¿Cuáles son las ventajas de las estructuras de acero de la sección de caja en la construcción?

2025-03-26 16:09:05

Como un componente importante del sistema moderno de estructura de edificios, la Estructura de acero de la sección de caja, en virtud de su forma única de sección transversal y propiedades mecánicas, muestra ventajas significativas en edificios de ultra alta altura, de gran alta y pesada resistencia. Este tipo de miembro cerrado soldado por cuatro placas de acero está remodelando el paradigma del diseño y construcción arquitectónica a través de la combinación de optimización de propiedades mecánicas y producción industrializada.

I. Excelentes propiedades mecánicas

Ventaja de rigidez torsional

La característica de sección transversal cerrada de la estructura de acero de tipo caja hace su momento torsional de inercia 8-12 veces que el de acero de tipo H. El cilindro de núcleo de un edificio súper alto altura de 380 metros adopta columnas de acero tipo caja, y el ángulo de torsión en la parte superior de la estructura se controla dentro de 0.002RAD, que cumple con los requisitos del código sísmico ISO 3010. Cuando la relación de ancho/espesor de sección se optimiza a 15: 1, el coeficiente de estabilidad local mejora a 2.3, que es significativamente mejor que la de la sección abierta.

Capacidad de carga de carga bidireccional

El balance de módulo de sección de la estructura de acero de la sección en la dirección axial x/y alcanza más del 95%. Un proyecto de centro de convenciones y exhibición adopta 1.2M × 1.8m de la sección Vigas de acero para realizar 72 m sin columna, y la desviación en el tramo es solo L/850 (l es el tramo), lo que reduce el consumo de acero en un 18% en comparación con la del esquema de acero de tipo H.

Ventajas de la construcción industrializada

Alto grado de prefabricación

Más del 90% de los procedimientos de procesamiento de la estructura de acero de tipo caja se completan en la fábrica, y un proyecto residencial ensamblado adopta componentes de acero de tipo caja estándar, con la eficiencia de instalación en el sitio que alcanza 120 toneladas/día, lo que acorta el período de trabajo en un 45% en comparación con la estructura concreta de fundición en el lugar. La línea de producción inteligente de soldadura controla la tolerancia dimensional de los componentes a ± 1.5 mm, asegurando la precisión del ensamblaje modular.

Compresión del ciclo de construcción

Un centro de datos adopta un sistema de marco de acero tipo caja, y la estructura principal de la construcción de 50,000 metros cuadrados se superó en solo 58 días. La tecnología de nodo de conexión All-Bolt acorta el ciclo de elevación de un edificio de 2,000 metros cuadrados de un solo piso a 3 días, que es un 60% más rápido que la construcción tradicional de soldadura.

Mejora de la eficiencia del espacio

Optimización del tamaño de la sección transversal

Bajo la misma capacidad de carga de carga, la altura de sección de la estructura de acero de tipo caja se puede reducir en un 30% en comparación con el acero de tipo H. Un proyecto complejo comercial a través de las columnas de acero tipo caja de 0.8 m × 0.6m en lugar de columnas de concreto de 1,2 m × 0,8 m, liberando el área espacial comercial de 1200 metros cuadrados, equivalente a un aumento del 10% en los ingresos por alquiler.

Diseño de integración de tuberías

La cavidad de la estructura de acero de tipo caja se puede integrar para organizar HVAC, líneas eléctricas y otros equipos. Un edificio de oficinas inteligente tiene tuberías de sistemas de control inteligente prevenidos en vigas de acero tipo caja de 0.9m × 1.5m, lo que reduce la altura del piso en 0.6m y el consumo de energía del edificio en un 12%.

IV. Ventajas económicas

Mejora de la tasa de utilización de materiales

Cuando la estructura de acero de tipo de caja adopta un diseño de sección transversal variable, la cantidad de acero utilizada puede reducirse en un 25% en comparación con la viga H igual a la sección transversal. Un proyecto de puente ahorra 1,500 toneladas de acero y reduce el costo directo en un 18% a través del cambio gradual del haz de acero de la sección de caja (cambio de altura de 0.6-1.2m).

Costo de ciclo de vida completo

El cálculo de un proyecto del estadio muestra que el costo de mantenimiento de la sección de la caja de la estructura de acero es solo 1/3 de la de la estructura de concreto, y el costo integral del ciclo completo de 50 años se reduce en un 42%. La combinación de recubrimiento de fuego y acero de meteorización extiende el ciclo de mantenimiento a 25 años.

V. rendimiento sísmico y de seguridad

Capacidad de consumo de energía nodal

La curva de histéresis de a través del nodo de la partición de estructura de acero de tipo caja está llena bajo carga cíclica, y una prueba de laboratorio muestra que su coeficiente de disipación de energía alcanza 0.38, que es 2.1 veces de nodo común. La aplicación de este nodo en un edificio de gran altura en una zona sísmica de 8 grados reduce el grado de daño estructural en un 60%.

Optimización del rendimiento del fuego

La cavidad de la estructura de acero de tipo caja se puede llenar con material de fuego de fuego para formar una sección transversal compuesta. Un proyecto de centro de transporte adopta columnas de acero tipo caja llena de fibra cerámica, lo que eleva el límite de resistencia al fuego a 3 horas y alcanza el nivel de resistencia al fuego más alto estipulado en GB 50016.