Apa Itu Struktur Baja-Kolom Tahan Angin?
Kolom-tahan angin struktur baja, biasa disebut kolom angin atau kolom-anti angin, adalah komponen vertikal yang dipasang pada dinding ujung atap pelana pada-bangunan baja pra-rekayasa. Tujuannya adalah untuk menerima tekanan angin lateral yang bekerja pada ujung-pelapis dinding dan lingkar dinding, dan untuk mentransfer gaya horizontal tersebut dengan aman ke dalam fondasi bangunan dan sistem penyangga atap.
Berbeda dengan kolom rangka utama, kolom-tahan angin dirancang sebagai komponen lentur yang memikul sedikit atau tanpa beban gravitasi vertikal dari atap. Bagiannya dipilih untuk selubung momen-angin di ujung atap pelana, bukan untuk kombinasi gravitasi dan aksi lateral. Pada bangunan berbingkai portal, kolom angin disusun secara berkala di sepanjang dinding atap pelana dan dihubungkan ke balok dinding, sehingga beban angin pada kelongsong dikumpulkan oleh balok dan dikirim ke kolom angin alih-alih memaksakan pembengkokan-di luar-bidang pada rangka-ujung dinding.
Cara kerja jalur pemuatan
Tekanan angin pada dinding ujung pertama kali diterima oleh panel dinding dan ditransfer ke balok dinding.
Balok tersebut terbentang di antara kolom angin dan menyalurkan gaya ke setiap kolom pada titik sambungannya.
Gaya angin yang bekerja pada bagian bawah kolom disalurkan melalui dasar kolom ke pondasi.
Gaya angin yang bekerja pada bagian atas dialirkan melalui sambungan atas kolom ke dalam sistem penyangga horizontal atap, yang mendistribusikannya ke kolom rangka yang berdekatan dan turun ke pondasi.
Dengan cara ini kolom angin mengubah beban fasad yang tersebar luas menjadi sejumlah kecil titik reaksi terkontrol, sehingga membatasi deformasi-di luar-bidang, getaran, dan kerusakan lapisan di ujung atap pelana saat terjadi angin kencang.
Komponen Kunci Sistem Kolom Angin
Kolom-tahan angin berfungsi sebagai bagian dari sistem terkoordinasi dan bukan sebagai anggota tunggal:
Bagian kolom:biasanya berupa bagian-penggulungan panas-penampang H-, bagian I-atau bagian berongga, yang berukuran untuk pengendalian pembengkokan dan penyimpangan lateral.
Pelat dasar dan baut jangkar:mendistribusikan reaksi kolom pada pondasi beton dan menahan gaya angkat dan geser yang disebabkan oleh hisapan dan tekanan angin.
Koneksi teratas:sambungan berlubang atau fleksibel ke rangka atap atau kasau yang memungkinkan pergerakan vertikal atap tanpa membebankan beban gravitasi pada kolom angin.
Balok dinding (bagian C atau Z):anggota horizontal yang membentang di antara kolom angin untuk menopang pelapis dinding.
Batang melorot dan batang pengikat:menstabilkan girt dan mencegah deformasi torsi akibat hisapan angin.
Baut dan las:baut-kekuatan tinggi dan las struktural yang mengikat komponen menjadi satu rangka-yang tahan angin.
Angin-Kolom Tahan Angin vs. Kolom Rangka Utama
Membingungkan kolom angin dengan kolom rangka utama adalah salah satu kesalahan paling umum dalam pengadaan bangunan baja. Kedua anggota tersebut memiliki peran mekanis, lokasi, dan koneksi yang berbeda.
| Barang | Kolom Rangka Utama | Angin-Kolom Tahan Angin |
|---|---|---|
| Peran mekanis | Gabungan komponen aksial dan lentur: menahan beban gravitasi vertikal (atap, peralatan, salju) bersama dengan beban horizontal. | Anggota lentur: menahan gaya dorong angin horizontal pada dinding pelana dan tidak ikut serta dalam distribusi beban gravitasi vertikal. |
| Lokasi | Terletak di teluk memanjang bangunan, menopang rangka utama kasau. | Dipasang di dinding atap pelana (ujung), biasanya berjajar di sepanjang garis-dinding ujung. |
| Koneksi teratas | Biasanya sambungan yang diperkuat pelat kaku atau gusset-ke kasau. | Perpindahan-menampung sambungan (lubang berlubang atau pelat pegas) sehingga pergerakan atap tidak terhambat. |
| Koneksi dasar | Analisis kaku atau tersemat per bingkai. | Umumnya disematkan, atau kaku hanya pada tipe kantilever. |
| Desain bagian | Bagian besar dengan kelangsingan yang ketat dan pemeriksaan stabilitas untuk beban gabungan. | Bagian yang lebih kecil dioptimalkan untuk-sensitivitas dan kekakuan beban angin-terhadap-efisiensi beban. |
Jenis Struktur Umum Kolom Angin Pelana
Sistem struktur kolom angin pelana diklasifikasikan berdasarkan sambungan pada dasar kolom ke pondasi dan pada bagian atas kolom ke sistem atap.
Tipe kantilever ({0}}basis tetap).
Basis kolom dihubungkan secara kaku ke pondasi sedangkan bagian atas kolom dihubungkan ke rangka atap melalui pelat pegas fleksibel. Kolom berfungsi sebagai kantilever vertikal besar, menahan beban angin horizontal penuh dari dinding dan meneruskannya langsung ke pondasi. Jenis ini cocok untuk bangunan industri-atap berat atau-bentang panjang tradisional yang sistem atapnya tidak boleh menerima gaya dinding pelana.
Tipe yang cukup didukung
Dasar kolom dipasang dengan pin dan bagian atas kolom dihubungkan ke sistem atap melalui pelat-lubang berlubang atau pelat pegas. Kolom hanya menahan-beratnya sendiri dan beban angin horizontal; reaksi atas dibawa ke sistem penyangga horizontal atap. Jenis ini menawarkan toleransi pemasangan yang tinggi dan merupakan tolok ukur umum untuk bengkel baja-ukuran ringan standar.
Jenis bingkai-terintegrasi (kolom struktural).
Kolom angin diintegrasikan ke dalam sistem rangka portal. Basis kolom dapat dijepit atau kaku, sedangkan bagian atas kolom dilas secara kaku atau dibaut ke kasau atap. Beban atap vertikal dan beban angin horizontal ditanggung bersama oleh rangka utama dan kolom angin, sehingga mengurangi momen lentur pada kasau ujung-ruang. Jenis ini digunakan di bengkel rangka portal ukuran ringan-modern yang mengharuskan tonase baja diminimalkan.
Pertimbangan Desain dan Pemilihan
Perhitungan beban angin.Beban angin pada dinding pelana ditentukan dari kecepatan angin dasar, kategori paparan, tinggi bangunan dan faktor penting, menggunakan kode beban yang berlaku di lokasi proyek (misalnya, GB 50009 untuk proyek Tiongkok, ASCE 7-22 untuk proyek AS, atau EN 1991-1-4 untuk proyek Eropa). Penampang kolom angin kemudian diperiksa terhadap gaya lentur, geser, defleksi dan sambungan pada kombinasi beban pengatur.
Sistem pakaian.Kolom angin dapat dikombinasikan dengan sistem inset atau bypass girt. Sistem bypass populer untuk proyek standar pabrik dan gudang karena pemasangannya yang mudah digunakan dan tampilannya yang rapi; sistem inset sesuai dengan proyek dengan bukaan dinding yang rumit atau persyaratan kedap udara yang lebih ketat. Pilihannya mempengaruhi rentang girt, jarak kolom, dan detail sambungan.
Bahan dan standar.Kolom angin biasanya dibuat dari baja Q235B atau Q355B hingga GB/T 1591, S235JR atau S355JR hingga EN 10025-2, atau ASTM A36 / A572 Grade 50. Desain keseluruhan dapat mengikuti GB 51022-2019 untuk bangunan ringan rangka portal, GB 50018 untuk bentuk dingin bagian, EN 1993-1-1, atau AISC 360, tergantung pada yurisdiksi proyek.
Perlindungan korosi.Untuk lokasi industri di pesisir, lembab, atau luar ruangan, galvanisasi{0}}dip panas atau sistem pengecatan yang dipilih sesuai kategori korosifitas ISO 12944 memperpanjang siklus pemeliharaan dan melindungi dasar kolom dan detail sambungan.
Minta Penawaran Kolom Tahan Angin-Kustom
Pertanyaan Umum
Dapatkah saya menghilangkan kolom angin untuk menghemat biaya konstruksi?
Tidak. Kolom-tahan angin adalah bagian dari sistem gravitasi dan stabilitas lateral bangunan baja pra-rekayasa di ujung atap pelana. Menghapusnya dapat menyebabkan deformasi dinding yang berlebihan, goyangan struktural dan kegagalan kelongsong di bawah beban angin yang kuat, dan desainnya tidak lagi memenuhi peraturan bangunan yang berlaku.
Mana yang lebih baik, sistem inset atau bypass girt?
Itu tergantung pada proyeknya. Sistem bypass girt lebih populer untuk standar pabrik dan gudang karena lebih cepat dipasang dan terlihat lebih bersih. Sistem girt inset lebih disukai untuk proyek dengan bukaan dinding yang rumit, persyaratan kedap udara yang lebih tinggi, atau pelapis yang lebih berat, di mana girt dipasang di antara flensa kolom.
Apakah kolom-tahan angin perlu digalvanis?
Galvanisasi atau sistem anti-korosi yang setara direkomendasikan dan terutama penting untuk bangunan industri di pesisir, lembab, dan luar ruangan. Perlakuan permukaan harus dipilih sesuai dengan kategori korosifitas lokasi dan umur layanan desain.
Bentuk bagian apa yang dapat digunakan untuk kolom angin?
Bagian H-penggulungan panas-yang dilas atau digulung adalah yang paling umum. Bagian I-dan bagian berongga persegi panjang juga digunakan jika desainnya memerlukan kekakuan torsi yang lebih tinggi atau profil arsitektur tertentu. Bagian akhir ditentukan oleh momen angin dan batas defleksi proyek.
Apakah kolom angin memikul beban atap?
Pada tipe kantilever dan penyangga sederhana, kolom angin diperinci sehingga beban gravitasi atap tidak ditransfer ke sana; sambungan atas memungkinkan gerakan vertikal. Dalam tipe rangka-terintegrasi, kolom angin berbagi beban atap dan angin dengan rangka utama berdasarkan desain.
Bagaimana kolom angin dikemas untuk diekspor?
Kolom angin biasanya dipasang pada rak atau palet pengiriman baja yang dilas, dengan pembungkus pelindung pada permukaan mesin dan area sambungan, pengikatan multi-titik, dan bundel yang diberi label jelas. Bagian-bagian kecil seperti baut dan braket dikemas dalam kotak tahan air berlabel yang dipasang pada palet utama.