I. Kernübersicht
Architektonische Metallrahmen bestehen hauptsächlich aus Baustahl (I-Träger, Kanäle, Winkel und Stahlrohre), der präzise verarbeitet und zu einer tragenden Rahmenstruktur zusammengefügt wird. Seine Anwendungen erstrecken sich über den gesamten Baulebenszyklus: Während der Bauphase wird es als Gerüst (für Arbeiter) und als Schalungsunterstützung (um das Gewicht beim Betonieren zu tragen) verwendet. Nach der Fertigstellung kann es als dauerhafte Struktur dienen, beispielsweise als tragende Stahlträger von Hochhäusern, als Spanngerüste großer Veranstaltungsorte und als Metallstützrahmen von Vorhangfassaden. Im Vergleich zu herkömmlichen Betonrahmen ist es leichter und stabiler und eignet sich für Gebäude mit großen Spannweiten und komplexen Formen. Es ist ein wichtiger Bestandteil moderner Architektur, insbesondere von Stahlkonstruktionen. II. Mainstream-Prozessmerkmale
Der Konstruktionsprozess für Metallrahmen dreht sich um die drei Kernelemente „strukturelle Sicherheit“, „Konstruktionseffizienz“ und „langfristige Haltbarkeit“. Der strenge Prozess muss den Standards der Bauindustrie entsprechen und kann in vier Hauptschritte unterteilt werden:
Präzise Rohstoffverarbeitung: Dies legt den Grundstein für die anschließende Montage und Tragfähigkeit, und Präzision wirkt sich direkt auf die strukturelle Stabilität aus.
Profilschneiden: CNC-Plasmaschneiden oder Laserschneiden wird verwendet, um I-Träger, Stahlrohre und andere Profile auf die vorgesehenen Abmessungen zu schneiden, mit einer Fehlerkontrolle von ±1 mm, um eine Fehlausrichtung der Baugruppe aufgrund von Maßabweichungen zu verhindern.
Bohren und Fräsen: Mit einer CNC-Bohrmaschine werden Bolzenlöcher (für Bolzenverbindungen) in die Profile gebohrt. Die Genauigkeit der Lochpositionierung erreicht 0,5 mm und gewährleistet so ein präzises Einsetzen der Schrauben während der Montage. Einige speziell geformte-Komponenten müssen gefräst werden, um glatte Verbindungsflächen zu gewährleisten.
Kaltumformung: Stahlrohre oder -profile werden kalt{0}gebogen (ohne Erhitzen, um eine Verschlechterung der Materialfestigkeit zu verhindern), um spezielle Formen wie Bögen und Zickzacklinien zu erzeugen, die sich für Traggerüste von Gebäuden mit Sonderformen wie Stadien und Ausstellungshallen eignen. Hoch-Verbindungstechnik: Diese bestimmt die Tragfähigkeit des Bauwerks und muss den Sicherheitsanforderungen für eine dauerhafte-Nutzung genügen.
Schraubenverbindungen: Hochfeste Konstruktionsschrauben (z. B. hochfeste Schrauben der Güteklasse 10.9) werden verwendet und mit einem Drehmomentschlüssel auf das angegebene Drehmoment angezogen, um lösbare Verbindungen herzustellen, was Konstruktionsanpassungen und anschließende Wartung erleichtert. Diese Verbindungen finden sich häufig bei Gerüsten und abnehmbaren Schalungen.
Schweißverbindungen: Für dauerhafte Strukturen (z. B. Hauptstahlträger und -säulen) werden Unterpulverschweißen (für effiziente lange Schweißnähte) oder Argonlichtbogenschweißen (für hochpräzises Schweißen) verwendet. Nach dem Schweißen werden zerstörungsfreie Prüfungen (Ultraschall- und Röntgenprüfung) durchgeführt, um innere Porosität und Risse zu erkennen und sicherzustellen, dass die Schweißnahtfestigkeit den festgelegten Standards entspricht.
Verbindungsverstärkung: Kritische Verbindungen (z. B. Balken-{0}}Stützenverbindungen) werden mit „Verstärkungsrippen“ verschweißt oder eine Kombination aus Schrauben und Schweißen wird verwendet, um die Scher- und Biegefestigkeit der Verbindung zu erhöhen und schwankende Gebäudelasten aufzunehmen. Modulare Montagetechnik: Passt sich den Effizienzanforderungen des Bauwesens an und ermöglicht einen schnellen Auf- und Abbau.
Standardisierte Komponenten: Der Rahmen wird in standardisierte Komponenten wie Vertikalstangen, Horizontalstangen und Diagonalstreben zerlegt. Beispielsweise verfügen vertikale Gerüststangen über standardisierte Verbindungselemente, sodass horizontale Stangen direkt eingesetzt und gespleißt werden können. Es ist keine Sekundärbearbeitung vor Ort erforderlich und eine oder zwei Personen können die Montage eines einzelnen Komponentensatzes durchführen.
Schichtbauweise: Großformatige Gebäuderahmen aus Metall (z. B. Hochhausgerüste) werden in Schichten zusammengesetzt. Zunächst wird der Untergrund gesichert (z. B. durch Gießen eines Betonsockels) und dann Schicht für Schicht der Rahmen aufgebaut. Nachdem jede Schicht zusammengesetzt ist, wird die horizontale und vertikale Ausrichtung kalibriert, um eine allgemeine Neigung zu verhindern.
Oberflächen- und Sicherheitsbehandlung: Passt sich an komplexe Gebäudeumgebungen an (im Freien, in feuchten Umgebungen und Umgebungen mit hohen Temperaturen) und gewährleistet Haltbarkeit und Sicherheit.
Korrosionsschutzbehandlung: Metallrahmen für Außen- oder Untergrundstandorte müssen zunächst gebeizt und phosphatiert werden (um die oberflächliche Oxidschicht zu entfernen und die Haftung der Beschichtung zu verbessern), gefolgt von einer Feuerverzinkung (um eine dicke Zinkschicht zu erzeugen, die Bodenkorrosion und Regenerosion widersteht) oder einer Sprühbeschichtung mit einer Korrosionsschutzbeschichtung (z. B. einer Fluorkohlenstoffbeschichtung für UV-Beständigkeit). Brandschutz: Alle Metallrahmen von Gebäuden (insbesondere dauerhafte Konstruktionen) müssen mit feuerhemmender Farbe beschichtet werden. Die Beschichtungsdicke sollte entsprechend der Brandschutzklasse des Gebäudes kontrolliert werden (z. B. Klasse A, Klasse B). Dadurch entsteht im Brandfall eine isolierende Schicht, die das Erweichen des Metalls bei hohen Temperaturen verzögert und Zeit für Flucht und Rettung lässt.
Belastungstests: Nach der Montage müssen Schlüsselkomponenten (z. B. Stützbalken mit großer-Spannweite und Hochleistungsschalungen) einem statischen Belastungstest unterzogen werden. Durch die Anwendung simulierter Lasten (z. B. Sandsäcke oder hydraulische Wagenheber) wird der Rahmen auf Verformung und Gelenkstabilität überprüft und so die Einhaltung der entworfenen Tragfähigkeitsnormen sichergestellt.
III. Kernproduktfunktionen
Baumetallrahmen sind voll kompatibel mit den Anforderungen des Bauwesens und der baulichen Nutzung. Im Gegensatz zu Haushalts- und Industriemetallrahmen legen sie Wert auf Sicherheitsredundanz und Umweltanpassungsfähigkeit:
Ultra-Hochbelastbare-Belastbarkeit und Belastbarkeit-: Kann sowohl Baulasten (z. B. Betongießdruck und das Gewicht von Baumaschinen) als auch langfristige Betriebslasten (z. B. das Gewicht des Gebäudes selbst, des Personals und der Ausrüstung) tragen. Ein einzelner I-Träger kann Dutzende Tonnen tragen und erfüllt damit die Tragfähigkeitsanforderungen von Hochhäusern und großen Veranstaltungsorten. Starke strukturelle Stabilität und Risikoresistenz: Dreieckige Stützen und Knotenverstärkungen bieten Wind-, Erdbeben- und Seitenwiderstand. Außengerüste sind beispielsweise mit winddichten Kabeln ausgestattet und der Stahlrahmen verfügt über erdbebensichere Knoten, um horizontalen Belastungen durch Erdbeben oder starken Wind standzuhalten und so einen Einsturz zu verhindern.
Hohe Anpassungsfähigkeit und Flexibilität der Konstruktion:
Der modulare Aufbau ermöglicht einen schnellen Auf- und Abbau. Beispielsweise können Gerüste Schicht für Schicht entsprechend dem Bauzeitplan auf- und abgebaut werden, was zu einer Wiederverwendungsrate von über 80 % führt und die Baukosten senkt.
Es kann an komplexe architektonische Formen angepasst werden, beispielsweise an Traggerüste für geschwungene Veranstaltungsorte und freitragende Gerüste für Hochhäuser, sodass die Form einfacher angepasst werden kann als bei Betongerüsten.
Langfristige Haltbarkeit und Umweltverträglichkeit: Nach der Korrosionsschutzbehandlung (Feuerverzinkung, Korrosionsschutzbeschichtung) und der Feuerschutzbehandlung hält es einer langfristigen Verwendung im Freien, in feuchten unterirdischen Umgebungen (z. B. Stützsäulen für Tiefgaragen) oder in Umgebungen mit hohen Temperaturen (z. B. Werkshallen) stand. Seine Lebensdauer beträgt 20-50 Jahre und übertrifft damit die Lebensdauer unbehandelter Metallkonstruktionen um ein Vielfaches. Anpassungsfähigkeit bei großen Spannweiten: Metallprofile haben eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht und können zu Stützkonstruktionen mit großer Spannweite verarbeitet werden (z. B. werksseitig hergestellte Stahlträger über 30 Meter und Stadionbinder). Sie erfordern nicht zu viele Zwischenstützen, wodurch Platz im Gebäudeinneren frei wird. Dies ist ein Vorteil, der mit Betonrahmen (die nur begrenzte Spannweiten haben) nur schwer zu erreichen ist.
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