会社のニュース 大幅な産業・商業建築のための鋼筋スペースフレームの選び方

プロジェクトのスパンが最初の選定要因

ほとんどの産業用および商業用プロジェクトでは、スペースフレームの使用を決定する最初の要因は、必要なスパンという1つの数値です。スペースフレームは、部材が節で接合された3次元ネットワークを通じて荷重を伝達するため、中間柱なしで長大なクリアスパンを覆うことができます。しかし、「長大なスパン」に固定されたしきい値はありません。重要なのは、そのスパン内で建物が何をしなければならないかということです。

構造的な比較を行う前に、スパンに関連する4つの変数を必ず確認してください。

• 建物の幅 — 短い方の軸に沿った全体の寸法で、通常は支配的なスパンを決定します。
• クリアスパン — 顧客が実際に必要とする、支柱間の障害物のない距離。
• 中間柱 — 内部に柱が許可されているか、床が完全に開放されている必要があるか。
• 単スパンまたは多スパン — 1つの長大なスパンは、内部の柱を共有する複数の短いスパンの列とは非常に異なって振る舞います。

屋根の形状も同様に重要です。フラット、アーチ型（円筒形）、ドーム型（球形）のスペースフレームは荷重の伝達方法が異なるため、同じスパンでも部材のサイズや節の配置が異なる場合があります。顧客が「80mのクリアスパンが必要だ」と言った場合、次に尋ねるべき質問は、フラットかアーチ型か、そして途中に支柱を配置できるか、ということです。

単一のプロジェクト内では、支柱の配置パターンが、見かけのスパンよりもコストを決定することがよくあります。内部の柱を共有する複数の短いスパンに分割された広い建物は、スパンが増加すると部材の力が急速に増加するため、1つの非常に長いクリアスパンよりも全体的に軽量になる可能性があります。運用上、柱のない床を必要とする顧客は、クリアスペースの代償としてより重い構造を受け入れるでしょう。本当の課題は、機能的なニーズがどこで終わり、構造的な経済性がどこから始まるかを見つけることです。そして、設計が始まる前にそのトレードオフを顧客に伝えることです。

建物の用途が構造要件を変更する

同じスパンでも非常に異なる目的を果たし、それぞれの目的が荷重の状況を変えます。典型的な用途は異なる要求をもたらします。

• スタジアムおよびアリーナの屋根 — 長大なスパン、高い風荷重、および照明リグやスコアボードなどの吊り下げられた機器。
• 展示ホール — 広大な柱のない床、中程度の吊り下げ荷重、および将来の展示やレイアウト変更のための柔軟性。
• プラント — より重い屋根の自重、可能性のある機器またはクレーン荷重、および攻撃的な内部環境。
• 石炭貯蔵庫 — 非常に大きなカバー、粉塵と湿気、および集中したバルク材料荷重。
• 空港のキャノピー — 幅広いまたはキャンチレバーのスパン、高い風荷重、および節と部材の配置を形成する視覚的な建築。
• 倉庫 — 多くの場合、中程度のスパンですが、屋根の自重および将来の太陽光、HVAC、またはコンベア荷重は最初から計画する必要があります。

構造を意図された用途に早期に適合させることで、現場での変更が遅れて高価で遅くなることを回避できます。

確認すべき荷重

プロジェクトの荷重なしにスペースフレームを責任を持って選定することはできません。最低限、購入者と供給者は以下に合意する必要があります。

• 自重 — 構造体、屋根パネル、断熱材、仕上げ材の自重。
• 積載荷重 — 保守アクセスおよびサービス中の一時的な荷重。
• 風荷重 — プロジェクトの場所の風速、暴露、地形カテゴリに基づいています。
• 積雪荷重 — プロジェクトの場所の地面積雪レベルと屋根の形状に基づいています。該当する場合は吹き溜まりも含まれます。
• 吊り下げられた機器 — 照明、HVAC、スプリンクラーライン、標識、またはクレーンレール。
• 屋根荷重 — 実際の金属屋根パネルシステムの重量と固定方法。

これらの値は、供給業者のデフォルトの仮定ではなく、プロジェクト国の構造基準から取得されます。これらを最初に確認することで、選定が確実になります。

鋼材グレード：Q235 / S235JRまたはQ345 / S355JR？

スペースフレームの部材と節は、一般的にQ235 / S235JRまたはQ345 / S355JR鋼から製造されます。より高いグレードは、より大きな降伏強度を提供し、特定の荷重に対してより小さな部材断面を可能にしますが、加工、溶接手順、およびコストにも影響を与え、プロジェクトの設計基準と一致する必要があります。グレードは、習慣によって選択されるのではなく、エンジニアの計算に対して確認されるべきです。

接合部、保護、および屋根システム

スパンと荷重が固定されたら、さらに3つの選択肢が納品される製品を形成します。第一に、節タイプ — ボルトボールまたは溶接ボール — フレームの加工と組み立て方法を決定し、現場の許容誤差に影響します。第二に、支持条件各柱または壁でのフレームが基礎に伝達しなければならない反力を定義します。第三に、表面処理 — 熱間亜鉛めっきまたは塗装 — プロジェクト環境の腐食保護を設定します。最後に、屋根パネルシステム、EPS、PU、またはロックウール断熱材を備えた金属パネルであっても、自重を追加し、パネルの詳細を固定します。これらを主要構造と並行して計画することで、加工および現場での驚きを回避できます。

購入者選定チェックリスト

以下の表は、スペースフレームの見積もりを行う前に供給業者が必要とする入力をまとめたものです。これらを一箇所に集めることで、設計および価格設定のサイクルが大幅に短縮されます。

これらの項目を、見積もりを依頼する前に顧客と検討してください。実際のスパン、用途、荷重、およびグレードに基づいて選定されたスペースフレームは意図したとおりに機能します。そして、会話は仮定ではなく工学的な事実に基づいたものになります。