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LEIA MAISComo fabricante profissional de construção em aço, estamos comprometidos em fornecer soluções versáteis e de alto desempenho em estruturas de aço na área de Fabricação de estruturas de aço . O principal ponto em comum deste tipo de produto reside na sua excelente capacidade de carga, características de construção rápida e vantagens de sustentabilidade, sendo amplamente utilizado em plantas industriais, centros de armazenamento, instalações comerciais e edifícios públicos. Os destaques da Fabricação de Estruturas Metálicas incluem: o uso de aço de alta resistência para obter um projeto leve, o que reduz bastante o custo da fundação; componentes pré-fabricados para garantir uma montagem precisa e encurtar o período de construção em mais de 50%; através de revestimentos anticorrosivos e projeto estrutural sísmico, garante uma vida útil de mais de 50 anos. Como fabricante líder de edifícios em aço, integramos modelagem digital e tecnologia de produção automatizada para fornecer aos clientes serviços personalizados e completos, desde o projeto até a instalação, atender às diversas necessidades de proteção contra incêndio, economia de energia, grandes vãos, etc., e redefinir os padrões de eficiência e confiabilidade dos edifícios modernos.
Estrutura de aço é um sistema de estrutura de engenharia composto de aço (principalmente chapas de aço, perfis de aço, etc.) por meio de soldagem, aparafusamento, etc. É uma das principais tecnologias de suporte em edifícios modernos, pontes, instalações industriais e outros campos.
1. Características do material central: excelente desempenho do aço
Alta resistência e peso leve:
O aço possui uma relação resistência-peso extremamente alta, o que significa que, ao suportar a mesma carga, os componentes da estrutura de aço apresentam seção transversal menor e peso mais leve. Isso permite que as estruturas de aço atravessem facilmente espaços maiores, reduzam a carga da fundação e reduzam os custos de transporte e içamento.
Indicadores típicos: A resistência ao escoamento do aço estrutural de construção comum (como Q355) é geralmente superior a 345MPa, que é muito maior que o concreto.
Excelente ductilidade e tenacidade:
O aço pode sofrer deformação plástica significativa sem fratura imediata após atingir o limite de escoamento e possui boa ductilidade.
Sob baixa temperatura ou carga de impacto, o aço de alta qualidade ainda pode manter a capacidade de resistir à fratura, ou seja, alta tenacidade (garantida por testes de impacto). Estes dois pontos são a chave para o desempenho sísmico superior das estruturas metálicas.
Material uniforme, desempenho estável e confiável:
O aço produzido pela indústria siderúrgica moderna possui material altamente uniforme e propriedades mecânicas estáveis, o que pode atender melhor às premissas de cálculo e tornar os resultados do projeto mais confiáveis.
Pré-fabricação de fábrica eficiente:
Os componentes são principalmente cortados, furados e soldados com precisão em fábricas com alto grau de automação (pré-fabricação de fábrica), com fácil controle de qualidade, alta eficiência e pouco impacto climático.
Grande potencial modular, fácil de desmontar e montar estruturas complexas.
Reciclabilidade e sustentabilidade:
O aço é um material 100% reciclável com alta taxa de reciclagem sem reduzir o desempenho do material, o que está alinhado com o conceito de construção verde e economia circular.
2. Principais formas estruturais e cenários de aplicação
Estrutura do quadro:
Composição: Vigas (suportantes horizontais) e colunas (suportantes verticais) são conectadas por nós rígidos (soldagens, parafusos).
Características: Layout de espaço flexível e forte capacidade de deslocamento antilateral.
Aplicação: Prédios altos/super altos (estrutura de estrutura de aço em tubo central), prédios de escritórios, shopping centers, ginásios, plantas industriais (de vários andares/um andar), hangares.
Estrutura de treliça:
Composição: Um sistema de treliça plana ou espacial composto por hastes retas (cordas, teias) articuladas ou rigidamente conectadas nas extremidades.
Características: A força é principalmente força axial (tensão/compressão), a eficiência de utilização do material é extremamente alta e pode abranger uma grande extensão.
Aplicação: Coberturas de grandes vãos (ginásios, centros de exposições), pontes (pontes treliçadas), torres (torres de transmissão, guindastes), racks de iluminação cênica.
Estrutura de grade/rede:
Composição: Um grande número de hastes (tubos de aço, seções de aço) são conectadas por nós de acordo com uma regra de grade específica (grade plana ou casca de rede curva).
Características: Excelente desempenho de força espacial, grande rigidez geral, peso leve, formato rico e bonito.
Aplicação: Grandes estádios (cúpula), terminais de aeroportos, coberturas de estações ferroviárias de alta velocidade, grandes salas de exposições, telhados de edifícios com formatos especiais.
Estrutura tensionada (é necessário suporte de estrutura de aço):
Composição: Use cabos de aço de alta resistência ou hastes de tensão para aplicar pré-esforço sob o suporte do esqueleto da estrutura de aço (mastro, arco, viga circular) para formar uma forma estável.
Características: A estrutura é extremamente eficiente, leve e transparente, podendo atingir formas complexas com vãos supergrandes.
Aplicação: Cúpula de cabo, grande telhado de estrutura estaiada/cabo, sistema de suporte de estrutura de membrana.
Estrutura do arco:
Composição: Uma estrutura curva que suporta principalmente pressão axial.
Características: Pode aproveitar ao máximo as propriedades compressivas do material, tem forte capacidade de abrangência e bela aparência.
Aplicação: Pontes, grandes entradas/átrios de edifícios, tanques industriais.
3. Principais processos de design e pontos-chave
Esquema e projeto conceitual:
Determine o sistema estrutural (quadro? treliça? grade?), considere a função do edifício, vão, carga, economia e viabilidade de construção.
Estimativa preliminar do tamanho dos componentes principais.
Análise de carga:
Carga permanente: porte bruto da estrutura, peso dos equipamentos fixos.
Cargas variáveis: carga móvel no piso, carga móvel no telhado (carga de neve/carga de manutenção), carga de vento (extremamente importante), ação sísmica (extremamente importante), carga de guindaste, ação de temperatura, etc.
Combinação de carga: Considere a combinação mais desfavorável de diversas cargas que aparecem ao mesmo tempo de acordo com os requisitos da especificação.
Análise estrutural e cálculo:
Use princípios de mecânica estrutural e software de elementos finitos (como SAP2000, ETABS, Midas, Tekla Structures, etc.) para calcular forças internas (momento fletor, força cortante, força axial) e deformação (deslocamento).
Análise de estabilidade: Especialmente crítica! Preste atenção à estabilidade de flambagem da estrutura geral (deslocamento lateral) e componentes (compressão axial, componentes de flexão) (elástico de primeira ordem, análise P-Δ de segunda ordem).
Projeto de componentes:
Projeto de resistência: Certifique-se de que, sob várias combinações de forças internas, a tensão da seção do componente (tensão, compressão, flexão, cisalhamento, torção e suas combinações) atenda aos requisitos da especificação (como o método de projeto de estado limite).
Projeto de rigidez: Controle a deformação estrutural (como deflexão da viga e deslocamento lateral da coluna) dentro da faixa permitida para garantir o conforto e a segurança dos componentes não estruturais.
Design de nós: O mais importante! Os nós são as peças-chave para a transmissão de forças internas. O projeto deve definir claramente o caminho para transmitir o momento fletor, a força cortante e a força axial para atender aos requisitos de resistência, rigidez e ductilidade. Formas de nós comuns: nós soldados (conexão rígida), nós aparafusados de alta resistência (conexão articulada ou semirrígida), nós mistos soldados aparafusados. O projeto deve atender aos requisitos da construção padrão.
Projeto de conexão: É uma extensão do projeto de componentes para garantir uma conexão confiável entre os componentes. Calcule o tamanho das soldas ou o número, as especificações e o layout dos parafusos.
Design à prova de fogo: O aço tem baixa resistência ao fogo (temperatura crítica ~550°C). Devem ser tomadas medidas de proteção (revestimentos à prova de fogo, revestimentos de placas à prova de fogo, revestimento de concreto, sistemas de resfriamento de água, etc.) para garantir que os componentes atendam aos requisitos de limite de resistência ao fogo especificados.
Design anticorrosivo: O aço é propenso a enferrujar quando exposto ao ar ou a ambientes úmidos. Soluções anticorrosivas de longo prazo devem ser selecionadas de acordo com o nível de corrosão ambiental: galvanização por imersão a quente, revestimentos anticorrosivos em spray (primer, tinta intermediária, acabamento), spray de arco de zinco/alumínio, etc.
Projeto aprofundado de desenho de construção (aplicação BIM):
Com base nos desenhos do projeto, são realizadas a divisão detalhada dos componentes, o projeto detalhado dos nós e as estatísticas da lista de materiais.
A tecnologia BIM (como Tekla Structures) é a ferramenta central para o design moderno e aprofundado, que realiza modelagem 3D, detecção de colisão, desenho automático e saída de dados de processamento CNC, melhorando significativamente a precisão e a eficiência.
4. Pontos-chave de fabricação e instalação
Fabricação de fábrica:
Inspeção de materiais: Aço, materiais de soldagem, parafusos, etc. devem possuir certificado de conformidade e reinspeção quando necessário.
Lofting e corte: O corte CNC é usado para garantir a precisão.
Fabricação de furos: Máquinas de perfuração CNC são usadas para processar furos de parafusos de alta precisão.
Montagem e soldagem: É realizada em uma estrutura de pneu especial, e a soldagem é realizada estritamente de acordo com a especificação de qualificação do processo de soldagem (WPS) para controlar a deformação da soldagem. Após a soldagem, testes não destrutivos (UT/RT/MT/PT) são realizados conforme necessário.
Correção: Correção mecânica ou por chama da deformação da soldagem.
Tratamento de superfície e pintura: Remoção de ferrugem (atingindo o nível Sa2.5 ou St3) conforme necessário, pulverização de tinta anticorrosiva.
Pré-montagem: Pré-montagem de fábrica de nós complexos ou unidades de transporte para verificar o tamanho e a precisão do ajuste.
Instalação no local:
Aceitação da fundação: Garanta a precisão da posição e elevação dos chumbadores ou suportes embutidos.
Içamento: Selecione equipamentos de elevação apropriados (guindaste de torre, caminhão guindaste, guindaste sobre esteiras) e métodos (içamento de peças, levantamento geral, deslizamento, levantamento) de acordo com o tamanho, peso e condições do local dos componentes.
Medição e correção: Controle a verticalidade do pilar, a horizontalidade, a elevação e o tamanho geral do eixo da viga ao longo do processo. Utilize instrumentos de precisão como estação total, teodolito e nível.
Conexão e fixação:
Conexão de parafuso de alta resistência: Siga rigorosamente os regulamentos para aperto inicial e aperto final (método de torque ou método de ângulo) para garantir que a pré-tensão atenda ao padrão. O tratamento e a proteção da superfície de fricção são essenciais.
Soldagem no local: A soldagem deve ser realizada por soldadores qualificados de acordo com WPS em um ambiente adequado (à prova de vento, à prova de chuva e à prova de neve), e testes não destrutivos devem ser realizados conforme necessário após a soldagem.
Revestimento à prova de fogo/anticorrosão: Repare as partes danificadas do revestimento durante o transporte e içamento. A construção do revestimento ignífugo é concluída após a instalação (se for construção no local).
5. Vantagens e Desafios
Principais vantagens:
Alta resistência e peso leve (reduzindo o custo da fundação).
Pré-fabricação na fábrica, qualidade controlável, velocidade de construção rápida (redução do período de construção).
Materiais recicláveis, verdes e ecológicos.
Pequena seção transversal de componentes e grande espaço efetivo.
Boa ductilidade e excelente desempenho sísmico.
Adequado para edifícios de grandes vãos, arranha-céus, cargas pesadas e formatos complexos.
Desafios:
Custo do material: O preço unitário do aço é geralmente superior ao do concreto (mas a eficiência estrutural geral e a economia no período de construção precisam ser consideradas).
Requisitos à prova de fogo: Custos adicionais devem ser investidos na proteção contra incêndio.
Requisitos anticorrosivos: Os revestimentos anticorrosivos precisam ser mantidos regularmente.
Problemas de estabilidade: Componentes de paredes finas são propensos à instabilidade, portanto, atenção especial deve ser dada durante o projeto.
Ruído e vibração: Podem ocorrer problemas de ruído sob determinadas cargas (como pontes pedonais) e é necessário um projeto de conforto.
Altos requisitos profissionais: Profissionais de alta qualidade e gerenciamento de qualidade rigoroso são necessários em todos os aspectos de projeto, fabricação e instalação.
6. Exemplos clássicos
Edifícios: Torre Eiffel (Paris, França), Empire State Building (Nova Iorque, EUA), Taipei 101 (Taiwan, China), Edifício Sede da CCTV (Pequim, China), Torre de Xangai (Xangai, China), Ninho de Pássaro (Estádio Nacional, Pequim, China), Sydney Opera House (Sydney, Austrália - estrutura de suporte de concha).
Pontes: Ponte Golden Gate (São Francisco, EUA - ponte suspensa), Ponte Hong Kong-Zhuhai-Macau (China - estrutura principal de aço), Ponte Nanjing Dashengguan Yangtze River (China - ponte em arco de treliça de aço), Viaduto Millau (França - torre da ponte e estrutura de aço do tabuleiro da ponte).
Indústria: Grandes edifícios siderúrgicos, edifícios principais/estruturas de caldeiras de usinas termelétricas, grandes tanques de armazenamento (tanques de óleo, tanques de GNL), plataformas de petróleo offshore.
As estruturas de aço tornaram-se uma parte indispensável e importante das estruturas de engenharia modernas devido às suas excelentes propriedades materiais, alta eficiência estrutural, rápida velocidade de construção e sustentabilidade ambiental. De arranha-céus a pontes marítimas, de grandes locais a fábricas de precisão, a aplicação de estruturas de aço está em toda parte, expandindo constantemente os limites e possibilidades da arquitetura humana. Projetos de estruturas de aço bem-sucedidos dependem de um profundo conhecimento das propriedades dos materiais, seleção estrutural razoável, cálculos de projeto precisos (especialmente nós e estabilidade), fabricação de alta qualidade e gerenciamento de instalação refinado, bem como controle rigoroso de elos importantes, como prevenção de incêndio e prevenção de corrosão. Com o desenvolvimento de novos materiais, novos processos (como aplicação de aço de alta resistência, soldagem robótica, exploração de impressão 3D e aplicação aprofundada de BIM) e teorias de projeto mais avançadas, o potencial e a expressividade das estruturas de aço continuarão a melhorar.