Budynek biurowy o konstrukcji stalowej zapewniający wytrzymałość i elastyczność

Nowoczesne firmy potrzebują elastycznej i wydajnej powierzchni biurowej, a budynki biurowe o konstrukcji stalowej oferują wysoką wydajność i szybkość budowy. Wiele projektów wykorzystuje ramy stalowe w budynkach o powierzchni od 500 m² do 20 000 m².

Konstrukcja ramy stalowej?

Ramy stalowewspierają duże, otwarte przestrzenie. Wiele biur wymaga rozpiętości od 10 do 20 m bez słupów wewnętrznych. Belki stalowe z łatwością osiągają takie rozpiętości. Belka żelbetowa często wymaga większej głębokości przy tej samej rozpiętości. Stal umożliwia lżejszą konstrukcję. Wiele belek stalowych waży o 20% mniej niż belki betonowe w podobnych zastosowaniach.

Stalowe ramy przyspieszają budowę. Pracownicy montują stalowe elementy na miejscu z dużą precyzją. Wiele projektów biurowych średniej wielkości kończy budowę w ciągu 30 do 60 dni. Konstrukcje betonowe często wymagają o 60% więcej czasu, ponieważ wymagają utwardzania. Stal redukuje ilość mokrych prac na miejscu. To również redukuje kurz i hałas.

Stalowe ramy dobrze znoszą trzęsienia ziemi. Wiele stalowych połączeń odkształca się bez ryzyka zawalenia. Testy pokazują, że konstrukcje stalowe pochłaniają od 15% do 25% więcej energii niż konstrukcje betonowe. To chroni budynek przed silnymi wstrząsami. Wiele biurowców w strefach sejsmicznych wybiera właśnie stal właśnie z tego powodu.

Stal wspiera długoterminowe zmiany. Wiele firm zmienia układ co trzy do pięciu lat. Stalowe kolumny umożliwiają łatwiejsze przemieszczanie ścianek działowych. Systemy podłogowe pozwalają na dodatkowe okablowanie bez konieczności wprowadzania większych zmian. Ta elastyczność pozwala obniżyć przyszłe koszty renowacji o 10% do 30%.

Przybory

Stalowa konstrukcja budynku biurowego wykorzystuje wiele materiałów. Rama główna wykonana jest ze stali o przekroju dwuteowym (H) lub stali skrzynkowej. Stal o przekroju dwuteowym (H) często osiąga klasę wytrzymałości Q235 lub Q345. Typowy słup wytrzymuje obciążenia rzędu 1500 kN. Belka stropowa często wytrzymuje obciążenia rzędu 500 kN.

System stropowy składa się z blach pomostowych i posypki betonowej. Wiele blach pomostowych jest wykonanych ze stali ocynkowanej o grubości od 0,8 mm do 1,2 mm. Jeden metr kwadratowy blachy pomostowej waży około 8–12 kg. Robotnicy wylewają na blachę warstwę betonu o grubości od 80 mm do 120 mm. Zapewnia to kompozytowe działanie i zwiększa wytrzymałość.

Materiały ścienne są zróżnicowane. Wiele biur wykorzystuje lekkie stalowe słupki z płytami gipsowo-kartonowymi. Pojedyncza warstwa płyty gipsowo-kartonowej ma zazwyczaj grubość około 12 mm. W niektórych budynkach stosuje się szklane ściany osłonowe. W tych systemach stosuje się szkło hartowane o grubości od 6 mm do 12 mm. Aluminiowa rama utrzymuje panele szklane.System ścienny z płyt warstwowychjest również dobrym wyborem.

Systemy dachowe wykorzystują płyty warstwowe lub blachy stalowe z izolacją. Płyta warstwowa PU często wykorzystuje piankę o grubości od 50 mm do 100 mm. Gęstość pianki sięga często 38 kg/m³ do 42 kg/m³. Poprawia to termoizolację.

Okładziny zewnętrzne wykorzystują panele aluminiowe, kamienne lub systemy szklane. Panele aluminiowe często osiągają grubość 3 mm. Wiele paneli kamiennych ma grubość 20 mm. Materiały te zapewniają długą żywotność i estetyczny wygląd.

System połączeń wykorzystuje śruby o wysokiej wytrzymałości. Powszechnie stosowane są śruby M20 i M24. Wiele śrub wytrzymuje naprężenia rzędu 100–150 kN. Spoiny stanowią również podparcie dla kluczowych elementów. Głębokość spoiny często sięga 6–10 mm.

Zalety

Budynki biurowe o konstrukcji stalowej oferują wiele korzyści. Konstrukcja pozostaje lekka. Stalowa rama często waży od 30% do 40% mniej niż rama betonowa. To obniża koszty fundamentów. Wiele fundamentów zużywa od 15% do 25% mniej betonu.

Budynek zyskuje na wytrzymałości. Stalowe kolumny wytrzymują duże obciążenia przy mniejszych wymiarach. Stalowa kolumna ma często wymiary 300 mm na 400 mm. Betonowa kolumna do tego samego obciążenia wymaga często wymiarów 600 mm na 600 mm. Mniejsze kolumny zapewniają więcej przestrzeni wewnętrznej. Wiele biur zyskuje o 5% więcej powierzchni użytkowej dzięki zastosowaniu stali.

Konstrukcje stalowe są odporne na ogień dzięki odpowiedniej ochronie. Powłoka ognioodporna zwiększa grubość powierzchni stali o 2–5 mm. Pozwala to na osiągnięcie odporności ogniowej na poziomie 1,5–2 godzin. Wiele norm biurowych opiera się na tym poziomie.

Stal poprawia efektywność środowiskową. Wiele stalowych elementów pochodzi z recyklingu. Niektóre fabryki wykorzystują w produkcji od 30% do 60% stali pochodzącej z recyklingu. Pracownicy mogą również poddawać stal recyklingowi podczas zmian w budynku. To zmniejsza ilość odpadów.

Stal wspiera czyste budownictwo. Wiele elementów stalowych dostarczanych jest w postaci prefabrykowanej. To zmniejsza ilość odpadów na miejscu budowy o 50% w porównaniu z betonem. Wiele miast preferuje tę metodę, aby zmniejszyć ilość pyłu.

Stal pozwala na duże rozpiętości. Budynek może obejmować szersze sale konferencyjne lub otwarte strefy robocze. Wielu projektantów stosuje rozpiętości od 9 do 12 metrów w nowoczesnych biurach. Zwiększa to komfort i swobodę aranżacji.

Wydajność i zachowanie długoterminowe

Budynek biurowy o konstrukcji stalowej charakteryzuje się wysokimi wskaźnikami sprawności. Rama zachowuje dobrą sztywność. Wiele belek stalowych osiąga granice ugięcia poniżej L/250 do L/350. To redukuje wibracje i poprawia komfort.

Budynek dobrze znosi obciążenia wiatrem. Średniej wielkości budynek biurowy często jest narażony na ciśnienie wiatru rzędu 0,5 kN/m² do 0,8 kN/m². Stalowe ramy z łatwością wytrzymują te obciążenia. System stężeń wykorzystuje stalowe rury lub pręty. Typowy pręt stężający wytrzymuje naprężenia od 100 kN do 200 kN.

Budynki stalowe dobrze kontrolują temperaturę dzięki dobrej izolacji. Panele PU o grubości 50 mm często osiągają współczynnik U bliski 0,30 W/m²·K. To zmniejsza zużycie energii w pomieszczeniach biurowych o 10–20%.

Właściwości akustyczne poprawiają się dzięki ścianom warstwowym. Płyty gipsowo-kartonowe i wełna izolacyjna redukują hałas o 40–50 dB. To sprzyja cichej pracy. Wiele sal konferencyjnych wykorzystuje ściany dwuwarstwowe, aby osiągnąć jeszcze wyższe wartości.

Długoterminowe koszty utrzymania pozostają niskie. Ramy stalowe wymagają kontroli co trzy do pięciu lat. Wiele ram wykazuje przyrost rdzy poniżej 0,1 mm rocznie przy dobrej powłoce. Standardowa powłoka cynkowa o gramaturze 275 g/m² chroni stal przez ponad 25 lat.

Firma Harbin Dong`an Building Sheets Company jest wiodącym producentem konstrukcji stalowych w Chinach. Firma zrealizowała setki projektów inżynieryjnych w zakresie konstrukcji stalowych na całym świecie i posiada bogate doświadczenie. Silny zespół projektantów i zaawansowany sprzęt produkcyjny, taki jak maszyny do cięcia laserowego i wiertarki 3D CNC, gwarantują rozsądne projektowanie i precyzyjną obróbkę komponentów. To pozwala zaoszczędzić koszty i czas budowy.