門型フレームは、垂直の柱が水平または傾斜した垂木に接続される剛鋼構造システムです。 モーメント耐性ジョイント 。柱と垂木の接続により、垂直方向の力だけでなく曲げモーメントが伝達されるため、フレームは、別個の斜めブレースを必要とせずに、風、雪、クレーン、および屋根の荷重に耐えます。
実際的な結論が最初に来ます。柱のない広い床面積を持つ平屋建ての建物が必要な場合、通常はスチール製の門型フレームが最適です。 最も経済的な構造システム 指定できます。このため、ポータルフレームは、活発な鉄骨建設分野を有するほぼすべての市場において、倉庫、作業場、格納庫、農業用建物の主要なフレームソリューションであり続けています。
ジオメトリは一見シンプルです。 2 本の柱と 2 本の垂木が 1 つの剛な曲げを形成します。母屋とサイドレールで接続された一連の曲がりが、建物の一次構造と二次構造を構成します。軒先での接続はハンチ、つまり柱と接する垂木部分の先細りの深さによって作成されます。ハンチはピーク曲げモーメントを鋼材のより長い長さにわたって分散させ、接続部が脆化点になるのを防ぎます。
現場チームは、詳細がよく知られており、製造が簡単で、組み立てシーケンスが速いため、このシステムを好みます。スペースフレームや複雑な格子構造とは異なり、曲がったポータルは地面にボルトで固定し、適合を確認して、一体として持ち上げることができます。この単純な事実により、建設時間を短縮し、品質管理を効果的に行うことができます。
ポータル フレームの荷重パスは、ポータル フレームが 1 つの連続した構造として動作する理由を説明します。屋根に到着するすべての荷重は、最終的には同じ順序で基礎に伝わります。
内部力の分布を最も大きく変える 2 つの決定は、 ベース接続 そして ハンチ形状 。ピン留めされたベースは、軸方向の力とせん断のみを伝達するように設計されています。ベース プレートが小さく、アンカー ボルトの数が少なく、コンクリート基礎が小さいため、スパン 12 m ~ 25 m のほとんどのフレームのデフォルトとなっています。固定ベースは柱の足の回転に抵抗するため、軒のモーメントが減少し、高い柱の鋼材を節約できますが、基礎ではコストが高くなります。選択は経済的なものであり、技術的な好みではありません。
風、地震作用、クレーンのサージなどの水平荷重に耐えます。 フレームアクション 。側壁にかかる風によって柱が曲がり、そのモーメントがハンチを通って垂木に伝わり、頂点の接続によって 2 つの垂木半分の相反するモーメントのバランスがとれます。曲がった部分はそれ自体の平面内で安定しています。フレームに垂直な安定性は、ルーフ プラン ブレース、サイド レール、フライ ブレースによってもたらされます。
12 メートルの農業用倉庫から 45 メートルの物流ホールに至るまで、すべての門型フレームは同じ部品セットから組み立てられています。各コンポーネントの機能を理解すると、設計、製造、および現場検査中にエンジニアリングの注意をどこに向けるべきかがわかります。
| コンポーネント | 機能 | 典型的な詳細 |
|---|---|---|
| コラム | 垂木を支え、モーメントをベースに伝達する垂直部材 | UB または UC セクション。高さ4~12m |
| 垂木 | 母屋荷重を柱に伝える傾斜屋根部材 | スパン 12 ~ 45 m。傾斜は5度から10度 |
| 軒のハンチ | 柱と垂木の接合部の深くなったセクションで、ピーク曲げモーメントに耐えます | 奥行き 約スパン/30~スパン/40 |
| 頂点ハンチ | 尾根深部、正モーメントゾーン | 軒のハンチよりも小さい。同じ皿から切り取られることが多い |
| 母屋 | 垂木間のスパン、屋根シートをサポート | Z または C セクション。間隔1.2~2.5m |
| サイドレール | 柱間のスパン、壁被覆材の支持 | Z または C セクション。間隔1.2~2.0m |
| フライブレース | 垂木の内側圧縮フランジを拘束します。 | 母屋線付近のアングルセクション |
| 屋根と垂直ブレース | 縦方向の風荷重を基礎に伝達 | 端部ベイの斜めのアングルまたはフラット |
の 軒のハンチ 設計と製造の両方において特別な注意が必要です。門型フレームの最大曲げモーメントは、柱と垂木の接合部で正確に発生し、その位置で垂木の下部フランジが圧縮されます。正しく比例したハンチは、応力が最も高い部分を正確に断面深くし、断面係数を高め、スパンの残りの部分で鋼材を節約します。ライト ポータル フレームにおけるほとんどの問題は、ハンチが短すぎるか、圧縮フランジが拘束されていないために、この接続で始まります。
ポータル フレームは通常、単一のピッチの曲げとして描画されますが、このファミリにはいくつかの構成が含まれており、それぞれがスパン、用途、およびサイトの制約に従って選択されます。
スパンがロール断面ポータル フレームの実際的な制限を超えるプロジェクト、または重い集中荷重が関係するプロジェクトの場合、通常はトラス フレームがより良い工学的解決策となります。モジュラー鋼橋はその最も明確な例です。トラスの三角格子は、構造の深さを適度に保ちながら、集中した車両の荷重を効率的に処理します。
の cost of a portal frame is strongly influenced by span and bay spacing. The following ranges are what design teams use for early cost planning; they are planning ranges, not design tables.
| 建物の種類 | 典型的なクリアスパン | 一般的な軒の高さ |
|---|---|---|
| 倉庫と物流 | 18~30m | 6~8m |
| 軽工業用 | 15~24m | 5~8m |
| 農業小屋 | 12~24m | 4~6m |
| スポーツホールと格納庫 | 25 ~ 45 m、多くの場合、曲線またはトラス構造 | 7~12m |
| 小売店とショールーム | 12~20m | 4~6m |
初期の見積もりとして、垂木の深さは一般的に次の範囲にあります。 スパン/40 ~ スパン/55 ロールセクションの場合、軒のハンチの深さは約 スパン/30 ~ スパン/40 。柱の深さは通常、垂木の深さに接続の詳細を加えたものの 3 分の 1 から半分です。ベイの間隔は通常 5 m ~ 8 m です。ベイが長くなるとフレームの数は減りますが、母屋が大きくなり、風柱が重くなります。ベイ間隔を変更すると母屋の配管に余分な加工が生じるため、建物全体で同じベイ間隔を維持します。
保守性を考慮して、冷間屋根垂木の実際の垂直たわみ制限は次のとおりです。 L/180~L/240 、一方、軒先での水平方向のドリフトは通常、次の範囲に限定されます。 H/150~H/300 。クレーンの建物はより厳しく、クレーンのクラスに応じて L/300 ~ L/600 となります。これらのたわみ制限は、純粋な強度よりも断面サイズを制御することが多く、特に鋼材の自重が総荷重の大部分を占める長スパンの屋根では当てはまります。
門型フレームプロジェクトは通常、鉄骨の製作を開始する前に下される意思決定中に費用がかかるか困難になります。これらが最も重要な考慮事項です。
の single most common practical mistake in portal frame construction is 内フランジの押さえ忘れ ハンチ近くの垂木の部分。このフランジは軒の領域で圧縮されており、フライ ブレースや同様の拘束がないと、設計モーメントに達する前に部材が横に座屈する可能性があります。修正は安価です。それを省略してもそうではありません。
橋梁や長大橋構造物の鋼部材の評価なら、 モジュール式橋梁建設用鋼梁ガイド 部材の選択、スパンの制限、および防食について実践的な観点から説明します。
の question is not which system is better in general, but which one fits the span, the load pattern, and the budget. The table below compares the two approaches across the criteria that drive real project decisions.
| 基準 | ポータルフレーム | トラスフレーム |
|---|---|---|
| 接続 | モーメントに強い軒継手 | ほとんどがピン留めされた三角ジョイント |
| 材料の一次挙動 | 柱と垂木の曲げ | 部材の軸方向の引張と圧縮 |
| 経済的なスパン範囲 | 12~45m | 30~80m以上 |
| 最適な負荷タイプ | 均一な屋根荷重 | 点荷重、移動荷重、長スパン |
| 製作費 | ジョイントが単純で反復的なため、低い | メンバーとガセットが多いため、より高くなります |
| 勃起速度 | 高速、各曲げのピース数が少ない | より多くのピースを揃えるより遅い |
軽い屋根を持つ通常の 18 ~ 30 m の倉庫は、ほとんどの場合門型フレームにする必要があります。重いクレーンを運ぶ 50 m の屋根付きホール、または車両の荷物を運ぶ高速道路橋の床版は、ほとんどの場合トラスでなければなりません。その理由は、材料効率にあります。トラスでは、部材は軸方向に荷重を支えるため、断面全体が機能しますが、曲げ部材では、材料の大部分にその耐力をはるかに下回る応力がかかります。
プロジェクトが仮橋、長スパンのアクセス ルート、または重量負荷の横断歩道である場合、トラス タイプのモジュラー システムは予測可能な容量と迅速な導入を実現します。の 大スパン重荷重亜鉛メッキベイリー橋 は、まさにその役割のために構築されたトラス構造の典型的な例です。
卸売CB450タイプ大スパン重荷重亜鉛メッキベイリーブリッジメーカー 江蘇中海橋設備有限公司は、中国のCB450タイプ大スパン重荷重亜鉛メッキベイリー橋メーカーおよびOEMメーカーです。 製品を見る→ の erection sequence affects cost, programme, and site safety more than any other activity. A well-planned sequence follows these steps in order.
ステップ 3 ~ 5 では、一時的なサポートが重要です。ポータル フレームは、最初の完全な曲げとそのブレースが所定の位置に設置された後にのみ自立します。フレームのスパンが長いプロジェクト、またはクレーンをすぐに解放する必要があるプロジェクトでは、一時的に強化されたサポートが標準的なソリューションです。の 定格900トンのスーパーベイリー建設サポート この種の仮設鋼材の具体例としては、大大橋や鉄道工事で使用される仮設鋼材が挙げられます。
卸売カスタマイズされた大スパン 900 トン負荷スーパーベイリー建設サポート M 江蘇中海橋設備有限公司は、中国のカスタマイズされた大スパン900トン負荷のスーパーベイリー建設サポートメーカーです。 製品を見る→ 現場での品質管理は主に目視で行われます。ボルトの突出をチェックし、ハンチ近くのすべての母屋ラインにフライ ブレースが取り付けられていることを確認し、ブレースに張力がかかっているかを確認し、ブレースが承認される前に被覆材を固定しないようにします。
の strength of a portal frame is clear, unobstructed space. That single advantage explains its spread across a wide range of building types.
の same engineering principles, rigid connections, steel sections, and corrosion protection also apply outside buildings. Our モジュール式鋼構造システム カバーブリッジアプローチ構造、パイプサポート、仮設プラットフォームをカバーし、ポータルフレームロジックをインフラストラクチャ工事に拡張します。
カスタム鋼構造メーカー、鋼構造システム工場 中国の鉄骨構造メーカーおよび鉄骨構造システムのOEM工場として、中海橋梁設備有限公司はカスタム鋼構造システムに特化しています。 製品を見る→ 橋梁やインフラのプロジェクトでは、ポータル型フレームが仮設アクセス構造物、架設ガントリー、橋梁建設プラットフォームとして登場します。荷重経路と安定性ロジックは建築フレームと同じですが、荷重はより重く、許容差はより厳しくなります。よく計画されたセット 橋梁建設プラットフォームのアプリケーション 危険な水上設置を日常的な吊り上げシーケンスに変えることができます。
門型フレームでは、柱と垂木の間に剛接合部が使用されているため、曲げモーメントが接合部を通じて伝達されます。トラスでは、ピン接続された三角形の部材が使用され、部材には主に軸方向の力がかかります。ポータル フレームは通常、約 40 m スパンまでは安価になります。トラスは、より長いスパン、重い点荷重、橋梁用途に使用されます。
ロールセクションのポータルフレームは、垂木の重量が過剰になる前に 45 ~ 50 m を超えることはほとんどありません。その範囲を超えると、建物の用途が許可する場合、設計者はトラス垂木、セルラー梁、または内部の柱の列に切り替えます。一般的な単径間の鋼製門柱の実用最大値は、トラス式垂木を使用した場合で約 60 m です。
30 m 未満のスパンの場合は、通常は「はい」です。門型フレームは部品の数が少なく、溶接の回数も少なく、接続が簡単で、組み立てが迅速です。 45 m を超える場合、またはクレーンの荷重が大きい場合、トラスは部材が軸方向に荷重を支えるため、多くの場合安価になります。これにより、部材のサイズが大幅に縮小され、余分な製造コストが相殺されます。
モーメント接続は、曲げモーメントだけでなく、軸方向の力やせん断力も伝達します。門型フレームでは、軒の接続はモーメント接続であるため、別のブレースを使用せずに垂木の荷重を柱まで運ぶことができます。接合部にモーメント容量がなければ、フレームは単なる機構となり、安定性を保つために斜めの支柱が必要になります。
それは鋼自体ではなく、主に腐食保護に依存します。溶融亜鉛メッキまたは耐久性のある塗装システムを備えた精巧なポータル フレームは耐久性に優れています。 50年以上 典型的な大気条件では。通常、屋根の被覆材はフレームよりも早く交換する必要があります。フレームの寿命は、コーティングのメンテナンスと結露の制御によって決まります。
建築スタイルのポータル フレームは短いラーメン橋に使用されることがありますが、ほとんどの橋梁ではトラス タイプのモジュラー システムの方が実用的です。プレハブパネルにより、材料の有効活用、浅い構造、予測可能な容量が得られます。一時的または恒久的な鋼橋を迅速に建設する最も一般的な方法は、ベイリー橋などのモジュール式トラス システムを使用することです。の ベイリーブリッジの耐荷重と仕様ガイド 実際に使用される負荷クラスと構成について説明します。