เนื่องจากความต้องการของอุตสาหกรรมการก่อสร้างสำหรับ "ช่วงขนาดใหญ่ การก่อสร้างที่รวดเร็ว และการใช้พลังงานต่ำ" ยังคงเพิ่มขึ้น ข้อเสียของวัสดุคอนกรีตแบบเดิม เช่น น้ำหนักมาก การก่อสร้างช้า และมลภาวะสูง กำลังมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆวัสดุก่อสร้างสำหรับโครงสร้างเหล็กด้วยความต้านทานแรงดึงสูง โครงสร้างสำเร็จรูประดับสูง และความสามารถในการรีไซเคิล ได้กลายเป็นโซลูชันที่ต้องการสำหรับสถานที่ขนาดใหญ่ โรงงานอุตสาหกรรม และการใช้งานอื่นๆ และสิ่งนี้ผลักดันอุตสาหกรรมการก่อสร้างไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
สนามกีฬาขนาดใหญ่และศูนย์นิทรรศการต้องการพื้นที่ที่ไม่มีเสาทอดยาว และวัสดุโครงสร้างเหล็กสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างมาก:
ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับหลังคาสถานที่และโครงสร้างโครงถัก ตัวอย่างเช่น โครงเหล็กช่วงกว้างที่ใช้ในสนามกีฬาสามารถมีช่วงช่วงเดียวได้มากกว่า 60 เมตร ซึ่งยาวกว่าโครงสร้างคอนกรีตถึง 50% ช่วยให้สามารถออกแบบ "ที่นั่งผู้ชมแบบไม่มีเสา" และปรับปรุงการใช้พื้นที่ได้
น้ำหนักของตัวเองเพียง 1/3 ของโครงสร้างคอนกรีตที่มีช่วงเดียวกัน ซึ่งช่วยลดภาระบนฐานราก ในขณะเดียวกัน อัตราการผลิตส่วนประกอบสำเร็จรูปนั้นสูงถึงกว่า 90% ซึ่งทำให้รอบการติดตั้งที่ไซต์งานสั้นลง 40%—ตอบสนองความต้องการของสถานที่ขนาดใหญ่สำหรับ "การก่อสร้างที่รวดเร็วและการทดสอบเดินเครื่องที่มีประสิทธิภาพ"
โรงงานอุตสาหกรรมจำเป็นต้องแบกอุปกรณ์หนักและรองรับการบูรณะบ่อยครั้ง และวัสดุโครงสร้างเหล็กก็มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่น:
เหมาะสำหรับการประมวลผลทางกลและโรงงานเครื่องจักรกลหนัก โดยสร้างด้วยคานตัว H และเสาเหล็ก เสาเหล็กเดี่ยวสามารถรับน้ำหนักได้ 50–200 ตัน ซึ่งสูงกว่าเสาคอนกรีตถึง 30% ทำให้สามารถติดตั้งเครื่องจักรกลหนัก เช่น เครนและสายการผลิตได้โดยตรง
การก่อสร้างสำเร็จรูปไม่จำเป็นต้องเทที่ไซต์งาน ช่วยลดระยะเวลาการก่อสร้างลง 30%–50% เมื่อเทียบกับโรงปฏิบัติงานคอนกรีต ในระหว่างการปรับปรุงโรงงานครั้งต่อๆ ไป โครงสร้างเหล็กสามารถถอดประกอบและประกอบกลับได้อย่างยืดหยุ่น หลีกเลี่ยง "ความยากลำบากในการรื้อถอนและปรับปรุง" ของโรงงานแบบดั้งเดิม
อาคารสูง เช่น อาคารสำนักงานและอพาร์ตเมนต์ระดับไฮเอนด์จำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างความปลอดภัยและประสิทธิภาพของพื้นที่ และวัสดุโครงสร้างเหล็กก็มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม:
เมื่อใช้กับโครงอาคารหลัก โครงสร้างเหล็กที่มีน้ำหนักในตัวจะเบากว่าโครงสร้างคอนกรีตถึง 40% ซึ่งจะช่วยลดภาระโดยรวมของอาคารและเพิ่มความสูงของพื้นสุทธิ (สูงกว่าอาคารคอนกรีตที่มีความสูงเท่ากัน 0.3–0.5 เมตร)
ระดับแผ่นดินไหวสามารถเข้าถึงได้สูงกว่าระดับ 8 และความต้านทานลมได้ดีกว่าโครงสร้างคอนกรีตถึง 25% ทำให้เหมาะสำหรับพื้นที่ที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้งและมีความเร็วลมสูง ในเวลาเดียวกัน การผลิตส่วนประกอบทางอุตสาหกรรมช่วยลดมลพิษฝุ่นในสถานที่ทำงาน และเป็นไปตามมาตรฐานอาคารสีเขียว
สะพานทางหลวงและทางรถไฟจำเป็นต้องทนทานต่อน้ำหนักบรรทุกของยานพาหนะและการกัดเซาะตามธรรมชาติเป็นเวลานาน และวัสดุโครงสร้างเหล็กก็มีความน่าเชื่อถือสูง:
เมื่อใช้กับคานสะพานและโครงสร้างหอคอยเหล็ก พวกมันทำจากเหล็กที่ผุกร่อน เหล็กชนิดนี้ไม่จำเป็นต้องทาสีบ่อยในการบำรุงรักษา อายุการใช้งานสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 50 ปี และช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับสะพานเหล็กคาร์บอนธรรมดา
สะพานช่วงยาวใช้โครงสร้างคานเหล็กซึ่งมีช่วงช่วงเดียว 100–500 เมตร และทำให้เหมาะสำหรับภูมิประเทศที่ซับซ้อน เช่น แม่น้ำและหุบเขา นอกจากนี้ ส่วนประกอบสำเร็จรูปยังง่ายต่อการขนส่ง และประสิทธิภาพการติดตั้งที่ไซต์งานยังสูงกว่าสะพานคอนกรีตถึง 35%
| สถานการณ์การใช้งาน | ประเภทโครงการทั่วไป | ลักษณะของวัสดุหลัก | ข้อมูลสำคัญ | ค่านิยมหลัก |
|---|---|---|---|---|
| สถานที่สาธารณะขนาดใหญ่ | สนามกีฬาศูนย์แสดงสินค้า | ช่วงยาวน้ำหนักเบา | ช่วงเดี่ยว ≤ 60 ม. รอบการก่อสร้างลดลง 40% | ทลายข้อจำกัดด้านพื้นที่ ช่วยให้ดำเนินการทดสอบการทำงานได้อย่างรวดเร็ว |
| การประชุมเชิงปฏิบัติการด้านอุตสาหกรรม | เครื่องจักรกลหนัก การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับกระบวนการทางกล | รับน้ำหนักได้สูง ปรับปรุงใหม่ได้ง่าย | โหลดเสาเดี่ยว: 50–200 ตัน รอบลดลง 30% | ปรับให้เข้ากับการรับน้ำหนักมาก ช่วยให้สามารถซ่อมแซมได้อย่างยืดหยุ่น |
| อาคารสูง | อาคารสำนักงาน อพาร์ทเมนต์ระดับไฮเอนด์ | กันลม กันแผ่นดินไหว น้ำหนักเบา | เกรดแผ่นดินไหว ≥ เกรด 8 ความสูงสุทธิเพิ่มขึ้น 0.3–0.5 ม | ปลอดภัยและมั่นคง เพิ่มประสิทธิภาพพื้นที่อยู่อาศัย |
| วิศวกรรมสะพาน | สะพานทางหลวง สะพานรถไฟ | ทนต่อสภาพอากาศ ทนต่อการกัดกร่อน ใช้งานได้ยาวนาน | อายุการใช้งาน ≥ 50 ปี ค่าบำรุงรักษาลดลง 60% | ทนทานต่อสภาพอากาศและทนทาน ปรับให้เข้ากับภูมิประเทศที่ซับซ้อนได้ |
ตอนนี้,วัสดุก่อสร้างสำหรับโครงสร้างเหล็กกำลังพัฒนาไปสู่ "การทำให้เป็นโมดูลและอัจฉริยะ": องค์กรบางแห่งได้เปิดตัวโมดูลโครงสร้างเหล็กสำเร็จรูปเพื่อให้เกิดการก่อสร้าง "แบบบล็อกตัวต่อ"; เทคโนโลยี BIM (การสร้างแบบจำลองข้อมูลอาคาร) ได้รับการบูรณาการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบส่วนประกอบและลดการสูญเสียวัสดุ ในฐานะที่เป็นวัสดุหลักสำหรับการเปลี่ยนแปลงสีเขียวของอุตสาหกรรมการก่อสร้าง การประยุกต์ใช้ในเชิงลึกในหลาย ๆ สถานการณ์จะยังคงผลักดันการลดต้นทุน การปรับปรุงประสิทธิภาพ และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง
