Pertanto, la disposizione razionale dei sistemi di controventatura per garantire la stabilità strutturale complessiva è particolarmente critica per le strutture in acciaio. Infine, esistono effetti di fatica a bassa ciclicità sotto carico sismico, e il loro impatto su edifici e magazzini deve essere considerato durante la progettazione. I punti di connessione strutturale dovrebbero essere progettati per prevenire il cedimento dei nodi prima della snervamento a sezione piena degli elementi strutturali. Ciò consente agli elementi strutturali di entrare in deformazione plastica, assorbendo completamente l'energia sismica e massimizzando la loro capacità di resistenza sismica.

V, L'Importanza della Progettazione Termica negli Edifici Industriali e Magazzini in Struttura d'Acciaio

Gli edifici industriali e i magazzini in struttura d'acciaio presentano una scarsa resistenza al fuoco. Quando l'acciaio viene riscaldato oltre i 100°C, la sua resistenza alla trazione diminuisce mentre la plasticità aumenta all'aumentare della temperatura. A circa 250°C, la resistenza alla trazione migliora leggermente ma la plasticità diminuisce, portando alla fragilità blu. Oltre i 250°C, l'acciaio presenta un comportamento di creep. A 500°C, la resistenza dell'acciaio scende a livelli critici bassi, causando il collasso strutturale. Pertanto, quando le temperature superficiali superano i 150°C, sono obbligatorie misure di isolamento termico e di protezione antincendio (tipicamente applicate tramite rivestimenti resistenti al calore).

La costruzione di impianti industriali e magazzini con telaio in acciaio comporta numerose sfide complesse. Qui ci concentriamo sull'analisi di diversi problemi particolarmente evidenti.

VI, Analisi dei Problemi di Installazione dei Bulloni di Ancoraggio Durante la Costruzione

L'integrità dei bulloni di ancoraggio è fondamentale per la stabilità degli impianti industriali e degli edifici di magazzino in struttura d'acciaio. La precisione dei bulloni di ancoraggio influisce direttamente sul posizionamento delle strutture in acciaio, richiedendo una rigorosa aderenza all'accuratezza di installazione:
- Spostamento dell'asse: ±2,0 mm
- Elevazione: ±5,0 mm

Prima di installare i bulloni di ancoraggio delle colonne, proiettare ogni linea d'asse dalla rete di controllo del piano sulla superficie della fondazione della colonna, garantendo la chiusura completa per garantire l'accuratezza dell'installazione dei bulloni. Successivamente, segnare i bordi esterni delle colonne in base alle linee d'asse. Una volta eretto l'impalcatura per l'installazione dei bulloni di ancoraggio delle colonne in acciaio, trasferire i punti di elevazione richiesti sull'impalcatura del tubo d'acciaio.

VII, Riepilogo delle Precauzioni Durante le Operazioni di Sollevamento di Strutture in Acciaio

Le precauzioni specifiche includono: Innanzitutto, segnare le croci sulla piastra di base della colonna e le linee centrali dei bulloni di ancoraggio. Pulire accuratamente i fori di taglio alla base della colonna. Dopo aver posizionato la colonna in acciaio, regolare l'elevazione e serrare i dadi. In secondo luogo, dopo aver completato l'erezione delle colonne in un'area, installare le barre di tiraggio per garantire la stabilità complessiva delle colonne e prevenire deformazioni durante il sollevamento delle travi. Infine, sollevare le travi in acciaio, allineando due coppie a mezz'aria ed eseguendo un serraggio iniziale dei bulloni ad alta resistenza. Fissare la prima trave con quattro tiranti per prevenire l'inclinazione laterale.

VIII, Analisi delle Sfide di Installazione dei Sistemi di Travi di Gru

Durante la costruzione di officine in struttura d'acciaio, le travi di gru devono essere installate rigorosamente secondo le specifiche, partendo dalle campate supportate dalle colonne. Una volta installati e collegati i supporti delle colonne, questi formano un'unità rigida spaziale relativamente stabile. L'installazione da questo punto garantisce la sicurezza e assicura che l'installazione delle travi di gru non influenzi la verticalità delle colonne. Durante l'installazione, devono essere posizionati spessori sotto la flangia inferiore delle travi di gru con significative deviazioni della sezione terminale. Questi spessori devono essere saldati in posizione dopo che l'intero sistema di travi di gru è stato regolato. Deve essere ottenuto un centraggio preciso utilizzando linee di allineamento pre-marcate. I collegamenti del sistema frenante devono essere effettuati formalmente solo dopo che le travi di gru sono state regolate e fissate. Quando si collega la piastra del freno alla trave della gru tramite bulloni ad alta resistenza e la si salda alla travata ausiliaria, evitare la saldatura continua che potrebbe influire sui bulloni ad alta resistenza collegando prima la piastra del freno alla trave della gru con bulloni ad alta resistenza ed eseguendo un serraggio iniziale. Quindi regolare la travata ausiliaria, saldarla a punti alla piastra del freno e infine serrare completamente i bulloni ad alta resistenza. Completare la saldatura tra la piastra del freno e la travata ausiliaria in seguito. Sia il serraggio dei bulloni ad alta resistenza che la saldatura della piastra del freno devono seguire una procedura che inizia dal centro di ogni piastra e procede verso l'esterno per minimizzare le sollecitazioni interne all'interno delle piastre.

IX, Stoccaggio dei Componenti di Struttura in Acciaio

Per facilitare l'installazione, i componenti di struttura in acciaio devono essere stoccati in modo appropriato all'arrivo in cantiere. Il principio è il seguente: i componenti urgentemente richiesti per l'installazione in cantiere devono essere posizionati direttamente nel luogo di installazione. I componenti da sollevare per primi secondo la sequenza di sollevamento devono essere impilati sopra, mentre quelli da sollevare successivamente devono essere posizionati sotto. I componenti che non richiedono un sollevamento immediato devono essere temporaneamente stoccati fuori sede. Durante l'impilamento, colonne e travi devono essere separate e categorizzate per asse. L'area di stoccaggio deve essere gestita da personale designato, con inventario condotto secondo i requisiti di fornitura e le liste di consegna, e la documentazione archiviata. Durante l'impilamento dei componenti, i membri a forma di H devono essere stoccati in posizione verticale e non sdraiati. Ogni componente deve essere supportato da non meno di due punti di contatto. Le posizioni di supporto dovrebbero idealmente trovarsi a un settimo della campata dalle estremità del componente. L'impilamento non dovrebbe superare i tre strati, con blocchi di legno utilizzati per stratificare e livellare correttamente la pila. I punti di supporto devono essere allineati verticalmente.