Apa keuntungan dari struktur baja bagian kotak dalam konstruksi?

2025-03-26 16:09:05

Sebagai komponen penting dari sistem struktur bangunan modern, Struktur baja bagian kotak, berdasarkan bentuk penampang yang unik dan sifat mekaniknya, menunjukkan keunggulan yang signifikan dalam bangunan ultra-tinggi, rentang besar dan tugas berat. Jenis anggota tertutup yang dilas oleh empat pelat baja ini membentuk kembali paradigma desain arsitektur dan konstruksi melalui kombinasi optimasi properti mekanik dan produksi industri.

I. Sifat mekanik yang sangat baik

Keuntungan dari kekakuan torsional

Fitur penampang tertutup dari struktur baja tipe kotak membuat momen torsional inersia 8-12 kali dari baja tipe-H. Silinder inti dari bangunan super tinggi 380 meter mengadopsi kolom baja tipe kotak, dan sudut torsi di bagian atas struktur dikendalikan dalam 0,002RAD, yang memenuhi persyaratan kode seismik ISO 3010. Ketika rasio lebar bagian/ketebalan dioptimalkan hingga 15: 1, koefisien stabilitas lokal ditingkatkan menjadi 2.3, yang secara signifikan lebih baik daripada bagian terbuka.

Kapasitas daya dukung dua arah

Bagian keseimbangan modulus dari struktur baja bagian kotak dalam arah aksial x/y mencapai lebih dari 95%. Proyek Pusat Konvensi dan Pameran mengadopsi balok baja bagian 1,2m × 1,8m untuk mewujudkan rentang ruang bebas kolom 72m, dan defleksi dalam rentang hanya L/850 (L adalah rentang), yang mengurangi konsumsi baja sebesar 18% dibandingkan dengan skema baja tipe H.

Keuntungan dari konstruksi industri

Tingkat prefabrikasi yang tinggi

Lebih dari 90% prosedur pemrosesan struktur baja tipe kotak diselesaikan di pabrik, dan proyek perumahan yang dirakit mengadopsi komponen baja tipe kotak standar, dengan efisiensi instalasi di tempat mencapai 120 ton/hari, yang memperpendek periode kerja sebesar 45% dibandingkan dengan struktur beton cor-di tempat. Jalur produksi pengelasan cerdas mengontrol toleransi dimensi komponen menjadi ± 1,5mm, memastikan ketepatan perakitan modular.

Kompresi siklus konstruksi

Pusat data mengadopsi sistem bingkai baja tipe kotak, dan struktur utama bangunan 50.000 meter persegi berada di atasnya hanya dalam 58 hari. Teknologi node koneksi semua baut memperpendek siklus pengangkatan bangunan 2.000 meter persegi tunggal menjadi 3 hari, yang 60% lebih cepat dari konstruksi pengelasan tradisional.

Peningkatan efisiensi ruang

Optimalisasi ukuran penampang

Di bawah kapasitas bantalan beban yang sama, tinggi bagian struktur baja tipe kotak dapat dikurangi 30% dibandingkan dengan baja tipe-H. Proyek kompleks komersial melalui kolom baja tipe kotak 0,8m × 0,6m, bukan kolom beton 1,2m × 0,8m, melepaskan area ruang komersial 1200 meter persegi, setara dengan peningkatan 10% dalam pendapatan sewa.

Desain Integrasi Piping

Rongga struktur baja tipe kotak dapat diintegrasikan untuk mengatur HVAC, saluran listrik dan peralatan lainnya. Bangunan kantor yang cerdas memiliki pipa sistem kontrol cerdas pra-terkubur dalam balok baja tipe kotak 0,9m × 1,5m, yang mengurangi ketinggian lantai sebesar 0,6 m dan konsumsi energi bangunan sebesar 12%.

Iv. Keuntungan Ekonomi

Peningkatan tingkat pemanfaatan material

Ketika struktur baja tipe kotak mengadopsi desain penampang variabel, jumlah baja yang digunakan dapat dikurangi 25% dibandingkan dengan balok H penampang yang sama. Proyek jembatan menghemat 1.500 ton baja dan mengurangi biaya langsung sebesar 18% melalui perubahan bertahap balok baja bagian kotak (perubahan tinggi 0,6-1,2m).

Biaya siklus hidup penuh

Perhitungan proyek stadion menunjukkan bahwa biaya pemeliharaan struktur baja bagian kotak hanya 1/3 dari struktur beton, dan biaya komprehensif siklus penuh 50 tahun berkurang sebesar 42%. Kombinasi pelapisan api dan baja pelapukan memperpanjang siklus pemeliharaan hingga 25 tahun.

V. kinerja seismik dan keselamatan

Kapasitas konsumsi energi nodal

Kurva histeresis melalui simpul partisi struktur baja tipe kotak penuh di bawah beban siklik, dan uji laboratorium menunjukkan bahwa koefisien disipasi energinya mencapai 0,38, yang merupakan 2,1 kali simpul umum. Penerapan simpul ini di gedung bertingkat tinggi di zona seismik 8 derajat mengurangi tingkat kerusakan struktural sebesar 60%.

Optimalisasi Kinerja Kebakaran

Rongga struktur baja tipe kotak dapat diisi dengan bahan tahan api untuk membentuk penampang komposit. Proyek Hub Transportasi mengadopsi kolom baja tipe kotak-serat yang diisi serat, yang meningkatkan batas ketahanan api hingga 3 jam dan mencapai tingkat resistensi kebakaran tertinggi yang ditentukan dalam GB 50016.