HAISHENG은 중국 철강 구조물 전문 제조업체이자 원스톱 공급업체입니다. 당사의 대형 스팬 강철 공간 프레임 구조(재고 있음)는 특정 그리드 패턴으로 배열되고 용접 또는 볼트 체결 구형 조인트를 통해 연결된 여러 강철 부재로 조립된 일체형 하중 지지 시스템입니다. 공간 트러스 역할을 하며 하중을 전체 구조에 균일하게 분산시킵니다. 긴 경간과 높은 구조적 완전성을 특징으로 하는 이 제품은 기둥이 없는 개방형 건물의 지붕 및 천장 하중 지지 시스템에 널리 사용됩니다.
강철 구조물 설계 표준(GB 50017)에 따라 경간이 60미터 이상인 공간 격자형 지붕 구조물은 대형 강철 공간 프레임 구조물로 분류됩니다. 강철 관형 부재와 구형 조인트로 조립되어 사각형 또는 삼각형 피라미드와 같은 기하학적 시스템으로 구성됩니다. 이는 하중이 전역적으로 분산되고 부재가 주로 축 인장 또는 압축을 받는 정적으로 불확정적인 공간 시스템입니다. 전체적으로 높은 강성을 제공하고 기둥이 없는 개방형 공간을 만들어 경기장, 전시 센터, 고속철도역, 석탄 저장고, 공항 터미널 등에 이상적입니다.
2. 구체적인 정의 : Space Frame Foundation(지지재단)
스페이스 프레임 기초는 스페이스 프레임 베어링을 지지하고 상부 구조의 모든 하중(축력, 전단력, 굽힘 모멘트, 수평력 및 지진력)을 지면으로 전달하는 하부 구조(일반적으로 콘크리트 또는 파일 기반)입니다. 이는 스페이스 프레임의 구조적 기반 역할을 합니다.
· 구조적 특성: 수직 압력, 수평 추력, 양력, 토크를 받습니다. 침하, 높이 및 내장 부품 배치와 관련하여 매우 높은 정밀도가 필요합니다.
· 핵심관리점 : 차등침하로 인해 공간 골조 접합부에 균열이 발생하고 부재의 불안정성이 직접적으로 발생하여 대경간 공간 골조의 성패를 좌우하는 중요한 요소이다.
3. 공통 공간 프레임 용어의 구별
· 스페이스 프레임 본체: 상부 공간 그리드 구조(멤버 + 구형 조인트);
· 스페이스 프레임 베어링(Space Frame Bearing): 스페이스 프레임을 기초에 연결하는 하중 전달 구성 요소입니다.
· 스페이스 프레임 기초: 철근 콘크리트 구조물, 파일 캡 또는 베어링 아래에 위치한 독립된 기초.
완전한 시스템 구성
1부: 상부 공간 프레임 메인 시스템(1차 하중 지지 구조)
1. 구조 시스템(주류 옵션)
· 직교 정사각형 피라미드 공간 프레임: 가장 널리 사용됩니다. 균일한 강성과 편리한 지붕 설치를 제공합니다. 직사각형 설치 공간에 선호되는 선택입니다.
· 대각선 사각 피라미드 공간 프레임: 뛰어난 구조적 성능과 약간 낮은 강철 소비량; 중대형 범위에 적합합니다.
· 삼각형 피라미드 공간 프레임: 높은 공간 안정성; 원형 또는 다각형 발자국에 적합합니다.
· 용접 볼 스페이스 프레임: 고하중, 초대형 경간(80m 이상), 무거운 지붕 시스템 및 고하중 조건에 적합합니다.
· 볼트형 볼 공간 프레임: 가벼운 하중과 표준 대형 스팬에 적합합니다. 공장 사전 제작, 현장 조립, 신속한 시공이 특징입니다.
2. 주요재료 구성(표준사양)
· 부재: 이음매 없는 강철 파이프 또는 직선 심 용접 파이프; 재질: Q355B(대형 스팬의 주류); 공통 사양: Φ114×4, Φ140×6, Φ159×8, Φ219×10; Q235B는 더 작은 범위에 사용될 수 있습니다.
· 조인트볼:
o 볼트형 볼: Φ200–Φ400; 벽 두께 ≥12mm; 재질: Q355B.
o 용접된 공: Φ250–Φ500; 벽 두께 ≥14mm; 내부 보강 리브가 포함되어 있습니다.
· 커넥터: 등급 10.9 고강도 볼트(스페이스 프레임에 특화); 일치하는 원추형 헤드, 엔드 플레이트, 슬리브 및 고정 나사가 포함됩니다.
3. 지붕 및 인클로저 구성요소(완전한 지붕 시스템)
· 지붕 패널: 스탠딩 심 알루미늄-마그네슘-망간 패널, 프로파일 컬러 강판 및 채광 패널(국산화).
· 2차 지붕 구조: C/Z 단면 강철 도리(Q355B 용융 아연 도금, 코팅 두께 ≥80μm), 지붕 타이 로드 및 스트럿.
· 방수 및 단열: 암면 또는 유리솜 단열층, 방수 통기성 멤브레인, 홈통, 하향관 및 용마루 캡.
Part II: 공간 프레임 베어링 시스템(상부 구조물과 하부 구조물 사이의 하중 전달을 위한 코어)
베어링은 스페이스 프레임과 콘크리트 기초 사이의 유일한 하중 전달 노드 역할을 합니다. 장경간 구조에 대한 선택은 특정 하중 요구 사항을 기반으로 해야 합니다.
1. 평판 압축 베어링: 수직 압축만 견딜 수 있습니다. 가장자리 지지대와 수평력이 낮은 영역에 사용됩니다.
2. 단방향/양방향 슬라이딩 베어링: 열 응력을 완화하고 열팽창/수축을 수용합니다. 장거리 공간 프레임에 필수적입니다.
3. 힌지 베어링(구형 힌지 베어링): 회전 및 다방향 힘 전달이 가능합니다. 모서리, 수평력이 높은 지역, 엄격한 내진 요구 사항이 있는 지역에서 사용됩니다.
4. 인장 베어링(양상 방지 베어링): 처마, 캔틸레버 및 바람 흡입이 심한 부위에 사용되어 스페이스 프레임이 들리는 것을 방지합니다.
베어링 부속품: 베이스 플레이트, 보강 리브, 앵커 볼트 및 조정 심(레벨링 및 높이 조정용).
파트 III: 하부 기초 시스템
선택은 지질학적 조건, 범위 및 하중 분류를 기반으로 합니다. 장경간 구조에 대한 일반적인 선택은 파일 + 파일 캡 조합입니다.
I. 일반적인 기초 유형
1. 철근 콘크리트 분리 기반: 60~80m의 경간, 유리한 지질 조건, 적당한 하중.
2. 스트립 기초(연속 기반): 길쭉한 공간 프레임, 연속 지지대, 높은 수평 힘 저항 요구 사항.
3. 말뚝 캡이 있는 말뚝 기초(장경간에 선호됨): 경간이 80m를 초과하고, 연약한 토양 기초, 무거운 하중, 높은 지진 강도 구역.
o 파일 유형: 지루한 현장 타설 파일, 프리캐스트 파이프 파일.
o 파일 캡: 정사각형/직사각형 철근 콘크리트 파일 캡(C30/C35 콘크리트).
4. 뗏목 기초: 매우 넓은 표면적, 복잡한 지질 조건 및 차등 침하 제어에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 프로젝트입니다.
II. 핵심 기초 구조 및 내장 부품
1. 콘크리트 강도 : 파일캡/기초본체 C30~C35; 블라인드 콘크리트 C15;
2. 기초 내장 부품:
o 지지대용 내장 강판: 두께 16-20mm, 파일 캡 보강재에 용접됨;
o 내장된 앵커 볼트: 스페이스 프레임 지지대를 고정합니다. 너트와 베어링 플레이트가 완비된 Q355 강철 볼트;
3. 정밀제어(대경간 구조물의 필수기준) :
o 축 편차 ≤ ±5 mm;
o 상단 표면 고도 편차 ≤ ±3 mm;
o 동일한 범위 내에서 지지대 간의 높이 차이가 2mm 이하입니다.
4부: 버팀대 및 안정성 시스템
대형 스팬 강철 공간 프레임 구조는 상당한 높이와 상당한 수평력(바람, 지진)을 수반합니다. 포괄적인 안정성 시스템이 필수입니다.
1. 내부 공간 프레임 버팀 부재: 상부 코드와 하부 코드 사이의 수직/대각선 웹 부재(스페이스 프레임에 일체형);
2. 기둥 간 버팀대: 종방향 수평 힘에 저항하기 위해 콘크리트 기둥 사이의 교차 버팀대(앵글 강철 또는 강철 파이프)입니다.
3. 지붕 수평 버팀대: 상현재 평면 내의 수평 타이 로드 및 대각선 버팀대로 견고한 지붕 다이어프램을 형성합니다.
4. 처마 가장자리 및 박공 끝 공간 프레임: 끝 부분을 닫고 전반적인 강성을 강화하며 바람 하중에 저항합니다.
5. 무릎 버팀대/타이 로드: 도리를 위한 측면 안정성 구성 요소(경량 강철 지붕과 동일한 논리를 따름).
파트 V: 부식 방지, 화재 방지 및 낙뢰 방지 시스템
1. 부식 방지
· 공장에서 만든 부품: 전체적으로 용융 아연 도금(아연 코팅 두께 ≥85μm); 해안 또는 화학 산업 지역의 두께 증가;
· 현장 용접 및 수리 용접 부위: 녹 제거를 위한 연마 분사 + 아연이 풍부한 에폭시 프라이머 + 탑코트;
· 구형 노드 및 볼트: 공장에서 아연 도금; 코팅을 손상시키는 현장 절단은 금지됩니다.
2. 화재 예방
· 건물의 화재 등급에 따라 특수 난연성 코팅(초박형 또는 박막형)을 적용합니다. 1.0~2.0시간의 내화 등급;
· 코팅 지지대, 내장 부품 및 볼트에 특별한 주의를 기울이십시오. 3. 번개 보호
·스페이스 프레임의 상단 코드는 수뢰부 시스템 역할을 합니다.
·지지대, 앵커 볼트 및 기초 보강을 통해 형성된 인하도선;
·기초 내에 설치되어 건물의 주요 낙뢰 보호 네트워크에 연결되는 접지 전극입니다.
6부: 설치 및 시공 지원
1. 설치 방법 : 고고도 개별 조립, 모듈 식 호이스트, 일체형 리프팅, 누적 슬라이딩 (대규모 스팬의 주류)
2. 핵심 장비: 토탈 스테이션, 레벨, 토크 렌치, 유압 리프팅/슬라이딩 시스템, 대형 크레인, 갠트리 크레인;
3.보조 재료: 고강도 볼트, 실런트, 심, 임시 지지 프레임, 가이 와이어용 특수 윤활제.
전체 구성 요소 목록
1.상부 공간 프레임: 강철 튜브 부재 + 볼트 체결된 구체/용접된 구체 + 고강도 볼트 + 원추형 헤드/엔드 플레이트;
2.루핑 시스템: 지붕 패널 + C/Z 도리 + 단열 및 방수 + 홈통 및 하향관;
3. 내하중 지지대: 고정/미끄러짐/구형/상승 방지 지지대 + 앵커 볼트 + 내장 강판;
4.하부구조/기초: 분리된 기초/스트립 기초/파일 캡(철근 + 콘크리트 + 내장 부품);
5. 안정성 버팀대 : 기둥 간 버팀대, 지붕 수평 버팀대, 박공 끝 공간 프레임;
6. 보호 시스템: 용융 아연 도금(부식 방지), 내화 코팅, 낙뢰 보호 및 접지;
7. 설치 보조 장치: 임시 지지대, 게양 장비, 측량 장비, 고정 하드웨어.
표준 경량 강철 지붕과 대형 스팬 강철 공간 프레임 구조
·표준 경량 강철 지붕: 주로 포털 고정 프레임; 스팬 < 60m; 공간 격자 시스템이 부족합니다.
·대형 스팬 강철 공간 프레임 구조: 스팬 ≥ 60m; 공간 격자 구조; 완전한 공간적 하중 지지 작용에 의존합니다. 기초, 지지대 및 정밀도에 대한 요구 사항은 경강 구조물에 대한 요구 사항보다 훨씬 높습니다.
핵심 장점
1. 초대형 스팬 기능으로 기둥 없는 설계가 가능해 내부 공간 활용도가 극대화됩니다.
2. 3차원 구조 거동으로 균형 잡힌 하중 분포를 보장하고 지진력 및 풍압에 대한 탁월한 저항력을 보장합니다.
3. 가볍지만 단단함; 구조는 전반적인 변형과 처짐에 저항합니다.
4. 공장에서 사전 제작된 구성 요소를 사용하면 현장에서 신속하게 조립할 수 있습니다.
5. 유연한 형상은 평면, 곡선, 구형 및 불규칙한 돔을 포함한 다양한 모양을 지원합니다.
6. 안정적이고 내구성이 뛰어난 구조; 내식성 처리를 하면 수명이 길어집니다.
하이라이트 차별화
I. 구조적 성능의 장점
1. 3차원 하중 분포: 포털 프레임이나 솔리드 웹 빔(굽힘 및 전단에 영향을 받음)과 달리 공간 프레임의 부재는 주로 축방향 장력과 압축을 경험합니다. 이는 효율적인 재료 활용과 자중 감소를 보장합니다. 초대형 스팬의 하중은 지지대 전체에 고르게 분산되어 점 하중을 최소화하고 기초 비용을 절감합니다.
2. 매우 정적으로 부정확한 구조: 상당한 안전 중복성을 제공합니다. 단일 구성원의 실패로 인해 전체 붕괴가 발생하지는 않습니다. 지진, 바람, 눈, 고르지 못한 정착에 대한 저항 면에서 평면 트러스 및 포털 프레임보다 성능이 뛰어나 경기장, 석탄 저장고 및 공항 터미널과 같은 주요 공공 건물에 이상적입니다.
3. 기둥이 없는 넓은 공간: 60~150m의 명확한 범위를 쉽게 달성합니다. 대조적으로, 포털 프레임은 일반적으로 36미터 이하의 경제적인 스팬 제한을 가지며, 대형 스팬 강철 트러스는 종종 비용 효율성이 부족합니다. 스페이스 프레임은 넓고, 방해받지 않고, 기둥이 없는 인테리어를 제공합니다.
II. 재료 및 비용 하이라이트
1. 등가 경간에 대한 철강 소비 감소
넓은 경간 적용의 경우 투영 면적 단위당 강철 소비량은 강철 트러스 또는 솔리드 웹 지붕 빔보다 낮습니다. 볼트볼 공간 프레임은 표준화된 공장 대량 생산과 주요 자재(강관 및 강구)의 대량 조달을 통한 저렴한 비용의 이점을 제공합니다.
2. 광범위한 부하 적응성
경량 유리 지붕부터 견고한 건조 석탄 창고 및 장비 지지 지붕에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 더 가벼운 하중에는 Q235 강철을 사용하고 더 무거운 하중에는 Q355를 사용하여 비용을 제어하기 위해 재료 선택을 유연하게 조정할 수 있습니다.
III. 생산 및 가공 하이라이트
1. 표준화된 공장 조립식 볼트 볼 공간 프레임: 강철 튜브 부재는 길이에 맞게 절단되고, 콘 헤드와 엔드 플레이트는 사전 조립되고, 강철 볼은 모두 작업장 내에서 탭핑된 후 분류 및 포장됩니다. 현장 작업은 최소한의 용접만으로 고강도 볼트를 조립하고 조이는 것으로 제한됩니다. 대조적으로, 트러스와 견고한 프레임에는 광범위한 현장 접합과 용접이 필요한 경우가 많습니다.
2. 높은 구성요소 다양성: 단일 공간 프레임은 제한된 범위의 볼, 볼트 및 강철 튜브 사양을 활용하여 부품의 높은 호환성을 보장합니다. 이를 통해 대량 생산, 재고 관리, 향후 유지 관리 또는 교체가 용이해집니다.
IV. 구성 및 설치 차이점
1. 유연하고 다양한 설치 방법: 높이에 따른 개별 조립, 블록 리프팅, 일체형 유압 리프팅, 누적 슬라이딩과 같은 다양한 기술을 통해 넓은 경간, 초고층 또는 제한된 공간에서 시공이 가능합니다. 반대로, 포털 고정 프레임과 트러스는 크레인 작동 반경에 의해 크게 제한됩니다.
2. 제어 가능한 건설 속도: 동시 공장 제작과 현장 조립으로 전체 프로젝트 일정이 단축됩니다. 광범위한 현장 용접이 없기 때문에 결함 탐지 및 부식 방지 재작업의 필요성이 줄어듭니다.
V. 지붕 및 건축 형태의 장점
1. 높은 성형성: 직사각형, 원형, 타원형, 구형 및 이중 곡선 모양을 모두 얻을 수 있습니다. 견고한 프레임과 평면 트러스는 넓은 범위의 곡선 지붕을 만드는 데 어려움을 겪으며 공간 프레임은 전시 센터 및 스포츠 경기장과 같은 독특한 모양의 구조물에 이상적입니다.
2. 편리한 지붕 레이아웃: 상현재 노드의 균일하고 규칙적인 배열은 도리, 지붕 패널 및 채광창 스트립의 질서 있는 배치를 용이하게 합니다. 이는 지붕 인클로저 구성을 단순화하고 배수 시스템 및 채광창 레이아웃 설계에 더 큰 유연성을 제공합니다.
6. 내구성의 장점: 부식 방지 및 화재 방지
1. 가늘고 균일한 부재 및 성숙한 용융 아연 도금: 강철 튜브와 볼은 구조적 부분에서 발견되는 "데드 존" 없이 공장에서 완전히 용융 아연 도금될 수 있으므로 H-섹션 견고한 프레임에 비해 우수한 부식 방지 품질을 얻을 수 있습니다. 이는 해안 또는 화학적으로 부식성이 있는 환경에서 뚜렷한 서비스 수명 이점을 제공합니다.
2. 난연성 코팅의 손쉬운 적용: 개별 부재와 관리 가능한 표면적을 갖춘 박막 난연성 코팅의 적용은 대형 솔리드 웹 빔과 기둥을 코팅하는 것보다 재료 효율적이고 빠릅니다.
Ⅶ. 건설 후 O&M의 하이라이트
1. 지붕 유지 관리 부하가 적고 경량입니다. 유지 보수 통로를 위한 간단한 레이아웃;
2. 명확한 구조적 동작; 지붕을 대대적으로 해체하거나 개조하지 않고도 손상된 개별 부재를 특정 지점에서 교체할 수 있어 유지 관리 비용이 저렴합니다.
Ⅷ. 경쟁 시스템과의 간략한 비교
1. 포털 고정 프레임: 중소 규모 범위에 적합합니다. 평면 구조 거동; 굴곡 부재에 의존합니다. 저렴한 비용; 36m를 초과하는 경간에서는 비용 효율성이 급격히 떨어집니다.
2. 강철 트러스: 평면 구조 거동; 약한 측면 강성; 넓은 범위에 대한 높은 자중; 상당한 현장 용접이 필요합니다.
3. 강철 공간 프레임: 공간 구조적 거동; 초대형 스팬에 선호되는 선택; 높은 강성; 유연한 기하학; 높은 안전마진.
표준 제작 공정
I. Steel Ball 제작 공정
1. 절단 및 단조: 원형 강철 막대 스톡 절단 → 중주파 가열 및 거친 강철 볼 블랭크로 단조;
2. 가공: 구형 표면의 선반 터닝 → 도면에 따라 인덱싱 드릴링 머신을 사용하여 볼트 구멍의 다중 각도 드릴링 및 태핑;
3. 검사 및 NDT: 스레드 검사; 균열을 탐지하기 위한 자분탐상검사(MPT);
4. 부식 방지 : 전체 용융 아연 도금.
용접 볼: 강판을 두 개의 반구로 스탬핑 → 베벨링 → 내부 링 보강재 조립 → 반구 결합을 위한 서브머지드 아크 용접 → NDT → 연삭 → 아연 도금.
II. 스페이스 프레임 부재 제작 공정
1. 강관 절단: CNC 톱을 사용하여 이음매 없는 파이프 또는 용접 파이프를 고정 길이 절단합니다. 용접 수축 허용치가 포함됩니다. 편평한 끝면;
2. 콘 헤드 및 엔드 플레이트 제작: 단조품을 성형하기 위한 터닝;
3. 조립 및 용접: 파이프 끝 부분에 콘 헤드/엔드 플레이트를 사전 조립합니다. 툴링을 통한 포지셔닝; 완전 침투 CO2 원주 용접;
4. 용접 NDT: 중요한 대형 스팬 부재에 대한 초음파 테스트(UT); 등급 II 용접에 대한 부분 점검;
5. 교정 및 녹 제거: 멤버 교정; Sa2.5 등급의 쇼트 블라스팅;
6. 부식 방지 : 전체 용융 아연 도금.
III. 고강도 볼트 어셈블리 가공
1. 둥근 강철 절단 → 담금질 및 템퍼링 → 외부 선삭 → 나사 압연;
2. 경도 테스트, 결함 탐지 및 용융 아연 도금; 일치하는 슬리브와 고정 나사를 동시에 처리하고 아연 도금합니다.
IV. 공장 사전 조립
1. 지그에서 시험 조립할 표준 장치 1~2개를 선택합니다.
2. 볼홀 정렬, 볼트 삽입 깊이 및 전체 부재 길이를 확인합니다.
3. 원활한 현장 조립을 위해 비표준 부품의 치수를 조정합니다.
V. 포장 및 분류
영역 및 사양별로 구성 요소 번호를 매깁니다. 부재, 강철 볼 및 볼트를 별도로 포장하고; 축 번호로 표시합니다.
6. 현장 조립 절차
1. 측량 및 배치 지지대의 수평 조정 및 위치 지정;
2. 건설 계획에 따른 실행: 높이에서 개별 조립 / 블록 리프팅 / 일체형 리프팅;
3. 하현재 볼과 부재를 먼저 조립 → 웹부재 설치 → 상현재 조립; 토크 렌치를 사용하여 10.9등급 고강도 볼트를 조여 토크를 설계합니다.
4. 세부항목 검사, 용접부 부식방지 코팅 터치업 및 내화코팅 적용.
참고: 용접 볼 공간 프레임의 차이점
현장에서 조인트의 완전 관통 용접; 모든 용접 패스에 대한 결함 탐지; 고강도 볼트 조임 공정이 없습니다.
주요 성능 매개변수
I. 주요 구성 요소의 기하학적 사양
1. 스페이스 프레임 강철 관형 멤버(Q235B/Q355B, Q355B는 넓은 범위에 선호됨)