鋼構造の包括的なアプリケーションとテクニカル分析最新の倉庫ワークショップ、プレハブの建物、家禽の建設におけるビームカラムシステム

鋼構造の包括的なアプリケーションとテクニカル分析最新の倉庫ワークショップ、プレハブの建物、家禽の建設におけるビームカラムシステム

鋼構造 、高強度、軽量、優れた可塑性とタフネス、高工業化レベル、迅速な建設速度、重大な包括的な利点、持続可能な開発原則との優れた利点により、現代の産業および土木建設における支配的な構造形態の1つになりました。その中には、構造フレームワーク全体の「スケルトン」と「バックボーン」として機能する鋼構造ビームカラムシステムは、現代の倉庫ワークショップ、プレハブ化された建物、家畜/家禽の繁殖施設などの特定の建物の種類に不可欠な中核的役割を果たします。この記事では、包括的なアプリケーションシナリオ、主要な技術ポイント、設計最適化方法、およびこれら3つのタイプの建物におけるスチールビームカラムシステムの将来の開発動向を掘り下げ、実用的なケース参照を含む詳細な分析を提供します。

I.スチールビームカラムシステムのコアの利点とアプリケーションの基礎

1. 例外的な機械的パフォーマンス：

   • 高強度負荷耐値： 従来の鉄筋コンクリート構造と比較して、鋼は非常に高い強度と重量の比率を持っています（例：Q355B鋼降伏強度345 MPa、C30コンクリートの軸圧縮強度の約10倍）。これにより、スチールビームカラムシステムは、より小さな断面を備えたより大きな負荷を運ぶことができ、メンバーサイズを大幅に削減し、貴重な建物スペースを解放することができます。
   • 優れた延性と靭性： 鋼の良好な可塑性と靭性により、地震や暴風などの極端な負荷の下で塑性変形を通じて実質的なエネルギーを吸収し、脆性構造の故障を効果的に防ぐことができます。これにより、建物の全体的な地震と風の抵抗性能が向上し、GB 50011「建物の地震設計のコード」の厳しい要件を満たします。
   • 均一な材料特性： 鋼は均質で等方性であり、安定した信頼性の高い機械的特性を提供します。その動作は計算モデルとうまく調和し、設計の精度が高くなります。

2. 工業化とプレハブ：

   • 工場の精密製造： 詳細な設計図面に基づいた最新工場の最新工場で、スチールカラム、ビーム（ソリッドウェブH-ビーム、トラスガーダーなどを含む）、およびその接続ノードは、高精度（鋼構造の構築のためのGB 50755「鋼構造の建設コード」を伴うミリメートルレベルの精度）で製造できます。プロセスには、切断、掘削、溶接、矯正、表面処理が含まれます（たとえば、ショットブラスト、腐食防止コーティングなど）。これにより、安定した制御された品質が保証され、現場での濡れた作業に関連する品質の変動と環境への影響が排除されます。
   • 標準化とモジュール化： コンポーネントセクション、仕様、および接続方法の標準化されたシリアル化された設計を促進し、大規模なバッチ制作を可能にします。大規模なモジュールまたはユニットの工場のプレハブ（例：カラムビームフレームアセンブリ、ルームモジュール全体）をサポートし、建設効率と短縮スケジュールを大幅に向上させます。

3. 急速な建設速度：

   • 乾燥した速いアセンブリ： プレハブコンポーネントは、主に高強度ボルト（グレード10.9Sヘックスヘッドボルトなど）または溶接（ガスシールド溶接など）を使用して現場で組み立てられています。これにより、コンクリート硬化の待ち時間（通常は28日）がなくなり、悪天候（たとえば、低温、軽い雨など）からの混乱を最小限に抑えます。
   • 並行貿易作業： 一次構造の迅速な設置により、他の取引（クラッドインストール - カラースチールシート、サンドイッチパネル、MEPラフジン、インテリア仕上げ）の初期ワークフェイスが可能になり、非常に並行した構造が可能になります。プロジェクト全体の期間は30％〜50％短縮できます。

4. 高い空間的柔軟性：

   • ロングスパン機能： スチールビームカラムシステム（特にスペーストラスまたはグリッドと組み合わせた場合）は、数十または数百メートルの柱のないスパンを簡単に達成できます。これにより、内部柱の障害物（たとえば、フォークリフトトラフィック、生産ラインレイアウト、家禽用機器の配置など）が排除され、スペースの利用が最大化されます。
   • 柔軟な列グリッドレイアウト： 柱間隔（一般的に6〜12m以上）は、機能的ニーズ（例：ロジスティクス幅、機器の配置、鶏肉家のケージレイアウトなど）に応じて柔軟に調整でき、フロアプラン組織に大きな自由を提供します。
   • 修正と拡張の促進： 明確な構造システムとロードパスは、既存の構造への影響を最小限に抑えて、後続の追加（床、拡張）または内部レイアウトが比較的簡単に変化します。

5. グリーンの持続可能性：

   • 高いリサイクル性： スチールは、90％を超えるリサイクル率を誇っており、循環経済の原則に合わせています。スクラップスチールはリメルト化することができ、環境に対する建設廃棄物の圧力を軽減します。
   • リソース効率： 軽量性は、基礎の材料要件を削減します。工場の生産により、現場での湿潤作業が最小限に抑えられ、水の消費量と建設廃棄物の生成が低下します。迅速な建設速度は、エネルギー消費サイクルと現地の環境への影響を短くします。
   • 建設工業化のドライバー： 建設工業化（プレハブの建物）をサポートするコアテクノロジーとして機能し、グリーンビルディングとインテリジェント建設を促進する国家戦略と一致しています。

ii。アプリケーションシナリオと技術的崩壊の詳細な分析

（a）現代の倉庫ワークショップ（物流センター、工場、大きな倉庫）

スチールビームカラムシステムは、最新の倉庫を支配しており、効率的な物流操作と大規模なストレージのコア構造保証を提供します。

1. コアアプリケーションのニーズと技術的焦点：

   • 巨大な柱のないスペース：
     • 技術実装： ポータルフレーム構造システムは広く使用されています。このシステムは、テーパー付きHセクションカラム（曲げモーメント図に基づいて最適化された断面 - ベースが大きく、上部が小さい）と、剛性ジョイント（通常は高強度BOLTSを持つ端板）に接続されたテーパーHセクション垂木（尾根が小さい）で構成されています。列ベースは通常、モーメントを解放し、基礎コストを削減するためにピン留めされているように設計されています。
     • スパン機能： 経済的なスパンは、標準的なポータルフレームの18〜36mの範囲です。格子桁/列の最適化または使用により、50mを超えるスパンが可能になります。
     • 空間的利益： 内部の柱を排除し、密なハイベイラックストレージ（VNAラックなど）の遮るスペースを提供し、効率的なロジスティクス機器（高貯蔵フォークリフト、AGV）の滑らかな動作、および自動保管および検索システム（AS/RS）の設置/実行を提供します。
   • 重い負荷をかける容量：
     • 負荷タイプ： 重要な屋根/壁システムの自己加重（断熱材、PVパネルを含む）、風荷重（特に隆起）、雪の荷重、クレーン荷重（ジブクレーン、オーバーヘッドクレーン）、密なラッキング（多階建ての建物）からの床荷重、および潜在的な装備振動負荷に耐える必要があります。
     • キーポイントの設計： GB 50009「建物構造の設計のためのロードコード」あたりのすべての負荷と組み合わせを正確に計算します。モーメント、せん断、および軸の力の封筒に正確に基づいて設計列/ビームセクションを設計し、GB 50017あたりの強度と安定性（全体および局所座屈）の妥当性を確保し、「鋼構造の設計の標準」。クリティカルノードの詳細な有限要素分析（FEA）の検証（クレーンブラケット、クレーンビームサポートなど）を実施します。
   • 照明と換気のニーズ：
     • 技術統合： スチールの屋根シートと交互に行う大型エリアの屋根灯（FRPパネルまたはPCパネルを使用）を設計して、自然光を均等に導入し、照明エネルギー消費を大幅に削減します。尾根に取り付けられた天然人工呼吸器（タービンまたは静的カウル）を利用するか、サイドウォールルーヴルと組み合わせてスタック効果の換気を作成し、内部環境を改善します。
   • 屋根の適応性：
     • 建物統合された太陽光発電（BIPV）： 鋼鉄の屋根は、分散したPVシステムに理想的な平らで強力なベースを提供します。設計には、PVパネル（〜0.15 kN/m²）、風荷重、メンテナンス荷重からの追加の負荷を含める必要があります。事前に埋め込まれたPV取り付けレールコネクタ。
     • 大規模な機器の設置： 屋根の構造は、大きな換気ユニット、冷却塔、パイプサポートの取り付け条件と荷物に対応する必要があります。

2. 主要な技術的詳細分析：

   • セクションの最適化： テーパーHセクションの広範な使用、最小限の材料使用のためのモーメント分布に基づいて、Web深度とフランジ幅を最適化します。横方向の剛性を高めるために、抑制されたブレース（BRB）または偏心装具フレーム（EBF）を使用します。
   • クレーン滑走路システム： 重いワークショップでは、クレーンホイールの負荷と水平ブレーキ力に耐えるために、専用のクレーン滑走路ビーム（溶接Hセクションまたはボックスガーダー）が必要です。クレーンデューティクラス（A1-A8）ごとに厳密に設計して、疲労性能を確保します。鉄道の設置に必要な高精度（まっすぐ、ゲージ）。
   • 接続の詳細： ポータルフレームビームコラムジョイントは、多くの場合、高強度ボルトを備えたエンドプレート（スリップクリティカルまたはベアリングタイプ）を使用します。設計は、ジョイントの剛性が「強力なジョイント、弱いコンポーネント」の原則を満たすことを保証する必要があります。スプライスとブレース接続には、詳細な設計が必要です。
   • 火と腐食保護： 倉庫は通常、レベル2の耐火性を必要とするクラスD/Eの建物です（列：2.0H、垂木：1.5H）。 GB 50016あたりの厚い/薄い耐火ボードのエンカーズ、または耐火性鋼を介して実現します。腐食保護には、高度な亜鉛療法（厚さ≥85μm）または高性能コーティングシステム（Zinc Rich Epoxy Primer chemer oxide epoxy epoxy intermediate polurethane topcoat、cut cut in speciance and cut in speciance溶接。
   • 基礎デザイン： 軽い鋼の重量は、基礎の需要を減らします。一般的に孤立したフーチング（RCまたは積み上げ）を使用します。風の隆起効果を考慮して、カラムベースの反応（軸、せん断、モーメント）を正確に計算します。

（b）プレハブ建物（モジュラー構造、容器の建物、プレハブハウジング）

スチールビームカラムシステムは、建設工業化の中心であり、高度にモジュール式のプレハブ建物で独自の利点を示しています。

1. コアアプリケーションのニーズと技術的焦点：

   • 高いモジュール性と統合：
     • 技術実装： ビームコラムスケルトンを使用して、建物全体が工場で標準化された機能固有のボリュームモジュラーユニット（キッチン、バスルーム、寝室、廊下モジュールなど）に分解されます。内部構造（柱、ビーム、根太、床のフレーミング）、エンベロープシステム（壁、屋根）、MEPサービス、およびインテリア仕上げは、工場のプレハブ中に各モジュール内に高度に統合されています。
     • 輸送と勃起： モジュールの寸法は、道路/海上輸送のために標準のコンテナサイズ（たとえば、12m x 3m x 3m）に厳密に接着します。オンサイト作業では、主にモジュール間ボルト/溶接接続、サービスフックアップ、ジョイントシーリング、および最小限の外部仕上げが含まれます。
   • 建設速度と品質：
     • スピードアドバンテージ： 工場のプレハブは、サイトの基礎作業と同時に進行します。配信後、モジュールの建設、接続、および試運転は迅速です。複数階建ての建物の封筒は数週間以内に閉鎖できます。全体的なスケジュールの削減は、従来の建設に対して60％を超える可能性があります。
     • 品質保証： 安定した工場環境、高機械化/自動化（例：ロボット溶接、CNC加工）、正確なプロセス制御、高次元精度、および安定した材料品質は、全体的な建物の品質、気密性、水密性、耐久性を大幅に向上させ、現地エラーを低減します。
   • 設計の柔軟性と組み合わせの多様性：
     • 標準化とカスタマイズ： 標準化されたビームカラムグリッド（3m x 6m）とモジュールインターフェイス、多様なレイアウト、高さ、フォームの建物（例：段々になった家、アパートブロック、学生寮、医療ユニット、キャンプ構造）に基づいて、柔軟に組み立てることができます。スタッキングとオフセットモジュールは、豊富な建築構成を作成します。
   • 優れた構造性能：
     • 地震と風の抵抗： 鋼フレームは本質的に良好な延性を持っています。モジュラービルでは、各モジュールは剛性ボックスとして機能し、信頼性の高いモジュール間接続（ボルト溶接せん断キー）が、特に地震ゾーンとタイプンエリアに適した優れた全体的な剛性と地震/風力発電を備えた積分空間構造を形成します。
     • 複雑なサイトへの適応性： 軽量は、丘の中腹、採掘沈下エリア、拘束された一時的なサイトなどの挑戦に最適な基礎要件を削減します。
     • 

2. 主要な技術的詳細分析：

   • モジュール単位構造： 通常、密接な間隔の柱/ビームフレームまたはパネル化された構造を使用します（冷たい鋼製のスタッドウォール床根太）。フルハイトコーナー列（SHSまたはHセクション）は、一次負荷を負担して持ち上げるポイントを提供します。上部と下部ビームはモジュールをフレームにします。壁のスタッドは、柱/ビーム（セルフドリルネジまたはブラインドリベット）にしっかりと接続します。
   • モジュール間接続テクノロジー：
     • 垂直接続： 下部モジュール上部ビームは、接続またはエンドプレートを介して高強度ボルト（M20/M24など）を介して上部モジュールボトムビームに接続します。せん断キー（スチールプレート、セクション）は、水平方向のせん断を伝達します。
     • 水平接続： 隣接するモジュールエッジ列は、スプライスプレートと高強度ボルトを介して接続します。火災評価のシーラントで満たされた関節ギャップ（例：Rockwool、Firestop Caulk）。
     • 重要なジョイント： コーナー接続、廊下のリンク、階段の吹き抜きインターフェイスには、信頼できる負荷伝達を確保するための特別な補強設計が必要です。
   • MEP統合とインターフェイス：
     • 工場の事前統合： すべての給水、排水、電気（電力/データ）、HVACサービスは、モジュールの壁/床腔/天井内で、正確に事前に配置され、ルーティングされ、接続され、テストされています。
     • サイトクイックコネクト： モジュールは、迅速な接続継手（カムロックカップリング、航空プラグ）を備えた標準化された事前に適合したユーティリティスタブ（水、電力、空気）を備えており、迅速なフィールド接続を備え、設置時間とエラーを最小限に抑えます。
   • 快適さとエネルギー効率：
     • 絶縁： 壁、屋根、高性能断熱材（ロックウール、グラスファイバー、PUR/PIRフォーム、厚さ100-200mm）で満たされた床、高い熱性能（U値≤0.3w/（m²・k））を確保します。サーマルブレイクのディテールは重要です。
     • 気密性： 工場の生産と精密シーリングは、従来のビルドと比較してはるかに優れた気密性を達成し、熱架橋とエネルギー損失を減らし、快適性を高め、運用エネルギーを低下させます。
   • 火と音の分離： GB 50016あたりの厳密な火災区画化。火災定格の石膏ボード、コーティング、および岩石の断熱材が組み込まれた多層壁/床アセンブリは、必要な火災評価を達成します（例：荷重含有壁1-2H）。多層構造と弾力性のある接続により、空中と衝撃音響断熱材（RW≥50dB）が強化されます。

（c）現代の家禽（集中的な農業施設）

近代的な家禽の家は、厳しい環境制御、バイオセキュリティ、耐久性、迅速な建設、および費用対効果を要求し、鉄骨柱システムを最適なソリューションにしています。

1. コアアプリケーションのニーズと技術的焦点：

   • 長いスパンと背の高いスペース：
     • 技術実装： 軽量のポータルフレーム（12〜24m）またはビームコラムフレームが一般的です。 eaveの高さは、通常、3〜5m以上（たとえば、マルチ層ケージシステムなど）機器、空気循環、および労働者のアクセスに対応します。
     • 空間的利益： 柱のないスペースは、大規模な自動システム（給水ライン、散水ライン、卵収集ベルト、肥料除去システム、環境制御）の設置、操作、およびメンテナンスを容易にします。
   • 厳しい環境統制：
     • 熱断熱材： 内部温度の正確な制御（ひよこ：35°C、成人：18-24°C）および湿度（50〜70％）が重要です。複合サンドイッチパネル（EPS/PU/PIRコア、厚さ75-150mm）または断熱材を備えたダブルスキンシステムは、スチールフレームでサポートされ、優れた熱性能（U値≤0.4W/（M².K））を提供し、エネルギーコストを削減します。
     • 緊張と換気： 強力な機械的換気（トンネル換気、交差換気）と組み合わせた、高い建物の緊張（ドラフトの防止、鳥/げっ歯類の侵入）が必要です。スチールスケルトンは、大ファン（> 1.4mの直径1.4m）、蒸発冷却パッド、および入口通気口に堅牢なサポートを提供します。構造設計は、ファンの振動と安全保護を説明する必要があります。
   • 腐食抵抗と清掃可能性：
     • 腐食性の高い環境： 高濃度のアンモニア（nh₃）、硫化水素（H₂S）、二酸化炭素（CO₂）、高温と湿度を組み合わせて、非常に腐食性の雰囲気を作り出します。
     • 腐食保護戦略： すべてのスチールコンポーネント（列、ビーム、パーリン、ガート）には、最高のグレードの保護が必要です。
       • 主要な方法： 優れた犠牲保護のために、完全なホットディップ亜鉛めっき（HDG）（平均亜鉛コーティング≥85μm、ISO 1461）。
       • 強化された保護： 重要な領域または高腐食ゾーン（地上レベルの柱ベース、内部ビーム/カラム）には、耐候性のトップコート（ポリウレタン、フルオロポリマーなど）をHDGに適用します。
       • 物質的な選択： 風化鋼の優先使用（例：Q355NH）。
     • 内部クラッディング： 内壁は、滑らかで腐食耐性の、簡単に洗える/消毒可能な材料（例えば、PVCパネル、事前に塗装された鋼、ステンレス鋼など）を利用して、破片の接着を最小限に抑え、バイオセキュリティの徹底的な衛生を確保する必要があります。
   • 迅速な建設とコスト管理： Steelの工業化された建設速度は、農場の建設時間を短縮し、投資収益率を促進します。標準化された設計と材料の最適化は、全体的なコストを制御するのに役立ちます。
   • 構造の安全性と信頼性： 重機の荷重（マルチ層ケージ）、風の荷重（特に開放エリア）、雪の荷重、潜在的な肥料除去機器に耐える必要があります。構造設計は堅牢でなければなりません。
   • 

2. 主要な技術的詳細分析：

   • 腐食対象のデザイン： 構造形態を簡素化して、複雑なジョイント、隙間、およびコーティング/メンテナンスが困難な領域を最小限に抑えます。水分/破片を閉じ込める可能性のあるセクションを避けてください。湿った床との直接接触を防ぐために、コンクリートの台座のコラムベースを高めます。
   • 換気システムの統合：
     • ファンマウント： 振動と風の圧力を考慮して、大規模な軸ファンをサポートするために、ゲーブル/端の壁に堅牢なコンクリートパッドまたはスチールフレームを設計します。ファンの開口部に鳥の画面を設置します。
     • 冷却パッドウォール： 冷却パッドの端には、パッドモジュールと水システムの重量をサポートするための強力なフレーミング構造が必要です。パッドの周りの効果的な防水/シーリングを確保します。
     • インレットベント： 屋根/側壁に十分な開口部を提供し、電動/手動のベント機構に信頼できる取り付けポイントを備えています。
   • 正確な機器の負荷計算： 自動化された給餌/散水システム、マルチ層ケージ（家畜の重量を含む）、卵収集システム、肥料除去システム（スクレーパー/コンベア）からの重量と動的荷重を正確に説明します。機器サプライヤーとの緊密な調整が不可欠です。
   • 屋根の排水と防水： 急速な雨水流出のために適切な屋根勾配（≥5％）を設計します。換気からの負の圧力の下で水密性を確保するために、信頼できる下層を備えたスタンディングシーム屋根システムまたは大規模腐食シートを利用します。
   • バイオセキュリティの詳細： 鋼鉄のカラムベースと内部コンクリートの床スラブの間の接合部を密封して（例えば、シリコンシーラントなど）、その下の肥料の浸透を防ぎます。死んだコーナーなしで簡単で徹底的な洗浄をするために、壁の床のジャンクションで丸い入り江（r≥50mm）を形成します。

iii。スチールビームカラムシステムの設計、製造、構造における一般的な重要な技術ポイント

1. 構造分析と設計：

   • モデリングと計算： 3Dモデリング、負荷分析（静的、動的、熱）、内部力の計算、メンバーデザイン（強度、剛性、安定性）、および接続デザインのために、プロの鉄鋼設計ソフトウェア（例：PKPM、SAP2000、ETABS、STAAD.PRO、TEKLA構造）を利用します。
   • コードコンプライアンス： 中国のコードに厳密に付着しています：GB 50017、GB 50009、GB 50011、GB 50016、GB 50661「鋼構造の溶接のためのコード」、JGJ 82「鋼構造の高強度ボルト接続のための技術仕様」など。
   • BIM実装： 建物情報モデリング（BIM）は、鉄鋼プロジェクトにますます不可欠であり、設計、詳細、製造、および勃起全体で視覚および情報管理を可能にし、衝突を効果的に解決し、精度/効率を改善します。

2. 詳細化と製造：

   • ディテール（ショップ図面）： 詳細な建設図面、接続の詳細、コンポーネントネスト（切断寸法の決定、溶接の準備）、材料リスト、および設計文書に基づいて製造図（パーツ/アセンブリ/勃起図面）を開発します。製造プロセス、輸送制限、および勃起シーケンスを正確に考慮する必要があります。
   • 材料の選択と検査： 国家基準（GB/T 700「炭素構造鋼」、GB/T 1591「高強度低合金構造鋼」）またはプロジェクト仕様（Q235B、Q355B、Q390、Q420など）に適合する鋼を使用します。指定されているように、配信および実施のサンプリング/テスト（機械的特性、化学組成）の実施時に工場証明書が必要です。腐食保護材料は、関連する基準を満たす必要があります。
   • 工場製造：
     • 切断： CNCフレーム/プラズマ切断、レーザー切断、鋸の鋸多精度。
     • 掘削： CNC掘削機、ボルト穴用の3軸ドリル（位置精度±0.5mm）。
     • アセンブリと溶接： H-ビーム自動アセンブリマシン、ガントリーサブマージドアーク溶接により、メイン溶接（フランジ/バット溶接）の品質が確保されます。適格な溶接手順仕様（WPS）ごとに厳密に溶接。溶接機は認定する必要があります。
     • まっすぐに： 機械的（フランジストレートナー）または歪みを制御するためのサーマルストレートリング。
     • 表面の準備とコーティング： SA 2.5（GB/T 8923.1）への研磨爆発/クリーン。スプレーを介して、指定されたコーティングシステム（プライマー、中間、トップコート）と厚さを適用します。環境条件（温度、湿度、露点）が従わなければなりません。
     • 裁判アセンブリ： 複雑な接続または大規模なアセンブリのために工場で事前アセンブリを実施して、製造の精度を検証します。

3. 野外勃起技術：

   • 財団の検査： 基礎軸、標高、アンカーボルトの位置/寸法を正確に検証します（耐性±2mm）。完全なハンドオーバーの受け入れ。
   • コンポーネントの配信とストレージ： 輸送ルートと保管エリア（レベル、ソリッド）を計画します。損傷/変形を防ぐための勃起シーケンスによるコンポーネントを保存します。明確な識別が不可欠です。
   • リフティング計画： シーケンス、リフティングポイント（専用のラグ）、クレーン選択、半径、安全対策を指定する詳細なリフティング計画を作成します。大型/厄介なコンポーネントのリフトチェックを実行します。
   • 勃起手順：
     • 列の勃起： ポジショニング→一時的なブレース（ガイワイヤ、小道具）→ラフアライメント（レベル、垂直）→アンカーボルト締め→細かい調整（上位レベル、垂直）→ブレース設置→最終固定（グラウト/締め）。
     • ビーム勃起： 所定の位置に持ち上げ→一時接続（ドリフトピン、ボルト）→調整レベル、アライメント、間隔→高強度ボルト緊張締め→最終締め→溶接（必要に応じて）。
   • 調査とアラインメント： 勃起全体で連続しています。精密セオドライト、レベル、総ステーション、レーザープラムメットを使用して、軸を監視/制御、標高、垂直（鉄骨構造の建設品質を受け入れるためのGB 50205 "コード）を使用します）。
   • 高強度ボルトング： 厳密に仕様に従ってください：表面準備（スリップクリティカル、摩擦係数≥0.45用にブラストクリーニング）→ホールアライメント→初期締め（最終トルクの50％）→最終締め（トルクまたはnut方式）。キャリブレーションされたトルクレンチ/電源ツールを使用します。記録を維持します。
   • フィールド溶接： 勃起/気象画面（ガスシールド溶接に重要）。 WPSごとに厳密に溶接。予熱（厚いプレート）、加熱後またはストレス緩和（高強度の低合金鋼）を塗ります。目視検査と非破壊検査（UT/RT）を実施します。溶接を高めるための安全で安定したアクセスプラットフォームを確保します。
   • 安全＆ハウスキーピング： 高さ、持ち上げ、一時的な電力で作業するための安全規制を厳密に施行します。安全なアクセス、ガードレール、セーフティネットを提供します。火災予防と転倒保護対策を実施します。サイトの清潔さを維持します。

IV。スチールビームカラムシステム用の防火と腐食保護（コーティング）技術

これらは、鋼構造の安全性と耐久性のためのコアセーフガードです。

1. 防火（キーテクノロジー）：

   • 耐火性評価（FRR）要件： 建物の種類/占有率と構造要素（列、ビーム、床）に基づいてGB 50016によって決定されます。例：レベル2産業：列2.0H、ビーム1.5H;レベル1住宅：列3H、ビーム2H）。鋼強度は、温度とともに急速に減少します（600°Cで〜2/3の損失）。
   • 主な保護方法：
     • 耐火コーティング：
       • セメンティアス（intumescent）： 無機バインダー（セメント、石膏、バーミキュライト）。厚いコーティング（15-50mm）。ハード断熱チャー層を形成します。 FRR> 3H可能。耐久性のある、適切な屋外/湿気。重い、貧弱な美学。
       • 薄い/超薄フィルム（intumescent）： オーガニック樹脂エキスパン/チャーフォーマー。薄い層（3-7mm）。 10-50倍拡張して、断熱性の炭素質フォームを形成します。 FRRは通常、2.5時間以下です。良い美学、簡単なアプリケーション。風化/長期の安定性には注意が必要です。
     • 耐火ボードエンケースメント： 石膏ボード、ケイ酸カルシウムボード、バーミキュライトボード、フレーミングまたは接着剤を介して取り付けられたセラミックファイバーボードを使用します。高速で乾燥した設置、簡単なメンテナンス。より多くのスペースを占有します。
     • コンクリート/モルタルエンケースメント： メンバーを包む、キャストインプレイスコンクリートまたはスプレー耐性材料（SFRM）。安定した耐久性のある保護。重い、ゆっくりとした構造。
     • 構造消防工学（水冷/充填）： まれな場合に使用される内部水循環/冷却（メガ列など）。
     • 耐火性（FR）鋼： 合金鋼（MO、CR、NBなど）は、600°Cで室温の降伏強度の2/3以上を維持します。適用された保護を削減/排除しますが、コストがかかります。
   • 選択とアプリケーション： FRR要件、メンバーの形状、建物の使用（腐食）、コスト、および美学を考慮する必要があります。アプリケーションの品質は最重要です。コーティング/ボードの厚さは、スペックを満たし、均一であり、ボイド/剥離なしでしっかりと付着する必要があります。

2. 腐食保護（キーテクノロジー）：

   • 腐食メカニズムと環境： 鋼は、水分、酸、アルカリ、工業用雰囲気または海洋雰囲気の存在下で電気化学腐食（錆び）を受けます。家禽の家、沿岸植物、化学施設は非常に腐食性があります。
   • 保護設計の原則： ISO 12944「塗料とワニス - 保護塗料システムによる鋼構造の腐食保護」に従って、腐食性を分類し（C2 MILTE -C5 -I INDUSTRY INERIVER/C5 -M海洋重度）、ターゲットサービス寿命（15、25年など）を定義し、適切なコーティングシステムを選択します。
   • 主な保護方法：
     • メタリックコーティング：
       • ホットディップ亜鉛めっき（HDG）： 溶融亜鉛（〜450°C）に浸漬鋼は、亜鉛鉄合金層を形成します。純粋な亜鉛層。優れた障壁と陰極保護を提供します。制御可能な厚さ（通常は85μm以上）。長寿命（例：> 20年c3）。メンテナンスが少ない。家禽の家、外部の要素よりも好まれます。 200°Cを超えるパフォーマンス。
       • 熱スプレー亜鉛/アルミニウム（TSZA）： Zn/alワイヤーを噴霧するアークまたは炎は、密封された多孔質の金属コーティングを形成します。長寿命、フィールドアプリケーション/修理可能。大型/フィールド溶接コンポーネントに適しています。
     • 保護塗装システム：
       • 高性能コーティングシステム： マルチコートシステム：プライマー（接着/カソード保護/不動態化 - 例えば、亜鉛が豊富なエポキシ、Zn≥80％）、中間コート（バリア/厚さのビルド - 例えば、微細鉄酸化物エポキシ）、トップコート（気象耐性/美容院 - たとえば、ポリウレテン、蛍光体）。総乾燥膜の厚さ（DFT）が重要です（例：C4の場合は240μm以上）。要求の厳しいアプリケーション（Surface Prep SA 2.5、環境制御、間隔の再開）。定期的な検査/メンテナンスが必要です。
       • 風化鋼： 適切な雰囲気に安定した保護酸化物緑青（「錆」）を形成する低合金鋼（Cu、P、Cr、Ni）。主に露出した建築/構造要素（橋、ファサード）に使用されます。湿った、酸性、または塩化物が豊富な環境には適していません。より高い初期コスト。
     • 陰極保護： 主に水没/埋設構造（桟橋、パイプライン）の場合。建物ではめったに使用されません。
   • 共同および接続保護： PREP後にボルト接続の速い接続のフェイサーフェスを処理します。きれいに溶接して、溶接後に徹底的に溶接し、プライマー/中間体/トップコートで再コーティングします。ボルトヘッド、穴の端に特に注意してください。輸送、取り扱い、および勃起中の損傷からコーティングを保護します。

V.開発動向と課題

1. トレンド：

   • 高性能スチール採用： Q420、Q460高強度鋼、耐火性鋼、風化鋼、耐食鋼（低合金CR/NI鋼）の使用の増加、減量、スリムセクション、耐久性の向上、および簡素化された保護
   • 接続イノベーション： より効率的で信頼性の高い、インストール可能な接続の開発（例：ブラインドボルト、せん断スタッドウェルドコンボ、セルフロックボルト）。ロボット溶接/自動検査のプロモーション。
   • 構造システムの最適化とハイブリダイゼーション： スチールコンクリートコンポジット構造（SRCカラム、複合スラブ）、コンクリート充填スチールチューブ（CFT）カラム、スチールプレートせん断壁（SPSW）。長期空間構造（ケーブルドーム、引張システム）とビームカラムフレームの統合。
   • デジタル化とインテリジェンスを深める：
     • BIM主導のデザイン： 学際的なコラボレーションのための概念設計段階からのBIM採用。
     • スマートディテールと製造： AIを搭載した自動化されたディテール、ネットワーク化されたCNC機器、インテリジェントネスティング/スケジューリング。
     • スマートな建設現場： コンポーネントRFID/BIMモデルトラッキング、ドローン検査、AI視覚安全性監視、デジタルツインズガイド勃起。
   • グリーン＆カーボンニュートラリティ：
     • ライフサイクル評価（LCA）： ライフサイクル全体にわたる二酸化炭素排出量と環境への影響の定量化（材料製品、建設、使用、EOL/リサイクル）。
     • グリーンスチール： スクラップ（低CO2対BF-BOF）を使用した電気弧炉（EAF）鋼のプロモーション、水素ベースの直接還元鉄（DRI）技術の探索。
     • 再生可能統合： 鋼鉄の屋根とBIPVの統合が密接に統合され、建物をエネルギー発電機に変換します。
   • モジュール化とプレハブの増加： より高い建物（> 10ストーリー）とより複雑な機能に向かって進化するモジュラー構造。より高いレベルの統合（構造、エンベロープ、MEP、仕上げ）。

2. 課題：

   • 防火コストパフォーマンスバランス： 特に大型/複雑な構造では、耐火コストが高くなる可能性があります。高性能材料/構造火災ソリューションには、コストの最適化が必要です。
   • 重度の腐食における長期保護： 極端な環境（化学植物、海洋、高アンモニア養鶏）でメンテナンスが少ない非常に長いサービス生活（> 30年）を達成することは依然として挑戦的です。
   • スキルと労働不足： 熟練した構造鋼設計者、詳細、溶接検査官、および勃起者の需要は、トレーニング能力を上回ります。
   • 標準およびコードの更新： 新しい材料、技術、およびシステムに対応するには、設計、製造、および建設コード/標準のタイムリーな改訂/開発が必要です。
   • 初期コスト認識： 所有者を克服するのは、初期鉄のコスト（ライフサイクルコストの削減と優れた利益にもかかわらず）に焦点を当てるには、ライフサイクルコスト（LCC）の原則の強化を促進する必要があります。

鉄骨構造ビームカラムシステムは、固有の優れた機械的特性を活用し、産業のプレハブの可能性、驚くべき建設速度、柔軟な空間的適応性、優れたグリーンの持続可能性が、近代的な倉庫ワークショップ、プリファブリック建物、家禽の家の構造に深く埋め込まれています。これらは、これらのセクターを効率の向上、高品質、コストの削減、環境パフォーマンスの向上に向けて駆動するコアエンジンです。倉庫では、効率的な物流に不可欠な柱のないスペースを作成します。プレハブにおいて、彼らは工業化革命の先頭に立っています。家禽農業では、彼らは近代的で集中的な環境的に制御された畜産を支えています。

今後、高性能材料、デジタルテクノロジー（BIM、スマートマニュファクチャリング、スマートサイト）、新しい接続方法、グリーン原理の進歩は、これらのドメインのスチールビームカラムシステムのさらに大きな活力、適応性、顕著な包括的な利点のロックを解除し続けます。 「軽量、高速、高品質、経済的、緑色の緑色の原則を具体化する鉄骨構造は、現代社会の生産、生活、生態学的空間のコアバリューを永続的に生み出します。火災の安全性、腐食保護、熟練労働力不足、コスト認識などの課題に対処するために、産業、学界、研究、およびユーザーからの協調的な努力は、技術革新、基準の洗練、マインドセットの更新に必要です。これにより、スチールビームカラムシステムの可能性が完全に解き放たれ、より安全で効率的で、より快適で、本当に持続可能な将来の建物の作成に大きく貢献します。