في مجال المباني الفولاذية -، تعتبر إطارات البوابة وهياكل الإطارات نظامين هيكليين شائعين، يتمتع كل منهما بقوة فريدة - تحمل المنطق والسيناريوهات القابلة للتطبيق. إن الفهم العميق لهذه الخصائص له أهمية كبيرة في الاختيار العقلاني للنظام الهيكلي للمبنى وضمان سلامة المبنى ووظيفته.
هيكل إطار البوابة
(I) القوة - التي تحمل المنطق
نقل الحمل العموديعند التعرض للأحمال الرأسية (مثل وزن السقف الذاتي -، وحمل الثلج، وما إلى ذلك)، فإن شعاع إطار البوابة ينقل الحمل إلى العمود، ثم ينقله العمود إلى الأساس. تم تصميم عارضة إطار المدخل بشكل عام كعضو انثناء، وهي تقاوم لحظة الانحناء الناتجة عن الحمل الرأسي من خلال قدرتها الانثناءية. نظرًا لأن العارضة والعمود متصلان بشكل صارم، تحت تأثير الأحمال الرأسية، ستحدث لحظة انحناء سلبية عند نهاية الحزمة، مما يقلل نسبيًا من لحظة انحناء الامتداد - المتوسطة للحزمة، وبالتالي تحقيق استخدام أكثر كفاءة للخواص الميكانيكية للمادة.
مقاومة الحمل الأفقيبالنسبة للأحمال الأفقية (مثل حمل الرياح، والحركة الزلزالية، وما إلى ذلك)، يعتمد إطار البوابة بشكل أساسي على الصلابة الجانبية للعمود للمقاومة. تحت تأثير القوى الأفقية، يقوم العمود، مثل العارضة الكابولية، بنقل القوة الأفقية إلى الأساس. يمكن أن يؤدي الاتصال الصلب عند مفصل العمود - إلى تقييد الدوران النسبي للكمرة والعمود، مما يتيح للهيكل بأكمله العمل بالتنسيق لمقاومة القوة الأفقية. تحت تأثير حمل الرياح، يتحمل العمود المواجه للريح الضغط، ويتحمل العمود المواجه للريح التوتر. يتم الحفاظ على التوازن الهيكلي من خلال القوة المحورية للعمود وقوة القص الأفقية للحزمة. تحت تأثير القوى الزلزالية، فإن الإزاحة الجانبية للهيكل سوف تسبب تشوه الانحناء للحزمة والعمود ودوران المفاصل. يبدد إطار البوابة الطاقة الزلزالية من خلال آلية تبديد الليونة والطاقة - للهيكل لضمان الاستقرار الهيكلي.
(ثانيا) الحدود المطبقة
نطاق سبانهيكل إطار البوابة مناسب للمباني ذات الامتداد المتوسط -. بشكل عام، يكون الامتداد عادةً بين 9 - 36 متر. ضمن نطاق الامتداد هذا، يمكن لإطار البوابة أن يطلق العنان لمزايا أدائه الهيكلي كما أنه اقتصادي نسبيًا. على سبيل المثال، غالبًا ما يكون للمنشآت الصناعية المشتركة ومباني التخزين وما إلى ذلك امتدادات ضمن هذا النطاق. من خلال التصميم المعقول للقسم - والبناء المشترك، يمكن لإطار البوابة تلبية متطلبات المساحة لهذه المباني.
حد الارتفاععادةً ما يكون ارتفاع إطار البوابة أكثر ملاءمة بين 6 - 12 متر. سيؤدي الارتفاع الزائد إلى زيادة الطول المحسوب للعمود، مما يؤدي إلى مشاكل ثبات بارزة للعمود. من الضروري زيادة حجم المقطع العرضي - للعمود أو اعتماد تدابير تقوية أخرى، وبالتالي زيادة التكلفة. بالنسبة لبعض المباني ذات متطلبات المساحة الأعلى ولكن لا تزال ضمن نطاق الارتفاع المناسب، مثل بعض المنشآت الصناعية الخفيفة - والمستودعات اللوجستية، يعد هيكل إطار البوابة خيارًا أكثر ملاءمة.
خصائص التحميلإنها مناسبة للمباني ذات أحمال السقف الصغيرة نسبيًا وأحمال الرافعات. نظرًا للصلابة الجانبية المحدودة نسبيًا لهيكل إطار البوابة، بالنسبة لأحمال الرافعة الكبيرة جدًا أو الأحمال الكبيرة نسبيًا مثل الإجراءات الزلزالية الأفقية، قد تكون هناك حاجة إلى تصميمات خاصة أو أنظمة هيكلية أخرى. ومع ذلك، بالنسبة للمنشآت الصناعية العامة التي لا تحتوي على رافعات أو ذات رافعات صغيرة ذات حمولة -، بالإضافة إلى مباني التخزين والمباني التجارية ذات متطلبات التحميل المنخفضة، يمكن لإطار البوابة تلبية متطلبات تحمل القوة - ويكون اقتصاديًا جيدًا في نفس الوقت.
هيكل الإطار
(I) القوة - التي تحمل المنطق
نقل الحمل العموديفي هيكل الإطار، يتم نقل الأحمال الرأسية من بلاطة الأرضية إلى الجائز، ومن ثم يقوم الجسور بنقل الحمل إلى العمود، وأخيرًا يقوم العمود بنقله إلى الأساس. يعتبر كل من العارضة والعمود بمثابة أعضاء تحمل الحمل الرئيسي -، حيث يتحملان بشكل مشترك لحظة الانحناء، وقوة القص، والقوة المحورية الناتجة عن الحمل الرأسي. يختلف عن إطار البوابة، تحت تأثير الأحمال الرأسية، يكون توزيع القوة الداخلية للشعاع والعمود في هيكل الإطار أكثر تعقيدًا، ومن الضروري حساب القوى الداخلية بدقة لكل عضو من خلال طرق الميكانيكا الإنشائية.
مقاومة الحمل الأفقيبالنسبة للأحمال الأفقية، يقاوم هيكل الإطار من خلال نظام الإطار المكاني المكون من كمرات وأعمدة. تحت تأثير القوى الأفقية، سيولد كل من العارضة والعمود تشوهات انحناء ومحورية. يعمل الهيكل العام بالتنسيق من خلال الاتصال الصلب لمفاصل العمود - لتشكيل نظام تحمل القوة المكانية -. تعتمد الصلابة الجانبية لهيكل الإطار بشكل أساسي على حجم المقطع العرضي - للحزمة والعمود، وخصائص المواد، والشكل التخطيطي للهيكل. تحت تأثير القوى الزلزالية، يبدد هيكل الإطار الطاقة الزلزالية من خلال تشكيل مفصلات بلاستيكية في العارضة والعمود وآلية تبديد الطاقة - لضمان الاستقرار الهيكلي في ظل التشوهات الكبيرة.
(ثانيا) الحدود المطبقة
الامتداد والارتفاعهيكل الإطار مناسب للمباني ذات الامتدادات الأكبر والارتفاعات الأعلى. يمكن أن يتراوح امتداده من عشرات الأمتار إلى عدة عشرات من الأمتار، ويمكن أيضًا تصميم الارتفاع بمرونة وفقًا للمتطلبات الوظيفية للمبنى. يتم استخدامه على نطاق واسع في المباني المشتركة متعددة الطوابق - والمباني الشاهقة -. على سبيل المثال، تتطلب مباني المكاتب والفنادق ومراكز التسوق وما إلى ذلك في المدن مساحات كبيرة وتخطيطات مرنة، ويمكن لهيكل الإطار أن يلبي هذه المتطلبات بشكل جيد. من خلال التصميم المعقول لقسم وتخطيط العارضة - العمود المتقاطع -، يمكن تحقيق إنشاء مساحة كبيرة - وارتفاعات عالية للمباني.
خصائص التحميليمكنها تحمل الأحمال الرأسية والأفقية الكبيرة. نظرًا لنظام تحمل القوة المكانية - والسلامة الهيكلية العالية لهيكل الإطار، فإنه يتمتع بأداء جيد عند تحمل الأحمال الكبيرة. بالنسبة للمنشآت الصناعية ذات حمولات الرافعات الكبيرة، أو المباني في المناطق ذات كثافة التحصين الزلزالية العالية، يمكن لهيكل الإطار أن يلبي متطلبات تحمل القوة - من خلال تصميم معقول. في الوقت نفسه، عند تحمل الأحمال الأفقية مثل حمل الرياح، يمكن لهيكل الإطار أيضًا ضمان استقراره الجانبي عن طريق ضبط التخطيط الهيكلي وحجم العضو.
المتطلبات الوظيفيةإنها مناسبة للمباني ذات المتطلبات العالية لمرونة التخطيط المكاني. الجدران الداخلية في هيكل الإطار بشكل عام ليست جدران تحمل - تحميل -، والتي يمكن إزالتها أو نقلها بمرونة وفقًا للتغيرات في وظيفة الاستخدام، مما يسهل إعادة - تقسيم وتجديد المساحة الداخلية. هذه المرونة تجعل هيكل الإطار مستخدمًا على نطاق واسع في المباني التجارية، ومباني المكاتب، وبعض المباني الوظيفية المتعددة -، ويمكنه تلبية المتطلبات المكانية المتنوعة لمختلف المستخدمين.
في الختام، هناك اختلافات واضحة في القوة التي تحمل المنطق - والحدود المطبقة بين بنية إطار البوابة وبنية الإطار. في التصميم الهندسي العملي، يجب مراعاة عوامل مثل المتطلبات الوظيفية للمبنى، وخصائص الحمولة، والامتداد، والارتفاع بشكل شامل لتحديد النظام الهيكلي بشكل عقلاني، وذلك لتحقيق السلامة والاقتصاد وقابلية تطبيق المبنى.