Зашто инжењери треба да воле челичне конструкције за зграде великих распона

Непревредљив однос чврстоће и тежине за ефикасан дизајн великих растојања

Омогућавање интерьера без колона и са јасним распоном до 100+ метара

Предност чврстоће према тежини челика омогућава инжењерима да изграде заиста велике отворене просторе ширине преко 100 метара без потребе за тим досадним опорном колоном између њих. То чини сву разлику за места као што су ангари авиона, велике конференционе сале и спортски стадиони где је отворено подножје апсолутно неопходно за операције. Када упоређујемо челик са армадним бетоном, постоји прилично јаз. Бетон нема исту чврстоћу на исте траге, обично око 2 до 5 МПа, што значи да му требају много веће секције да би се одржао. Ови већи секције додају додатну тежину згради, понекад повећавајући мртво оптерећење чак и за 150%. Структурни челик са друге стране има много боље својства натезања у распону од 400 до преко 2000 МПа. Ово даје челичним конструкцијама већу крутост и мање савијања када су изложени истим условима оптерећења одређеним у стандардима АСЦЕ 7.

Челик против бетона: квантитативна анализа за распоне < 60 метара (касе оптерећења у складу са ASCE 7 стандардом)

Према стандардима ASCE 7 за пројектовање за распоне веће од 60 метара, челик доследно надмашава бетон по ефикасности, конструктивности и усаглашености:

Пошто бетон најбоље функционише када је стиснут, потребан му је много тежи подухват. То повећава укупну тежину зграда и чини пословнијим испуњавање захтева за земљотрес, ветар и снежни оптерећење. С друге стране, челик има бољу чврстоћу у односу на своју тежину. То значи да зграде могу имати трајање од 30 до 50 посто дуже без додатне подршке када се суочавају са сличним временским условима. Ови бројеви долазе из AISC Steel Construction Manual и заправо се довољно често користе у пројектима где су потребни дуги просек као што су мостови и велике комерцијалне зграде.

Синергија трошкова: како смањење потреба за темељима, скелема и привременом подршком надокнађује трошкове материјала

Челик може коштати више по тони у поређењу са другим материјалима, али оно што чини вредно разматрања је колико се новца уштеди током целог циклуса живота пројекта. За велике конструкције које се протежу на велике удаљености, обично видимо смањење укупних трошкова од 15 до 25 одсто када користимо челик уместо алтернатива. Лака тежина значи да темељи не требају дубоко копање или толико бетона - понекад смањујући ове захтеве за око 30 до 40 посто. Плус, пошто се већина челичних делова производи на локацији, мање је потребно скеле за време инсталације. Створилачке екипе могу да се брже сакупе, што обично скраћује временске редове између четири и осам недеља. Ово је заиста важно за пројекте дужине више од педесет метара јер традиционалне методе бетона захтевају скупе привремене подршке током монтаже плоча. Према подацима које су прикупиле организације као што је Амерички институт за гвожђе и челик, овакве штедње се добро спајају у више области, укључујући темељне радове, трошкове радног труда и опште управљање изградњом, док се у исто време одржава добар структурни интегритет.

Флексибилност дизајна и архитектонска слобода са челичним конструкцијом

Челик омогућава архитектонску слободу без преседана, омогућавајући широке закривљене крове, кантилевере дужине преко 30 метара и асиметричне облике великих распона који остају структурно здрави и изградиви. Његов висок однос чврстоће према тежини елиминише унутрашње колоне, стварајући прилагодљиве просторе без колона ширине преко 100 метараидеални за просторе који захтевају функционалну реконфигурацију током времена.

Реализација сложених геометрија: закривљени кровови, дуги кантилевери и асиметрични облици великих распона

Флексибилност и стабилне димензије челика омогућавају стварање сложених закривљених и неправилних облика који једноставно не би радили са нечим крутим као што је бетон. Челик се може формирати у све врсте занимљивих органских облика и структура које изгледа да се супротстављају нормалним грађевинским ограничењима. Када инжењери оптимизују челичне системе за кретање, они могу да натерају да се те кревеће извуку три пута даље од њихове опорног основа, што смањује захтеве за темеље за око 40 посто у поређењу са другим методама изградње. Видели смо како се то примењује на главним местима широм земље. Погледајте нови спортски стадион у центру града или proširenje терминала аеродрома прошле године. Ове зграде могу да се носе са великим оптерећењима, а истовремено и да задржавају свој запањујући изглед због тога што се челик контролисано савија и распоређује тежину.

Интегрисана компатибилност система: MEP рутинга, модуларног облога и пасивних карактеристика одрживости

Челични оквири који су префабриковани добро функционишу са механичким, електричним и водоводним системима. Уместо да се жице и цеви путе свуда, они се могу сакрити унутар структурних шупљина самог челичног оквира. То чини инсталацију бржем за извођаче радња, а зграда изгледа уредно и професионално. За спољашњост, модуларни панели за обложење једноставно се прикључују на челични оквир испод. То значи да се зграде могу много брже обнављати од традиционалних метода, а такође оставља простор за модификације ако је потребно. Штавише, пошто се челичне компоненте производе према прецизним спецификацијама, мање је отпада током изградње. Уједностављена квалитетност префабрикованог челика такође помаже у мерама енергетске ефикасности као што су боље постављање изолације и чврстије обвиљке зграде које смањују захтеве за грејање и хлађење током времена.

• Редакција топлотних мостова путем изолованих прекидачких конектора
• Фасаде за заштиту од кише за природну вентилацију
• Интегрисани соларни монтажни системи дизајнирани у примарну структуру

Ове синергије доприносе смањењу употребе оперативне енергије за објекте са великим распоном од 15 до 30%, према референтним показатељима које су објавили Министарство енергетике САД и Институт за изградњу челика.

Убрзан временски план изградње и предвидиво испорука пројекта

Стварање од челика знатно смањује временске распоне пројекта у поређењу са старијим техникама, понекад смањујући било где од 30 до 50 посто укупног времена. Тајна лежи у паралелним радним процесима. Док екипе лију темеље на стварном месту, челичне компоненте се прецизно израђују на другом месту у контролисаним фабричким условима. Времена више не постају проблем за кашњења, захтеви за радном снагом на локацији опадају за две трећине, и има много мање потребе за поправљањем грешака захваљујући тим стандардним бутаним везама између делова. Са компјутерским помоћним производним системима који су сада уобичајени, мерења остају тачна и распореди остају поуздани већину времена, обично у само 5% варијације. Када се бавите зградама са великим распоном где је брзо улазак становника важно за повратак уложеног новца, ови предвидљиви временски распореди заправо претварају у стварну уштеду новца. Искуство показује да сваки месечни приход значи отприлике 4 до 7 посто мање трошкова на финансијске трошкове, опсежне трошкове и оно што називамо трошкове за превоз током изградње. И немојмо заборавити на испоруке у редоследу које одржавају све гладко између различитих трговачких тимова, избегавајући оне фрустрирајуће препреке које могу зауставити напредак током целог процеса изградње.

Доказану отпорност и дугорочне перформансе челичне структуре под екстремним оптерећењима

Сеизмичка, ветрова и снежна перформанса потврђена студијама случаја АИСЦ-а и бенчмарковима ASCE 7

Челичне конструкције заиста добро издрже када се суоче са тешким временским условима и другим екстремним силама, што је доказано и у стварним перформансима зграде и кроз строге протоколе тестирања. Према извештајима Америчког института за конструкције од челика, неке врсте челичних оквира могу у ствари узимати око 30 посто више енергије током земљотреса у поређењу са сличним бетонским конструкцијама. Када је реч о отпорности ветра, зграде које се придржавају смерница ASCE 7-22 са одговарајућим бочним опоравацима могу да се носе са ветром типичним за урагане категорије 4, што значи брзине преко 130 миља на сат. А у подручјима где је обичан обилан снег, челичне компоненте направљене од јачих материјала помажу да се кровови не ослабе превише чак и када се снег акумулише преко 50 килограма на квадратни фут. Овакав начин поузданог перформанси се дешава зато што челик има конзистентне квалитете широм, понаша се предвидљиво када се под притиском, а везе између делова прате стандардне конструктивне праксе широм индустрије.

Смањење корозије, патролни монтажи и живот више од 50 година са минималним одржавањем

Челичне конструкције заштићене савременим системима могу да трају више од 50 година чак и када су изложене тешким условима у близини фабрика или дуж обала где солни ваздух прогушава материјале. Узмите на пример гарантирање топлим потапањем, које нуди око 75 година и више заштите од рђа у већини ситуација. Унутрашљиви премази такође раде одлично. Они пролазе стандарде тестова АСТМ Е119 за два сата отпорности на ватру, а истовремено задржавају дизајн зграде нетакнут. Када је у питању одржавање, ове конструкције заиста сјају. Већина власника треба само да их проверавају једном на пет година, што смањује укупне трошкове за око 40% у поређењу са бетонским зградама које захтевају константну пажњу. И пошто челик није органски материјал, нема брига да се термити не уђу или да дрво не гније због оштећења воде. То чини челик изузетно издржљивим избором који година за годином и даље пружа добру вредност.