Umfassende Anleitung für Portalrahmen: Merkmale, Design, Komponenten, Typen, Anwendungen

Abstrakt

Für moderne industrielle und gewerbliche Gebäude, die große, ungehinderte Räume erfordern, ist Portalrahmengebäude die führende Lösung. Die vorgefertigten Säulen und Dachstrahlen ermöglichen leichte Strukturen, klare Spannweiten, optimierte Layouts und beschleunigte Konstruktionen.

Was ist ein Portalrahmengebäude?

Ein Portalrahmengebäudeist eine weit verbreitete Art der Stahlstruktur, die für seine Einfachheit und Effizienz bekannt ist. Es besteht typischerweise aus zwei Endsäulen und einem horizontalen Dachstrahl, der einen starren Rahmen bildet. Die Spannweite kann 15 bis 50 Meter erreichen. Die starren Strahl-zu-Säulen-Verbindungen übertragen Biegekraft in die Säulen, wodurch die Querschnittsgröße von Stahlträgen verringert und größere Spannweiten ermöglicht werden.

Diese großartige Fähigkeit macht Portalrahmengebäude ideal für Lagerhäuser, Flugzeughangars, Sportanlagen und andere offene Raumstrukturen.

Schlüsselmerkmale von Portalrahmengebäuden

• Starren Verbindungen: Der starre Rahmen zwischen Stahlstrahlen und Säulen ermöglicht es dem Portalrahmen, Kräfte und seitliche Lasten zu widerstehen.
• Large & Open Spaces: Dieses Merkmal schafft nicht nur einen ausreichenden Betriebsraum, sondern erleichtert auch den Transport und die Drehung langer Fahrzeuge.
• Robustes Fundament: Abgesehen von der Verwendung von Stahlbeton-Fundamenten verwenden Portalrahmen variable Abschnittenstrahlen und Säulen mit starre Verbindungen, um einen hervorragenden Widerstand gegen umkippende und gleitende Kräfte zu liefern, um strukturelle Stabilität und Haltbarkeit zu gewährleisten.

Designüberlegungen vona Stahlportalgebäude

Materialoptionen

Obwohl Bauvorschriften und -standards je nach Region variieren können, werden Portalrahmengebäude in der Regel verwendetBaustahloderhochfestes Low-Alloy-Stahl (HSLA). Zu den häufig verwendeten Stahlklassen gehören:

Spannweite und Säulenabstand

Klarer Spannweite und Säulenabstand sind Schlüsselfaktoren für das Design des Stahlportalsrahmens. Da sie sich direkt auf den Stahlverbrauch, die Kosten und die allgemeine Struktureffizienz auswirken. Im Allgemeinen reicht der Säulenabstand von 6 bis 12 Metern. Für Langspann-Stahlstrukturfabriken ist ein Säulenabstand von 7,5 m ideal, während für kleine oder mittelgroße Portalrahmenlager ein Säulenabstand von 6 bis 6,5 m wirtschaftlicher ist. In der folgenden Tabelle werden empfohlene Spannweiten und den entsprechenden optimalen Spaltenabstand beschrieben:

>>>Erfahren Sie mehr über die ideale Span und den Spaltenabstand für ein Portalrahmengebäude

Verschiedene tragende tragende

Ein Portalrahmengebäude muss ausgelegt sein, um einer Reihe statischer und dynamischer Belastungen zu widerstehen, um die strukturelle Sicherheit und Leistung zu gewährleisten. Diese Ladungen umfassen:

• Windlasten, die den Strukturen seitlichen Druck ausüben
• Schneelasten, die dem Dach vertikales Gewicht verleihen
• Seismische Belastungen, die bei Erdbeben seitliche Kräfte erzeugen

Komponenten einer Portalrahmenstruktur

Die Struktur eines Portalrahmengebäudes ist typischerweise in die primären und sekundären Struktursysteme unterteilt. Zusammen bilden diese beiden Systeme das vollständige Framework und gewährleisten die Gesamtunterstützung, Stabilität und Lastverteilung.

Primäre strukturelle Komponenten

 

Stahlsäulen

 

Dies sind vertikale tragende Mitglieder, die das Dach und die strukturellen Belastungen an das Fundament übertragen. Zu den gängigen Typen gehören: I-Abschnitt, H-Abschnitt, Kastensektion und Kreuzungsstahlsäulen. Feste Stahlsäulen haben erhebliche Vorteile von Lagerkapazität, Steifheit und Duktilität.

 

Stahlstrahlen (Sparren)

 

Sie sind auch als Dachstrahlen bekannt und umfassen zwischen den Säulen, um den starren Rahmen der Portalstruktur zu bilden. In der Regel aus Kohlenstoffstahl hergestellt, sind diese Strahlen so ausgelegt, dass sie vertikalen Lasten widerstehen und zur lateralen Stabilität des Gebäudes beitragen.

 

Säulenbasis

 

Die Säulenbasis (Fußverbindung) ist eine kritische Komponente einer Portalrahmenstruktur, die die Gesamtstabilität gewährleistet. Es dient als wichtige Lastübertragungsverbindung, die dazu beiträgt, sich um den Umkippen und die laterale Verschiebung zu widersetzen und gleichzeitig die lokale Instabilität und Verformung zu verhindern.

Sekundäre strukturelle Komponenten

 

Purlins & Girts

 

BeidePurlins und Girts sind horizontale strukturelle Mitglieder, die Dach- und Wandpaneele unterstützen. Normalerweise aus kaltgebildeten C- oder Z-förmigen Stahlabschnitten. Z-Purlins werden stärker genutzt und bieten überlegene Kapazitäten mit Tragfähigkeit. Der Abstand von Purlins liegt typischerweise zwischen 1,4-1,5 m.

 

Verspannungssysteme

 

Durch Absperrung sorgt die laterale Stabilität und Lastübertragung während der gesamten Struktur. Längsschnittstäbe verteilen horizontale Kräfte, während die Eckklammern dazu beitragen, ein lokales Knicken von I-Abschnittstrahlen zu verhindern, indem der äußere Flansch eingehalten wird.

 

Dach und Wandverkleidung

 

Dachpaneele und Wandverkleidungen bilden das Gehäuse des Portalrahmengebäudes und schützen vor Klimoelementen wie Wind, Regen und Schnee. Die Verkleidung ist typischerweise an Purlins und Girt unter Verwendung von strengen Strukturschrauben befestigt. Wandplatten können Sandwichpaneele oder profilierte Einzelblätter sein, während Dachplatten häufig profilierte Blätter oder PVC -Blätter verwenden. Sandwichpaneele (wie Glasseidenpaneele und Felswollpaneele) sind ideal für Strukturen, die Isolierung und thermische Leistung erfordern.

 

Kranstrahlen

 

Viele Lagern, Workshops und Pflanzen in Industrieportalrahmen benötigen Overhead -Krane oder Hebegeräte für die Materialhandhabung. Kranstrahlen und ihre unterstützenden Klammern müssen im Voraus gemäß den spezifischen Bedürfnissen jeder Branche zugeschnitten werden.

Arten von Portalrahmen

Single-Span-Portalrahmen

Multi-Span-Portalrahmen

Stahlportalrahmen mit Mezzanine -Boden

Gebundener Portalrahmen

Pitched -Dach -Portalrahmen

Mono-Pitch-Portalrahmen

Mansard -Dach -Portal -Rahmen

Gebogenes Parren -Stahl -Portalgebäude

Vor- und Nachteile von Portal -Stahlrahmengebäuden

Vorteile von Portal -Rahmen für Stahlstahl

Einschränkungen von Portalrahmenstrukturen

Anwendungen von Portalrahmengebäuden

• Lagerhäuser

• Logistik

• Garagen und Scheunen

• Workshops

• Fabriken

• Einzelhandelsgeschäfte

• Flugzeuge Hangars

FAQ