Введение: Основной каркас промышленной архитектуры
Основные жесткие рамы определяют жизнеспособность предварительно спроектированного здания (PEB). Чистый пролёт. Высота карниза. Абсолютная грузоподъёмность. Если неправильно выбрать тип рамы—однопролётную или многопролётную—стоимость фундамента резко возрастёт. Расход стали выходит из-под контроля. Внутреннее пространство объекта становится полностью непригодным.
1. Понимание Портальная рама Классификация
-
LRF (Low Rigid Frame / Суженные колонны): Переменное сечение колонн и стропил. Максимальная высота сечения достигается в узле коленного момента. Почему? Здесь достигает максимума изгибающее напряжение. Профиль сужается к закреплённому основанию колонны и промежуточным splices стропил. Оптимальный беспрепятственный пролёт: 15 м до 36 м (50 фут до 120 фут).
-
LRDS (Низкая жесткая рама / Прямые колонны): Однородные по высоте вертикальные колонны. Суженные стропила крыши. Спроектированы специально для максимального внутреннего пространства под тяжёлые палетные стеллажи или оборудование.
-
MRF (Модульная жесткая рама / Суженные внешние элементы): Вводит внутренние трубчатые или профильные колонны. Пролёты стропил уменьшаются. Изгибающие моменты (M ∝ wL²) мгновенно снижаются. Вес рамы уменьшается. Обязательно для巨型 объектов с пролётом от 30 м до 120 м+.
-
MRDS (Модульная жесткая рама / Прямые внешние элементы): Прямые боковые колонны в сочетании с внутренними поддерживающими трубчатыми колоннами.
| Тип рамы | Колонны | Стропила | Лучшее применение | Диапазон пролёта |
| LRF | Суженные | Суженные | Стандартные промышленные мастерские, логистические склады. | 15 м – 36 м |
| LRDS | Прямые | Суженные | Объекты, требующие высоких стеллажей/оборудования у стен. | 12 м – 30 м |
| MRF | Суженные | Суженные | Мегасортировочные центры, многопролётные производственные базы. | 30 м – 120 м+ |
| MRDS | Прямые | Суженные | Многопролётные объекты, требующие ровных внутренних боковых стен. | 30 м – 90 м |
2. Инженерный гений суженных сечений
Горячекатаные балки постоянного сечения тратят сталь впустую. Каркасы PEB используют суженные (переменной высоты) элементы. Высота стенки d(x) точно следует конверту изгибающего момента M(x).
Упругий момент сопротивления Sx(x) непрерывно подбирается вдоль рамы: Sx(x) = Ix(x) / y_max(x) ≈ [tw · d(x)²] / 6 + Af · d(x)
Эта структурная логика фиксирует напряжение изгиба σ(x) = M(x)/Sx(x) непосредственно на допустимых пределах проектирования (≤ 0,90 fy). Расход стали снижается на 15 %–25 % по сравнению с горячекатаными профилями. Чистая материальная эффективность.
3. Параметры определения геометрии
| Параметр | Инженерное определение |
| Длина здания (L) | Чистое расстояние между внешними конструктивными линиями торцевых стен. |
| Ширина здания (W) | Чистое расстояние между внешними конструктивными линиями боковых стен. |
| Высота карниза (Heave) | Вертикальное расстояние от уровня чистого пола (±0,000) до верхней кромки карнизного прогонного элемента. |
| Чистая высота (Hclear) | Вертикальный зазор от уровня чистого пола (±0,000) до нижней рабочей точки полки стропила. |
| Уклон крыши (θ) | Выражается как вертикальный подъём на 12 горизонтальных единиц (например, 0,5:12 = 2,388°, 1,0:12 = 4,764°). |
| Рабочая точка (WP) | Теоретическое пересечение центральных линий компонентов или осей. |
4. Технические характеристики материала: Сталь Q345B Инженерные характеристики определяют выбор материала. Спецификации являются обязательными.
-
Предел текучести: ≥ 345 МПа (листы/трубы ≤ 16 мм).
-
Предел прочности: 470 ~ 630 МПа. Относительное удлинение: ≥ 21%.
-
Углеродный эквивалент (CEV): ≤ 0,40%. Критически важен для свариваемости в холодном климате. Никогда не игнорируйте это значение.
-
Стандарт сварки: AWS D1.1 и GB 50205. 100% ультразвуковой контроль (УЗК) стыковых сварных соединений с полным проплавлением. Нулевая допустимость дефектов.
-
Подготовка поверхности: Центробежная дробеструйная обработка по ISO 8501-1 Sa 2.5. Эпоксидная цинконаполненная грунтовка 60~80 мкм. Остановите коррозию до сборки.
5. Формулы расчёта длины колонны (SPL-1 Низкий карниз) Изготовление основано на точной тригонометрической геометрии.
-
θ = arctan(X / 12) -
C = Design Depth / cos(θ) -
D = B · tan(θ) -
E = C - D -
F = G - A / cos(θ) ≈ G - A -
Длина колонны для изготовления =
H_frame - (E + F) ± Высота подбазы колонны (Base Recess Height)