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Quali materiali sono necessari per un edificio con struttura in acciaio di alta qualità?

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Costruzione di strutture in acciaioUtilizzano l'acciaio come struttura portante primaria (come travi, colonne e capriate), integrata da componenti non portanti come calcestruzzo e materiali per pareti. I vantaggi principali dell'acciaio, come l'elevata resistenza, la leggerezza e la riciclabilità, lo hanno reso una tecnologia chiave nell'architettura moderna, in particolare per edifici di grandi dimensioni, grattacieli e edifici industriali. Le strutture in acciaio sono ampiamente utilizzate in stadi, padiglioni espositivi, grattacieli, fabbriche, ponti e altre applicazioni.

officina di progettazione di strutture in acciaio (1)

Principali forme strutturali

La forma strutturale di un edificio con struttura in acciaio deve essere scelta in base alla funzione dell'edificio (come campata, altezza e carico). Le tipologie più comuni sono le seguenti:

Forma strutturale Principio fondamentale Scenari applicabili Caso tipico
Struttura del telaio Composto da travi e colonne collegate tramite giunti rigidi o incernierati per formare telai piani, che sopportano carichi verticali e carichi orizzontali (vento, terremoto). Edifici per uffici a più piani/grandi edifici, hotel, appartamenti (solitamente con un'altezza ≤ 100 m). Torre 3B del China World Trade Center (fotogramma parziale)
Struttura a capriate È costituito da elementi rettilinei (ad esempio, angolari in acciaio, tondi in acciaio) formati in unità triangolari. Sfrutta la stabilità dei triangoli per trasferire i carichi, garantendo una distribuzione uniforme della forza. Edifici di grandi dimensioni (campata: 20-100 m): palestre, sale espositive, officine. Tetto dello Stadio Nazionale (Nido d'Uccello)
Struttura a traliccio/guscio reticolare spaziale Formato da più elementi disposti secondo uno schema regolare (ad esempio, triangoli equilateri, quadrati) in una griglia spaziale. Le forze sono distribuite spazialmente, consentendo ampie aree di copertura. Edifici con campate molto ampie (campata: 50-200 m): terminal aeroportuali, centri congressi. Tetto del Terminal 2 dell'aeroporto di Guangzhou Baiyun
Struttura a telaio rigido del portale Composto da pilastri e travi a telaio rigido che formano una struttura a forma di "cancello". Le basi dei pilastri sono solitamente incernierate, adatte a sopportare carichi leggeri. Impianti industriali a un piano, magazzini, centri logistici (luce: 10-30 m). Un'officina di produzione di una fabbrica di automobili
Struttura a membrana-cavo Utilizza cavi in ​​acciaio ad alta resistenza (ad esempio cavi in ​​acciaio zincato) come struttura portante, rivestiti con materiali a membrana flessibili (ad esempio membrana in PTFE), caratterizzati sia dalla trasmissione della luce che dalla capacità di coprire ampie campate. Edifici paesaggistici, palestre con membrane pneumatiche, pensiline per stazioni di pedaggio. Piscina dello Shanghai Oriental Sports Center
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Materiali principali

L'acciaio utilizzato inedifici con struttura in acciaioLa scelta deve essere effettuata in base ai requisiti di carico strutturale, allo scenario di installazione e al rapporto costo-efficacia. Si suddivide principalmente in tre categorie: piastre, profili e tubi. Le sottocategorie e le caratteristiche specifiche sono le seguenti:

I. Piatti:
1. Lamiere di acciaio spesse
2. Lamiere di acciaio medio-sottili
3. Piastre in acciaio modellate

II. Profili:
(I) Profili laminati a caldo: adatti per componenti portanti primari, offrono elevata resistenza e rigidità
1. Travi a I (comprese le travi a H)
2. Acciaio a canale (travi a C)
3. Acciaio angolare (travi a L)
4. Acciaio piatto
(II) Profili a parete sottile formati a freddo: adatti per componenti leggeri e di contenimento, offrono un peso morto ridotto
1. Travi a C formate a freddo
2. Travi a Z formate a freddo
3. Tubi quadrati e rettangolari formati a freddo

III. Tubi:
1. Tubi in acciaio senza saldatura
2. Tubi in acciaio saldati
3. Tubi saldati a spirale
4. Tubi in acciaio di forma speciale

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Struttura in acciaio vantaggiosa

Alta resistenza, peso leggero: La resistenza a trazione e compressione dell'acciaio è significativamente superiore a quella del calcestruzzo (circa 5-10 volte superiore). A parità di requisiti di carico, i componenti strutturali in acciaio possono avere sezioni più piccole e un peso inferiore (circa 1/3-1/5 rispetto alle strutture in calcestruzzo).

Costruzione rapida e alta industrializzazione: Acciaio strutturaleI componenti (come travi a H e pilastri a cassone) possono essere standardizzati e prodotti in fabbrica con precisione millimetrica. Richiedono solo bullonatura o saldatura per l'assemblaggio in loco, eliminando la necessità di un periodo di stagionatura come nel caso del calcestruzzo.

Eccellenti prestazioni sismiche: L'acciaio presenta un'eccellente duttilità (vale a dire, può deformarsi significativamente sotto carico senza rompersi improvvisamente). Durante i terremoti, le strutture in acciaio assorbono energia attraverso la propria deformazione, riducendo il rischio di crollo dell'intero edificio.

Elevato utilizzo dello spazio: Le piccole sezioni trasversali dei componenti strutturali in acciaio (come le colonne tubolari in acciaio e le travi a H con ali strette) riducono lo spazio occupato da pareti o colonne.

Ecologico e altamente riciclabile: L'acciaio ha uno dei tassi di riciclo più elevati tra i materiali da costruzione (oltre il 90%). Le strutture in acciaio smontate possono essere rilavorate e riutilizzate, riducendo gli scarti di costruzione.

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Bl20, Shanghecheng, Shuangjie Street, distretto di Beichen, Tianjin, Cina

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Data di pubblicazione: 01-10-2025
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