建設工学の分野では、鋼構造、効率的な機械的特性と柔軟な設計機能により、現代の建築の重要な選択肢となっています。初心者にとっては、基本的な構造形式を習得し、鉄骨構造の選択ロジックを習得することが、専門的な機会を解き放つための鍵です。下に、ライオン5つの典型的な構造、ライトスチールポータルフレーム、スチールフレーム、スチールグリッドフレーム、ケーブル膜構造、チューブトラスの5つの典型的な構造を体系的に説明します。
コア構造と負荷をかける特性
ライトスチールポータル鋼構造ポータルフレーム、パーリンシステム（C/Zスチール）、およびサポートシステムで構成されており、平面負荷耐力システムを形成します。その中心的な利点は、可変断面設計にあり、そこではビームとカラムの断面が内部力に応じて最適化され、効率的な材料利用を達成します。屋根や壁に軽量の波形鋼シートを使用すると、コンクリート構造と比較して基礎荷重が40％〜60％減少します。
典型的なアプリケーションシナリオ
20〜30メートルの単一スパンと最大10メートルの高さを備えた工業用建物（軽量工場、倉庫、物流）や商業施設（展示ホールとガレージ）に適しています。建設にはわずか4〜8週間かかり、コストはコンクリート構造より20％〜30％低くなります。
構造的特性とシステムの利点
鋼鉄の柱（H字型の鋼/円形鋼管）と鋼鉄の梁（H字型鋼/複合ビーム）で構成される空間荷重耐荷重システム（完全に溶接/ボルト/溶接ハイブリッド）を介して接続された鋼鉄梁（H字型鋼/複合ビーム）は、9メートルを超える大きなカラムの距離に対応できます。明確なジョイントとサポートシステムを組み合わせることにより、鋼構造さまざまな地震要因要件に柔軟に適応できます。
適用される建物タイプ
マルチストーリーコマーシャル：5〜15階建てのオフィスビル（ソーホービルなど）、オープンオフィスの要件を満たすための自由に分割可能なフロアプランがあります。
産業：50トンを超えるオーバーヘッドクレーンに対応できるヘビーデューティワークショップ（機械加工ワークショップなど）。
地震抵抗性の建物：その高い延性により、地震が発生しやすい地域に好ましい構造になります。
幾何学的な組成と機械的利点
グリッドパターンの球状関節を介して接続された鋼鉄の管状部材で構成される空間荷重耐力システムは、バランスの取れた双方向の曲げ剛性を実現します。フラットグリッドの厚さはスパンの約1/10-1/15であり、湾曲したグリッドの上昇はスパンの1/6-1/8です。全体的な鋼構造は、30〜50 kg/㎡の鋼を消費します。
重要なアプリケーション
スポーツビル：80〜150メートルの超大規模なスパンをカバーするスタジアム（鳥の巣の外部サポート構造など）とスイミングプール。
輸送ハブ：空港ターミナル（北京ダックス空港の指桟橋屋根など）、柱のない透明なスペースを達成します。
産業プラント：吊り下げられたクレーンシステムと組み合わせて、航空機の製造ワークショップ。
システム構造と負荷を負担する原理
高強度鋼ケーブル、張力膜、および支持構造で構成された構造は、事前テンションを通じて安定した双曲線形状を実現します。膜の厚さはわずか0.5〜1.5 mmで、重量は1 kg/°未満ですが、50〜150 MPaの引張強度を誇っています。ケーブルネットと組み合わせることで、200メートルを超えるサポートされていないスパンが可能になります。
革新的なアプリケーションエリア
ランドスケープアーキテクチャ：スタジアムキャノピー、商業用プラザキャノピー
エコアーキテクチャ：植物園の温室（Eden Project、UK）、ETFEフィルムの高光透過率（95％）を利用して自然照明を提供する
一時的なアーキテクチャ：大規模な展示ホール（世界博覧会国立パビリオン）、取り外し可能で再利用可能
構造的特徴と材料の利点
円形の鋼管は、交差する溶接ノードまたはガセットプレートを介して接続されており、トラス型を形成します鋼構造負荷をかけるシステム。鋼管セクションの曲げ剛性は、Hセクション鋼の屈曲部よりも30％〜50％高く、閉じたセクションは優れた耐食性を提供し、特に湿気/腐食性環境に適しています。
多様なアプリケーションシナリオ
産業工場：重機の植物屋根（40〜60メートル）、30トンを超える懸濁荷重に耐えることができます。
ブリッジエンジニアリング：ハイウェイトラスブリッジ（ウハンのグティアンブリッジなど）は、コンクリートブリッジと比較して最大150メートルと60％の重量削減を伴います。
展示ビル：大規模な展示ホール（カントンフェアコンプレックスなど）は、長方形のチューブトラスを備えた清潔で審美的に心地よいデザインを実現します。
