Poiché la domanda del settore edile di “grandi campate, costruzione rapida e basso consumo energetico” continua a crescere, gli svantaggi dei tradizionali materiali in calcestruzzo – peso elevato, costruzione lenta e alto inquinamento – stanno diventando sempre più evidenti.Materiali da costruzione per struttura in acciaio, con la loro elevata resistenza alla trazione, alto grado di prefabbricazione e riciclabilità, sono diventati la soluzione preferita per grandi locali, impianti industriali e altre applicazioni. E questo spinge il settore delle costruzioni verso una trasformazione efficiente e verde.
I grandi stadi e i centri espositivi richiedono spazi a lunga campata privi di colonne e i materiali della struttura in acciaio offrono una notevole adattabilità:
Sono utilizzati principalmente per tetti di locali e strutture reticolari. Ad esempio, le capriate in acciaio a grande campata adottate negli stadi possono avere un'unica campata di oltre 60 metri, il 50% più lunga di quella delle strutture in cemento, consentendo la progettazione di "posti a sedere per gli spettatori senza colonne" e migliorando l'utilizzo dello spazio;
Il loro peso proprio è solo 1/3 di quello delle strutture in calcestruzzo con la stessa campata, il che riduce il carico sulle fondazioni. Nel frattempo, il tasso di prefabbricazione dei componenti raggiunge oltre il 90%, abbreviando il ciclo di installazione in loco del 40%, soddisfacendo le esigenze delle grandi strutture per "costruzione rapida e messa in servizio efficiente".
Le officine industriali devono sopportare attrezzature pesanti e accogliere frequenti ristrutturazioni, e i materiali della struttura in acciaio presentano vantaggi eccezionali:
Adatte alle officine di lavorazioni meccaniche e di attrezzature pesanti, sono costruite con travi ad H e colonne in acciaio. Una singola colonna in acciaio può sopportare un carico di 50-200 tonnellate, superiore del 30% rispetto a quello delle colonne in cemento, consentendo l'installazione diretta di attrezzature pesanti come gru e linee di produzione;
La costruzione prefabbricata elimina la necessità di getti in loco, abbreviando il ciclo di costruzione del 30%–50% rispetto alle officine di calcestruzzo. Durante le successive ristrutturazioni delle officine, le strutture in acciaio possono essere smontate e rimontate in modo flessibile, evitando la "difficoltà di demolizione e ristrutturazione" delle officine tradizionali.
I grattacieli come gli edifici per uffici e gli appartamenti di fascia alta devono bilanciare sicurezza ed efficienza dello spazio, e i materiali della struttura in acciaio offrono prestazioni eccellenti:
Se utilizzate per l'ossatura principale dell'edificio, il peso proprio delle strutture in acciaio è inferiore del 40% rispetto a quello delle strutture in calcestruzzo. Ciò riduce il carico complessivo dell'edificio e aumenta l'altezza netta del pavimento (0,3–0,5 metri più alta rispetto agli edifici in cemento della stessa altezza);
Il loro grado sismico può superare il grado 8 e la loro resistenza al vento è migliore del 25% rispetto a quella delle strutture in cemento: questo li rende adatti ad aree con frequenti terremoti e velocità del vento elevate. Allo stesso tempo, la produzione industrializzata di componenti riduce l’inquinamento da polveri in loco e ciò soddisfa gli standard di bioedilizia.
I ponti autostradali e ferroviari devono resistere a lungo ai carichi dei veicoli e all'erosione naturale, e i materiali della struttura in acciaio sono altamente affidabili:
Se utilizzati per travi di ponti e strutture di torri in acciaio, sono realizzati in acciaio resistente agli agenti atmosferici. Questo tipo di acciaio non necessita di frequenti verniciature per la manutenzione. La loro durata può raggiungere più di 50 anni e ciò riduce i costi di manutenzione del 60% rispetto ai normali ponti in acciaio al carbonio;
I ponti a campata lunga adottano strutture con travi scatolari in acciaio, con una singola campata di 100-500 metri, e questo li rende adatti a terreni complessi come fiumi e canyon. Inoltre, i componenti prefabbricati sono facili da trasportare e l’efficienza di installazione in loco è superiore del 35% rispetto a quella dei ponti in cemento.
| Scenario applicativo | Tipi di progetti tipici | Caratteristiche del materiale principale | Dati chiave | Valore fondamentale |
|---|---|---|---|---|
| Grandi spazi pubblici | Stadi, centri espositivi | Di lunga portata, leggero | Campata unica ≤ 60m, ciclo di costruzione ridotto del 40% | Supera i limiti di spazio e consente una messa in servizio rapida |
| Officine industriali | Attrezzature pesanti, officine di lavorazione meccanica | Alta portanza, facile da rinnovare | Carico a colonna singola: 50–200 tonnellate, ciclo ridotto del 30% | Si adatta ai carichi pesanti, consente una ristrutturazione flessibile |
| Grattacieli | Edifici per uffici, appartamenti di fascia alta | Resistente al vento, resistente ai sismi, leggero | Grado sismico ≥ Grado 8, altezza netta aumentata di 0,3–0,5 m | Sicuro e stabile, ottimizza lo spazio abitativo |
| Ingegneria dei ponti | Ponti autostradali, ponti ferroviari | Resistente agli agenti atmosferici, resistente alla corrosione, di lunga durata | Vita utile ≥ 50 anni, costi di manutenzione ridotti del 60% | Resistente agli agenti atmosferici e durevole, si adatta a terreni complessi |
Attualmente,Materiali da costruzione per struttura in acciaiosi stanno evolvendo verso la "modularizzazione e l'intelligenizzazione": alcune imprese hanno lanciato moduli di strutture prefabbricate in acciaio per realizzare costruzioni "in stile building block"; La tecnologia BIM (Building Information Modeling) è integrata per ottimizzare la progettazione dei componenti e ridurre gli sprechi di materiale. Essendo un materiale fondamentale per la trasformazione verde del settore edile, la sua applicazione approfondita in molteplici scenari continuerà a favorire la riduzione dei costi, il miglioramento dell’efficienza e la riduzione delle emissioni di carbonio nel settore edile.
