La struttura a telaio rigido del portale è una struttura portante spaziale leggera-composta da travi in acciaio, colonne in acciaio, connettori di giunzione e sistemi di rinforzo. È ampiamente utilizzato in edifici di grandi-campate come stabilimenti industriali, magazzini e centri espositivi. La progettazione dei suoi componenti determina direttamente la-capacità di carico, la stabilità e la comodità costruttiva della struttura. Le funzioni e le caratteristiche strutturali dei componenti principali sono elaborate in dettaglio di seguito.
Le travi e le colonne in acciaio sono i componenti portanti principali-dei telai rigidi dei portali, solitamente realizzati in acciaio a forma di H-saldato o acciaio a forma di H-laminato a caldo. La forma della sezione trasversale-deve essere ottimizzata in base ai requisiti di campata, carico e sismica. La maggior parte delle travi in acciaio adotta un design a sezione-variabile: l'altezza della sezione viene aumentata sui supporti per resistere a momenti flettenti maggiori, mentre la sezione viene ridotta in posizioni con carichi minori per risparmiare materiali in acciaio. Le colonne in acciaio spesso adottano un design a sezione-variabile o a sezione{{10}costante. Le basi delle colonne sono collegate alla fondazione tramite giunti a cerniera, che sopportano la compressione assiale e le forze di taglio orizzontali.
I connettori dei giunti sono la chiave per garantire l'integrità strutturale, compresi i giunti delle travi-colonna, i giunti delle colonne-di fondazione e i giunti di giunzione delle travi-travi. La maggior parte dei giunti delle travi-colonna adotta connessioni rigide, realizzate abbinando bulloni ad alta resistenza-con piastre terminali; lo spessore delle piastre terminali deve soddisfare i requisiti di resistenza alla flessione. I giunti di fondazione delle colonne- sono collegati da bulloni di ancoraggio incorporati e la quantità e la disposizione dei bulloni di ancoraggio saranno determinate attraverso la verifica della resistenza al sollevamento.
Il sistema di controvento è suddiviso in controventi longitudinali e controventi trasversali, la cui funzione principale è resistere ai carichi orizzontali (carichi del vento e carichi sismici) e prevenire l'instabilità dei componenti.
I controventi longitudinali sono disposti tra le colonne lungo la direzione della lunghezza, mentre i controventi trasversali sono installati alle estremità o alle campate intermedie del telaio rigido. I controventi incrociati e i controventi diagonali sono le forme comunemente adottate e i materiali sono principalmente acciaio per canali o acciaio angolare.
Inoltre, come componenti secondari, gli arcarecci del tetto e le travi delle pareti non solo sopportano i carichi della struttura dell'involucro, ma forniscono anche vincoli laterali per il telaio rigido, migliorando la rigidità complessiva della struttura.
In conclusione, tutti i componenti del telaio rigido del portale lavorano in collaborazione per sopportare i carichi e svolgere le rispettive funzioni. La progettazione dei componenti deve bilanciare razionalità meccanica e semplicità strutturale. Adottando componenti standardizzati e ottimizzando le configurazioni dei giunti, possiamo ridurre efficacemente i costi di costruzione e abbreviare il periodo di costruzione, evidenziandone i vantaggi applicativi nelle strutture in acciaio leggere di grandi-campate.
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