Language

+86-511-84522866
Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd.

Știri din industrie

Acasă / Știri / Știri din industrie / Construcția cadrului portalului: proiectare, deschideri, componente și sisteme din oțel

Construcția cadrului portalului: proiectare, deschideri, componente și sisteme din oțel

Autor: Admin Date: Aug 10,2026

Ce este un cadru de portal?

Un cadru portal este un sistem structural rigid din oțel în care coloanele verticale se conectează la căpriori orizontale sau înclinate îmbinări rezistente la momente . Deoarece conexiunea coloană-capriori transferă momentul de încovoiere în loc de doar forța verticală, cadrul rezistă la vânt, zăpadă, macara și încărcături de pe acoperiș fără a necesita contravântuiri diagonale separate.

Concluzia practică vine pe primul loc: dacă aveți nevoie de o clădire cu un singur etaj, cu o suprafață largă, fără coloane, un cadru de portal din oțel este în mod normal cel mai economic sistem structural poti specifica. Acesta este motivul pentru care ramele de portal rămân soluția dominantă de încadrare pentru depozite, ateliere, hangare și clădiri agricole în aproape orice piață cu un sector activ de construcții din oțel.

Geometria este înșelător de simplă. Două coloane și două căpriori formează o îndoire rigidă. Un rând de curburi, conectate prin pane și șine laterale, formează structura primară și secundară a clădirii. Conexiunea momentului de la streașină este creată cu o cotă, o adâncire conică a secțiunii căpriorii unde se întâlnește cu coloana. Cota împrăștie momentul încovoietor de vârf pe o lungime mai mare de oțel și împiedică conexiunea să devină un punct fragil.

Echipele de șantier preferă sistemul deoarece detaliile sunt familiare, fabricarea este simplă și secvența de montaj este rapidă. Spre deosebire de un cadru spațial sau de o structură de zăbrele complexă, un portal îndoit poate fi înșurubat împreună pe sol, verificat pentru potrivire și ridicat ca o singură bucată. Acest simplu fapt este ceea ce menține timpul de construcție scurt și controlul calității eficient.

Cum transportă încărcături un cadru de portal

Calea de încărcare a unui cadru portal explică de ce se comportă ca o singură structură continuă. Fiecare sarcină care ajunge pe acoperiș coboară în cele din urmă până la fundație prin aceeași secvență:

  1. Plăcile acoperișului și izolația transferă zăpada, ploaie și sarcinile de întreținere către pane.
  2. Pane se întind între căpriori și trec sarcinile pe flanșa superioară a căpriorii.
  3. Căpriorii se îndoaie între coada streașinii și vârf, iar momentul de încovoiere la streașină crește odată cu deschiderea.
  4. Conexiunea momentului din partea superioară a coloanei trece acel moment de încovoiere în coloană.
  5. Coloana se comportă ca o grindă verticală, aplecându-se peste înălțimea sa și transferând sarcina la bază.
  6. Placa de bază și șuruburile de ancorare furnizează forțele într-un suport din beton armat.

Cele două decizii care modifică cel mai mult distribuția forțelor interne sunt cele conexiune de bază iar cel geometria hanchului . O bază prinsă este proiectată pentru a transfera doar forța axială și forfecarea. Are o placă de bază mai mică, mai puține șuruburi de ancorare și o bază de beton mai mică, motiv pentru care este implicită pentru majoritatea cadrelor cu deschidere între 12 m și 25 m. O bază fixă ​​rezistă rotației la piciorul coloanei, ceea ce reduce momentul la streașină și poate economisi oțel în stâlpi înalți, dar costă mai mult în fundații. Alegerea este una economică, nu o preferință tehnică.

Încărcările orizontale, cum ar fi vântul, acțiunea seismică și supratensiunea macaralei sunt rezistate acțiunea cadrului . Vântul de pe peretele lateral îndoaie coloana, momentul trece prin coapsă în căprior, iar legătura de vârf echilibrează momentele opuse ale celor două jumătăți de căpriori. Îndoirea este stabilă în propriul plan; stabilitatea perpendiculară pe cadru provine din contravântuirea planului acoperișului, șinele laterale și bretelele.

Componentăele de bază ale unei clădiri de cadru de portal

Fiecare cadru de portal, de la o magazie agricola de 12 m la o hala de logistica de 45 m, este asamblat din acelasi set de piese. Înțelegerea a ceea ce face fiecare componentă vă spune unde ar trebui să se îndrepte atenția inginerească în timpul proiectării, fabricării și inspecției la fața locului.

Componentele principale ale cadrului portalului și rolurile lor structurale
Component Funcția Detaliu tipic
Coloane Element vertical care susține căprioria și transferă momentul la bază secții UB sau UC; inaltime de la 4 la 12 m
Căpriori Element de acoperiș înclinat care transportă încărcăturile panei către coloane deschidere 12 până la 45 m; pantă 5 până la 10 grade
Cota de streașină Secțiune adâncită la joncțiunea coloană-capriori, rezistând momentului de încovoiere de vârf Adâncime aproximativ span/30 până la span/40
Cota de apex Secțiune adâncită la creastă, zonă de moment pozitiv Mai mic decât cota de streașină; deseori tăiate din aceeași farfurie
Pane Spațiu între căpriori, suport pentru acoperiș secțiuni Z sau C; distanță între 1,2 și 2,5 m
Sine laterale Interval între coloane, placarea peretelui de susținere secțiuni Z sau C; distanță între 1,2 și 2,0 m
Fly bretele Strângeți flanșa de compresie interioară a căpriorii Secțiuni unghiulare lângă liniile de pană
Acoperiș și contravântuire verticală Transferați sarcinile longitudinale ale vântului pe fundații Unghiuri diagonale sau plate în tragurile de capăt

The streașină coapsă merită o atenție specială atât în timpul proiectării, cât și al fabricării. Momentul maxim de încovoiere într-un cadru portal are loc exact la joncțiunea coloană-capriori, iar în acea locație flanșa inferioară a căpriorii este în compresie. O cotă corect proporțională adâncește secțiunea exact acolo unde solicitarea este cea mai mare, ridicând modulul secțiunii și economisind oțel pe restul travei. Cele mai multe probleme la ramele ușoare de portal încep de la această conexiune, fie din cauza căreia este prea scurtă, fie pentru că flanșa de compresie nu a fost reținută.

Principalele tipuri de cadre de portal

Cadrele de portal sunt de obicei desenate ca o singură curbă, dar familia include mai multe configurații, fiecare selectată în funcție de constrângerile, utilizarea și amplasamentul.

  • Cadru portal cu o singură travă - alegerea clasică pentru deschideri libere de 12 până la 30 m: un acoperiș înclinat, două coloane, fără coloane interioare, cele mai simple detalii și cel mai mic cost de fabricație.
  • Cadru portal cu mai multe deschideri - mai multe rame rigide așezate unul lângă altul, împărțind coloane interne. Acesta este răspunsul economic pentru plăcile de podea largi, unde o linie de coloane interne este acceptabilă.
  • Cadru portal conic - secțiunile coloanei și adâncimile căpriorii se îngustează spre vârf, economisind greutatea pe deschideri lungi și coloane înalte în schimbul unei fabricări mai complexe.
  • Cadru de portal curbat - căpriorii urmează o rază, oferind o linie distinctă a acoperișului arcuit pentru hangare, săli de sport și clădiri de valoare arhitecturală.
  • Cadru de portal înclinat - un cadru cu o singură pantă atașat la un perete mai înalt sau la o clădire existentă, folosit în mod obișnuit pentru extinderi și pasarele acoperite.
  • Cadru portal cu baldachin - un cadru mai puțin adânc, adesea cu o singură pantă, pentru benzi de încărcare, stații de combustibil și parcare acoperită, cu încărcături mai ușoare și detalii de bază mai simple.
  • Cadru de portal de ferme - un cadru de portal al cărui căprior sau coloană este înlocuită cu o ferme. Este utilizat atunci când travele trec aproximativ 40 m sau când trebuie transportate sarcini punctuale grele de pe pistele macaralei și echipamente suspendate.

Pentru proiectele în care deschiderea depășește limita practică a unui cadru de portal cu secțiune laminată sau în care sunt implicate sarcini concentrate grele, un cadru de ferme este de obicei răspunsul ingineresc mai bun. Podurile modulare din oțel sunt exemplul cel mai clar: zăbrelele triunghiulare ale fermei gestionează eficient sarcinile concentrate ale vehiculului, păstrând în același timp adâncimea structurală rezonabilă.

Spații tipice, spațiere și proporții

Costul unui cadru portal este puternic influențat de distanța dintre deschideri și travee. Următoarele intervale sunt cele folosite de echipele de proiectare pentru planificarea timpurie a costurilor; sunt game de planificare, nu mese de design.

Intervale practice pentru tipurile obișnuite de construcție cu cadru de portal
Tip clădire Interval clar tipic Înălțimea tipică de streașină
Depozit si logistica 18 până la 30 m 6 până la 8 m
Industria usoara 15 până la 24 m 5 până la 8 m
Magazine agricole 12 până la 24 m 4 până la 6 m
Săli de sport și hangare 25 până la 45 m, deseori curbat sau strâns 7 până la 12 m
Comert cu amanuntul si showroom 12 până la 20 m 4 până la 6 m

Ca o estimare timpurie, adâncimea căpriorii este de obicei în intervalul de span/40 până la span/55 pentru secțiunile rulate, iar adâncimea streașinii este de aproximativ span/30 până la span/40 . Adâncimea coloanei este de obicei de o treime până la jumătate din adâncimea căpriorii plus detaliile de conectare. Distanța dintre golfuri se încadrează de obicei între 5 m și 8 m: golfurile mai lungi reduc numărul de cadre, dar forțează pane mai mari și coloane de vânt mai grele. Păstrați aceeași distanță între compartimente pentru întreaga clădire, deoarece schimbarea acesteia creează o fabricație suplimentară în porțiunile de pane.

Pentru funcționalitate, limita practică de deviere verticală pentru căpriorii cu acoperiș rece este L/180 până la L/240 , în timp ce deriva orizontală la streașină este de obicei limitată la H/150 până la H/300 . Clădirile de macarale sunt mai stricte, de la L/300 până la L/600 în funcție de clasa macaralei. Aceste limite de deformare controlează dimensiunea secțiunii mai des decât rezistența pură, în special pe acoperișurile cu deschidere lungă, unde greutatea proprie a oțelului este o mare parte din sarcina totală.

Considerații cheie de proiectare înainte de începerea fabricării

Un proiect de cadru portal devine de obicei costisitor sau dificil în timpul deciziilor luate înainte de începerea fabricării oțelului. Acestea sunt considerentele care contează cel mai mult.

  • Combinații de încărcare. Proiectarea trebuie să ia în considerare sarcina moartă, sarcina impusă, vânt, zăpadă și, acolo unde este cazul, acțiunile macaralei și seismice, combinate în cel mai prost aranjament credibil. Pe acoperișurile cu deschidere largă, ridicarea vântului guvernează adesea proiectarea panelor și plăcilor de bază, mai degrabă decât sarcina în jos.
  • Oțel de calitate și protecție împotriva coroziunii. Clasele structurale obișnuite sunt S235, S275 și S355. Pentru cadre expuse în medii de coastă, chimice sau cu umiditate ridicată, galvanizare la cald este solutia practica. Un strat galvanizat protejează oțelul timp de zeci de ani și înlătură necesitatea revopsirii periodice.
  • Concentrare și stabilitate. Cadrul are nevoie de contravântuiri în planul acoperișului în tragurile de capăt, contravântuiri verticale între stâlpi, contravântuiri pentru a reține flanșa interioară a căpriorii și suficientă robustețe pentru a face față unei defecțiuni localizate fără prăbușire.
  • Fundații. Piesele de bază, plăcile de bază, șuruburile de ancorare și grinzile de legătură trebuie proiectate pentru reacțiile reale ale bazei. O bază fixată are nevoie de o bază modestă; o bază fixă ​​are nevoie de una mai mare. Creșterea fixității de bază pentru a economisi oțel rareori economisește costul total al proiectului.

Cea mai frecventă greșeală practică în construcția cadrului portal este uitând să rețină flanșa interioară a căpriorii de lângă coapsă. Acea flanșă este în compresie în regiunea streașinii și, fără un suport pentru muște sau o reținere similară, elementul se poate prinde lateral înainte de a ajunge la momentul de proiectare. Remedierea este ieftină; omiterea nu este.

Dacă evaluați elemente de oțel pentru un pod sau o structură cu deschidere lungă, sistemul nostru ghid pentru grinzi de oțel pentru construcția de poduri modulare explică selecția elementelor, limitele de acoperire și protecția împotriva coroziunii în termeni practici.

Cadru portal sau cadru truss: care câștigă?

Întrebarea nu este care sistem este mai bun în general, ci care se potrivește intervalului, modelului de încărcare și bugetului. Tabelul de mai jos compară cele două abordări pe baza criteriilor care conduc deciziile reale de proiect.

Comparație dintre cadrele portal și cadrele ferme pentru structurile tipice din oțel
Criteriu Cadrul portalului Cadru de truss
Conexiuni Articulații de streașină rezistente la moment În mare parte, îmbinări triunghiulare prinse
Comportamentul materialului primar Îndoirea în coloane și căpriori Tensiune și compresie axială în elemente
Interval economic 12 până la 45 m 30 până la 80 m sau mai mult
Cel mai bun tip de încărcare Sarcini uniforme pe acoperiș Sarcini punctuale, sarcini mobile, deschideri lungi
Costul de fabricație Scăzut, deoarece articulațiile sunt simple și repetitive Mai sus, din cauza multor membri și gușe
Viteza de erecție Rapid, cu puține bucăți pe îndoire Mai lent, cu mai multe piese de aliniat

Un depozit obișnuit de 18 până la 30 m cu un acoperiș ușor ar trebui să fie aproape întotdeauna un cadru de portal. O hală acoperită de 50 m care transportă o macara grea sau o tablă de pod de autostradă care transportă încărcături de vehicule, ar trebui să fie aproape întotdeauna o ferme. Motivul este eficiența materialului: într-o ferme, elementele suportă sarcini axial, astfel încât întreaga secțiune transversală funcționează, în timp ce un element de îndoire are o mare parte din material solicitat mult sub capacitatea sa.

Atunci când proiectul este un pod temporar, o rută de acces lungă sau o traversare cu încărcături grele, un sistem modular de tip truss oferă o capacitate previzibilă și o implementare rapidă. The pod Bailey galvanizat cu sarcină mare, cu deschidere mare este un exemplu tipic de structură de ferme construită pentru această sarcină exactă.

Wholesale CB450 Type Large Span Heavy Load Galvanized Bailey Bridge Manufacturer Producător de poduri Bailey galvanizate, tip CB450, cu deschidere mare, sarcină grea Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. este un producător din China CB450 tip CB450, producători de poduri Bailey galvanizate cu sarcină grea, cu deschidere mare... Vizualizare produs →

Construcție și montare: pas cu pas

Secvența de montaj afectează costul, programul și siguranța locului mai mult decât orice altă activitate. O secvență bine planificată urmează acești pași în ordine.

  1. Fundații. Socluri turnate cu șuruburi de ancorare setate la geometria plăcii de bază. Verificați pozițiile șuruburilor înainte ca betonul să se întărească.
  2. Ansamblu la sol. Așezați coloane, căpriori și cote pe pământ și înșurubează cele două jumătăți de căpriori și cota într-o singură îndoire, acolo unde este posibil.
  3. Erectarea coloanei. Ridicați fiecare coloană pe șuruburile de ancorare și țineți-o cu elemente temporare înainte de a pune capriorul.
  4. Ridicarea cadrului. Pentru un cadru mic, curba completă este ridicată și înșurubat. Pentru deschideri mari, ridicați fiecare coloană și jumătate de căpriori separat și faceți conexiunea la vârf în aer.
  5. Strângerea. Conexiunile cu șuruburi de înaltă rezistență sunt strânse în succesiune din punctul cel mai rigid spre exterior. Îmbinările critice de alunecare sunt marcate și verificate după strângere.
  6. Oțel secundar. Instalați pane și șine laterale, folosindu-le pentru a alinia cadrele adiacente înainte ca placarea să continue.
  7. Concentrarea. Instalați contravântuirea planului acoperișului și contravântuirea verticală înainte de a elibera macaraua. Structura nu este stabilă până când acestea sunt complete.
  8. Placarea. Fixați foile de acoperiș, izolația, panourile de perete și slipurile într-o secvență care menține interiorul etanș la intemperii cât mai devreme posibil.

În timpul pașilor de la 3 la 5, sprijinul temporar este esențial. Un cadru portal devine autoportant numai după ce prima îndoire completă și contravântuirea acestuia sunt la locul lor. La proiectele în care deschiderile cadrului sunt lungi sau în care macaraua trebuie eliberată rapid, un suport temporar rigidizat este soluția standard. The Suport de construcție super Bailey evaluat la 900 de tone folosit la lucrările de poduri și căi ferate cu deschidere mare este un exemplu practic al acestui tip de oțel temporar.

Wholesale Customized Large Span 900 Ton Load Super Bailey Construction Support M Suport de construcție Super Bailey, personalizat cu ridicata, cu deschidere mare de 900 de tone, M Jiangsu Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd. este un producător de asistență pentru construcție Super Bailey de 900 de tone, personalizat, cu deschidere mare... Vizualizare produs →

Controlul calității la fața locului este în cea mai mare parte vizual: verificați proeminențele șuruburilor, confirmați că sunt montate brațuri la fiecare linie de pană din apropierea cotei, verificați dacă contravântuirea este tensionată și nu permiteți niciodată fixarea placajului înainte ca contravântuirea să fie oprită.

Aplicații comune ale construcției de cadru de portal

Forța unui cadru portal este spațiul clar, neobstrucționat. Acest singur avantaj explică răspândirea sa într-o gamă largă de tipuri de clădiri.

  • Depozite și centre de distribuție cu rafturi care necesită podele fără coloane.
  • Ateliere de producție și fabrici în care macaralele, presele și liniile de asamblare dictează structura acoperișului.
  • Clădiri agricole pentru animale, mașini, depozitare cereale și zone acoperite de hrănire.
  • Hangare pentru avioane și săli de sport, unde deschiderea liberă este punctul întreg al clădirii.
  • Unități de vânzare cu amănuntul, showroom-uri și clădiri de servicii care trebuie ridicate în săptămâni, nu în luni.
  • Copertine și cheiuri de încărcare atașate clădirilor mai mari, adesea construite ca cadre pentru baldachin sau copertine.
  • Clădiri de proces industrial cu piste de macarale și instalație grea montată pe acoperiș.

Aceleași principii de inginerie, conexiuni rigide, secțiuni de oțel și protecție împotriva coroziunii se aplică și în exteriorul clădirilor. Al nostru sisteme de structuri modulare din oțel acoperă structurile de apropiere a podurilor, suporturile pentru conducte și platformele temporare, extinzând logica cadrului portalului în lucrările de infrastructură.

Custom Steel Structure Manufacturers, Steel Structure System Factory Producători de structuri de oțel personalizate, fabrică de sisteme de structuri de oțel În calitate de producători de structuri din oțel din China și fabrică OEM de sisteme de structuri din oțel, Zhonghai Bridge Equipment Co., Ltd este specializată în... Vizualizare produs →

În proiectele de poduri și infrastructură, cadrele de tip portal apar ca structuri de acces temporare, poduri de ridicare și platforme de construcție a podurilor transversale. Calea sarcinii și logica de stabilitate sunt identice cu un cadru de clădire, dar sarcinile sunt mai grele și toleranțele mai strânse. Un set bine planificat de aplicații platforme de construcție de poduri poate transforma o instalație riscantă peste apă într-o secvență de rutină de ridicare.

Construcția cadrului portalului: Întrebări frecvente

Care este diferența dintre un cadru portal și o ferme?

Un cadru portal folosește îmbinări rigide între stâlpi și căpriori, astfel încât momentul de încovoiere este transportat prin conexiune. O ferme folosește elemente triangulate cu conexiuni prin știft, iar elementele poartă în mare parte forțe axiale. Cadrele portalului sunt în mod normal mai ieftine până la o lungime de aproximativ 40 m; fermele preiau controlul pentru deschideri mai lungi, sarcini punctuale grele și aplicații în poduri.

Care este lungimea maximă a unui cadru de portal din oțel?

Cadrele de portal cu secțiune rulată depășesc rareori 45 până la 50 m înainte ca greutatea căpriorii să devină excesivă. Dincolo de această gamă, designerii trec la căpriori, grinzi celulare sau o linie internă de stâlpi dacă utilizarea clădirii permite acest lucru. Cadrul maxim practic de portal din oțel cu o singură travă în practica obișnuită este de aproximativ 60 m folosind un căpriori tip ferme.

Sunt cadrele portal mai ieftine decât cadrele ferme?

Pentru deschideri sub 30 m, de obicei da. Un cadru portal are mai puține piese, mai puțină sudură, conexiuni mai simple și o montare mai rapidă. Peste 45 m sau cu încărcături mari ale macaralei, fermă devine adesea mai ieftină, deoarece elementele sale transportă sarcina axială, ceea ce reduce dimensiunile elementelor în mod semnificativ și compensează costul suplimentar de fabricație.

Ce înseamnă o conexiune de moment într-un cadru portal?

O conexiune moment transferă momentul încovoietor, precum și forțele axiale și tăietoare. Într-un cadru portal, conexiunea la streașină este o conexiune momentană, motiv pentru care încărcăturile pe capriori pot fi transportate în jos până la coloană fără o brelă separată. Fără capacitatea de moment la îmbinare, cadrul ar fi un mecanism și ar avea nevoie de contravântuiri diagonale pentru a rămâne stabil.

Cât durează un cadru de portal din oțel?

Aceasta depinde în principal de protecția împotriva coroziunii, nu de oțelul în sine. Un cadru portal bine detaliat cu galvanizare la cald sau un sistem durabil de vopsea durează cu ușurință 50 de ani sau mai mult în condiţii atmosferice tipice. În mod normal, placarea acoperișului va avea nevoie de înlocuire mai devreme decât cadrul; durata de viață a cadrului este guvernată de întreținerea acoperirii și controlul condensului.

Se poate folosi un cadru portal pentru un pod?

Cadrele de portal în stilul clădirii sunt uneori folosite pentru poduri scurte cu cadru rigid, dar pentru majoritatea gamelor de poduri un sistem modular de tip truss este mai practic. Folosiți mai bine materialul, o structură mai mică și o capacitate previzibilă din panourile prefabricate. Cea mai obișnuită modalitate de a construi rapid poduri temporare sau permanente din oțel este cu un sistem de ferme modulare, cum ar fi un pod Bailey; cel Capacitatea de încărcare a podului Bailey și ghid de specificații explică clasele de încărcare și configurațiile utilizate în practică.

Distribuie:
Contactați-ne acum
Produse recomandate
X Facebook
Produse Știri