關於 siFramo 模組化管路支撐架系統,您需要了解的知識

 

「什麼是 siFramo 模組化管路支撐架系統?它適用於哪些場合?」「當您在做一項新專案時,像這種合格的模組化管路支撐架系統能否適合?」

 

如果您是一名專案設計師或工程師,這些問題或許是在您考慮是否採用 siFramo 系統到您的專案時最關心的,對吧?

 

為了方便讓您做選用 siFramo 的決定,我們團隊撰寫了多篇深入探討 siFramo 模組化管路支撐架主題的內容。而這篇重點整理的文章,將讓您快速掌握關鍵資訊!

 

 

什麼是siFramo 模組化管路支撐架系統?它一開始被開發出來的目的為何?

     siFramo 是一款模組化管路支撐架系統,由一系列緊湊、可即用且容易使用的組件構成,並只用單一種規格的螺絲即可將所有組件連接在一起。

 

 

 

20年前,Sikla 推出了劃時代「siFramo 支撐架系統」。當時,它是次結構的管路支撐架系統獨一無二可取代焊接的替代工法。它超越當時常見「Unistrut」系統的載重能力,成為管道和電纜支撐技術上唯一可被接受的取代焊接工法。

因此,避免次結構中的熱作業是一開始被開發出來的目的,這也成為了它的一大優勢,如下:

 

siFramo 模組化管路支撐架系統的優勢有哪些?

 

大幅減輕重量
標準化的典型設計
免焊接
可在現場直接快速修改,並減少材料的浪費
可與各種介面做連結
單一種規格的螺絲即可將所有組件連接在一起
產品與生產管控皆符合 EN 1090-1 標準

 

想更深入了解 siFramo 的應用?歡迎參考我們的技術手冊

 

 

發揮 siFramo 系統的最大潛力
 
siFramo 一開始是為了工業專案中的管路支撐架而開發。而當這概念產品持續發展時,很快地便發現 siFramo 的應用與規劃對於其他種類的工程項目也很有效益,這也是為什麼如今你可以在各行各業中發現帶有黃色 Sikla 端蓋的原因。
 
 
 
siFramo 模組化管路支撐系統與 Sikla 的管道支撐解決方案,在您專案的早期階段即可整合進設計,並在多個應用領域都可採用:
 
建築服務
數據中心
電廠
水處理
採礦
製藥
化學工業
石化業
OEM 與 Offsite
 
實際上它可使用於各式各樣的應用領域:多功能模組應用、機房、屋頂設備、支撐結構、數據中心模組、管橋、保護空間、貓道與平台等結構,這些只是其中的一些應用例子。
 
 
「我如何知道設計流程以及需求?」
 
在做完初步介紹後,以下是您絕對要了解的重要技術細節:
 
  1. 為什麽使用三角連接件作為連接的方式會過於簡單?
  2. 小零件是否能避免被混淆、震動和錯誤應用?
  3. 如何檢查螺絲連接的品質,以確保其安全性?
  4.  siFramo 方鋼系統作為支撐架可以如何使用?
  5. 是否可以在方鋼型材的任意位置進行連接?
  6. 載重數據可即時取得
  7. 典型配置 (typical)的設計準則
  8. 是否與 BIM 及廠房設計軟體相容?
  9. 透過3D結構分析軟體計算分析 siFramo

 

 

1. 為什麽使用三角連接件作為連接的方式會過於簡單?

 

     為什麼沖孔結構的模組化設計會優於鎖三角連接件的設計?在 siFramo 的原始規範文件(FSD)中,最重要的技術之一是各元件間連接介面受各個方向負載時的穩固性與剛性。

 

連接方式上只考慮負載嗎?

     如果只是單純考慮負載,簡單的使用一個或數個三角連接件在每一個載荷方向上就能解決!然而,還有一個從傳統管架設計上衍生出的重要需求,這個需求同樣適用於電纜橋架系統:空間管理。

 

毫無疑問,焊接的轉角連接件不會佔用太多空間,並且可以讓管夾和電纜線槽安裝在方鋼型材兩側邊緣角落區域。以螺絲固定焊接的轉角連接件需要一個鎖固空間,你猜這空間從哪裡來,由焊接的轉角連接件的八角結構提供。

 

siFramo 基於品質和空間的設計原則

 

 

八角型的端部連接座 (STA) 和方形的端部連接座 (WBD) 連接在方鋼型材的末端

 

 

siFramo 元件與元件之間的連接是基於有對稱形狀接頭的連接件,利用「插入」到方鋼型材而不是鎖在型材外部。有方形和八角形的接頭可選擇。透過這樣的設計,使用單一標準的連接件,即可在所有方向上提供相同的強度。

 

 

siFramo 封閉型方鋼的實際表現:不僅提供在各方向的高承載能力,同時具備靈活性、易調整性和可互換的組件

 

三角連接件 (尤其如鰭片部分) 由於簡單的設計和容易的製造,形狀上相對簡單,以及製造的容許誤差很一般,讓您能夠迅速的在全球找到製造商。然而,這樣的產品讓支撐架缺少一個關鍵的細節。三角連接件和其鰭片只能夠支撐在連接的一邊,而其他三邊則沒有支撐。

 

因此,三角連接件的連接方式對於一個理想的模組化管路支撐架系統來說太過簡單。

 

 

2. 像自攻牙式螺絲這種小零件,能避免被用於不適合的用途、震動,並降低安裝失誤的風險嗎?

 

你相信嗎?一顆小小的螺絲,

可以讓整個 siFramo 管路支撐架

系統如此與眾同!每個連接只需一種螺絲,就能讓整個系統組裝變得容易。

 

相較於一般的C形槽管架系統,您通常需要去考慮兩個元件:不同彈簧長度(長或短)的方塊螺母,以及要選哪一個尺寸的螺絲做鎖固,要用M6這麼小的還是要大到 M16 。

 

使用 siFramo 系統,你只需要單一種規格的螺絲就能連接所有的siFramo系統(所有尺寸的型材和連接件)你就不用再去煩惱要做什麼連結的搭配!這款我們稱為 FLS 的自攻牙式螺絲,可以直接在 siFramo 預鑽孔的光滑內孔表面透過自攻牙式螺絲形成螺紋。

 

 

 

 

當使用衝擊板手安裝時(我們建議的安裝方式),藉由螺絲對鋼材的塑型使產生的螺紋得到強化並讓塑型的界面產生氣密現象。

 

這樣的現象讓它即使在強烈振動環境下也變得不易鬆動,而因為它是使用更高品質的鋼製成,讓它緊固的強度更強。

 

在您的專案中使用 siFramo 系統時,僅需一種螺絲,即可受益於簡單且高效的組裝方式:

 

這種螺絲能夠:避免連接對於連接所需搭配的零件產生混淆
提升結構的高抗震動能力
具備高適應性,適用於多種外部環境與結構
 
 

3.如何檢查螺絲連接的品質,以確保其安全性?

 

     任何看似已經緊固的標準螺絲,實際上可能並未真正緊固。在這種情況下,連接可能會因為任何形式的振動而鬆脫。然而,siFramo FLS 螺絲提供了前所未有的安全性,因為只要肉眼可以看到它被鎖到與底版壓合到,這就意味著它已經完成了90%的工作。 這是因為它不會自行鬆脫,也不會受到振動的影響。在這方面,它不需要依賴華司、螺母或防鬆螺母,安全的連接完全靠帶氣密的塑形螺紋界面。

 

為了確保完全符合歐洲規範3(EN 1993)「鋼結構設計」的要求,Sikla在計算負載能力時會以此為依據,因此,遵守規定的鎖緊扭矩 (定磅) 和定期檢查扭矩非常重要。

 

如何檢查螺絲鎖固的扭矩?

 

 

 

 

在Sikla UK,我們深知在預製過程中進行靜態或動態扭矩檢測的重要性。我們採用無線數控的衝擊扳手來達成一定的緊度然後我們的技術人員會使用有定期校準過的扭力扳手進行定磅檢查。

 

 

 

4. siFramo 方鋼系統作為支撐架可以如何使用?

 

     在許多工業廠房中,我們經常可以看到密密麻麻排列的各管路系統,無論是管路、電纜線槽還是風管,在我們的頭頂上縱橫交錯。因此,現在正是探索 siFramo 如何最有效地利用空間並最大化利用型材的七種方法。

 

 

端對端連接 (大部分)
有橫桿的門型支架
有橫桿的單柱支架
有橫桿的懸臂支架

保持齊平

表面的水平

保持齊

牆面的齊平

保持齊平

頂部的對齊

 

 

那麼, siFramo 方鋼系統作為支撐架可以如何使用?

 

在使用 siFramo 做結構設計時,可以找到好幾個可行方案而且通常不僅只有一個合適的解決方案。關鍵在於您要用來支撐什麼?以及有多少的可用空間?當我們了解這些後,siFramo 可以根據您的需求情況去配置出有效利用空間,又能最大化利用型材的方案。

 

 

 

5. 是否可以在方鋼型材的任意位置進行連接?

 

     直言不諱的說,是的,siFramo 模組化支撐架系統可以讓使用者在型材的任何位置進行連接。

 

在設計支撐架時,您不需要擔心找不到螺絲鎖固的位置,不必特別要注意去對槽孔和不用管切割的不夠精確。由於 siFramo 系統採用封閉型斷面設計讓有褶皺的四個面具有靈活度。因此,無論是二維支撐還是三維支撐的連接位置都完全不受限制。

 

這是怎麼做到的?

 

主要的問題是,如何讓siFramo 系統被設計成可以做到這樣?歸根究底在於兩個元素的結合:

 

型材的槽孔配置
標準元件的槽孔設計
相互的搭配提供無段位置的連接

 

在相鄰側上元件無論在什麼位置,型材所有的接合面仍然保有可調節性。如上圖所示偏移的孔位結合 0.5 x 1”的孔槽設計,允許元件能夠被連接在型材的任何一面的任何位置。

 

這種靈活性在整合非標準或非siFramo產品的連接時,依然有效嗎?

即使連接非Sikla的支撐系統與產品, siFramo系統依然可以保有這種靈活性

 

 

如果現有的槽孔配置無法直接使用, 我們的標準產品系列結合0.5 x 1”的槽孔,讓任何非標準的產品都能夠靈活的連接在 siFramo 方鋼型材上。

 

 

6. 載重數據可即時取得

 

     在Sikla服務的多數產業中,客戶常問:「你們有負載數據可以提供嗎?」我們的回答是:「有!」

 

為什麼負載能力數據很重要?

 

當設計非結構性支撐時,工程師必須根據受力載荷計算出相對應的作用力,以選擇適當的方鋼型材和連接方式。

 

獲得負載能力數據的方法有兩種:

 

  1. 依照當地的規範標準計算
  2. 依據認證實驗室進行的測試數據

 

這兩種方法將為工程師提供方鋼型材和連接件的承載能力數據,幫助他們根據不同情況選擇適當的設計,以承受計算出來的作用力。

 

Sikla 擁有自家的設計手冊,它涵蓋了典型的支撐架配置如門型架、T型支撐架和懸臂式支撐,及常見載荷情況如單點和多點載荷及均勻分佈載荷(UDL)。

 

什麼是經獨立測試的承載能力數據?

 

 

Sikla 已經與卡爾斯魯厄理工學院 (KIT, Karlsruhe Institute of Technology)進行直接合作,我們的 siFramo 方鋼型材和一系列組件進行了獨立測試。這些測試的範例圖片展示了siFramo 元件的抗扭轉和抗彎曲測試。 

 

 

7. 典型配置(typical)的設計手冊

 

工業專案在設計上面臨到低重複性的考驗,尤其是進入詳細設計的後期,通常需要設計管路、風管和電纜線槽的次結構支撐。

 

設計師的細設工作效率通常取決於她或他能多快找出有關型材大小和連接方式的正確設計。若缺乏相關資訊或經驗可能會導致尺寸過大或過小,這兩種情況都不理想。

 

在 Sikla,我們彙整出最典型的配置並收錄至我們的設計手冊,提供需要次結構設計的設計師。根據統計,超過75%工業管路支撐設計都可以用這本設計手冊來有效地完成。

 

典型的載重分布情況:

每個典型支撐的測試數據,在常見的管路、風管、電纜線槽和設備都可以被詮釋成以下4種常見工作載重分布的情況。

 

 

 

工作載重與變形

工作載重根據Eurocode 3(DIN EN 1993)《鋼結構設計》進行計算,並符合極限狀態測試和適用狀態的設計要求:

 

極限狀態測試 適用狀態測試

 

如何檢查典型配置在三個維度載重下的適用性?
 
雖然我們的組件已經在三個維度載重上進行測試,但如果要為每個典型配置提供三個維度的工作載重,將會產生過多的數據。這些數據會讓設計手冊變得過於複雜,難以迅速找到所需的資訊。
 
像這樣的情況通常在固定的支撐點不允許任何程度的自由移動。針對這樣的情況,我們經過專業訓練的工程師能夠利用適當的軟體進行數值計算,計算出最有效益的設計。
 
 
 

8. 是否與 BIM 及廠房設計軟體相容?

 

     這是我們現在經常被問到的問題,尤其是在專案規劃的階段。如今,無論您設計或規劃的是什麼類型的專案,Sikla 都有一套可以幫助您簡化設計流程的解決方案並將BIM(建築資訊模擬系統)也列入設計。

 

建築資訊模擬系統

 

如何將 Sikla 產品整合進入 BIM 工具?

 

Sikla 鼓勵使用BIM(建築資訊模擬系統)來協助專案的規劃、執行與交付。此外,我們的目標是將 Sikla 的產品系列直接外掛到各種 BIM 軟體工具(如 Autodesk Revit、MicroStation 等)中。採用 BIM 技術能夠有效提升專案協調,確保專案可靠執行與完成,並能按時交付、維持穩定價格,符合最高的規劃標準。

 

在 Sikla,以下是我們目前已經涵蓋了一些最常使用的 CAD 程式:

 

 

此外我們也有兩個重要資源可以使用:

 

CADENAS Free CAD Portal

 

 

  9. 使用3D結構分析軟體做siFramo 的計算分析

 
正如我們所知,雖然典型配置已經很完善,並且涵蓋了大部分的支撐形式,但還是會有一些情況需要更特別的創意。這通常是會有以下一個或數個情況:
 
 
主結構無法取得或有限的鎖固點,因此限制了鎖固的選擇
動態載重條件(風力、動態負載、管路水錘力)
管架的密度與分佈
 
 
在上述情況下,支撐形式可能會採用非一般的安裝設計以承受不同程度的動態負載。在這種情況下,能夠使用適合的結構分析軟體來檢查和驗證支撐架設計就變得相當重要。為了達成這一目標,Sikla 集團與 Dlubal Software GmbH 進行合作,並使用他們的結構分析軟體 RSTAB。
 
 
結構分析軟體是如何運作的?
 
 
透過RSTAB,您可以容易且快速地建立結構模型,然後計算應力、形變及反作用力。我們將整個過程分為三個階段:
 
 
1.建立結構的模型:
2. 結構的負載力:
3. 檢視結構:

 

這對您代表著什麼意義?

 

對複雜設計的正確性和安全性有信心是能順利進行大型專案的關鍵因素。有了可靠的技術支持,客戶可以放心,siFramo 系統遵循正確的設計規範,讓專案和在專案工作的人員安全都有保障!

 

 

那麼,我們最後的問題:奢侈還是責任?

 

     參與 siFramo 測試、開發、專案設計和實際應用的 Sikla 工程師已經向您介紹了一些最相關的細節,這些細節使該系統成為工業建築專案中可行且被廣泛接受的次結構解決方案。

 

在讀完這篇文章後,您對 siFramo 這個有品牌的產品有什麼看法?

 

至少二十年來,某些公司抄襲知名製造商的輕型支撐架的C形槽鋼系統設計,以提供越來越便宜的安裝耗材,這已經成為一種常態。終端使用者往往關注在典型配置和價格比較,例如“每公尺”、“每標準長度”或“每 100 件”,而不是詢問所使用什麼原材料、獲得的認證、既有的技術資料,更不用說在總成本上比較解決方案的價格了。

 

這種想法之所以能持續這麼長時間,是因為一方面輕型支撐架的C形槽鋼系統等典型應用領域的風險相對較低,另一方面品牌產品製造商使用的安全係數較高。

 

將同樣的理念應用於重型支撐架就是將專案風險從「財務」轉移到「營運」。我們的意思是什麼? 「財務」風險,即由於購買價格上漲而損失利潤率或投標的風險,轉向「營運」風險,即與可能不適用的重型支撐架解決方案相關的危害風險。

 

品牌產品不代表奢侈,而代表責任

 

近十年來,我們一直專注於一種特殊類型的發電廠,其次結構的設計具有挑戰性:管路溫度高、電纜重量也高。我們供應的首個專案歷經改建和擴建。工廠操作員可以在我們所有的部件上找到 Sikla 的名字,並且無論他們在世界何處,都可以找到我們或至少是授權代理。

 

我們的產品系統的設計可以進行竣工驗證,相容性可以得到保證,產品本身的品質也可以得到保證,無論是焊接還是塗層。

 

使用品牌產品意味著可以存取第三方測試資料、包含所有部件及其屬性的外掛軟體、產品責任,並且即使產品的購買者已不存在,品牌供應商仍然能夠提供服務。

 

購買品牌模組化支撐架系統並不是一種奢侈,而是一種對品質、可追溯性和責任感的體現。

 

 

我們希望這篇文章對您有所幫助,也隨時歡迎聯繫我們!

 

資料來源: https://blog.sikla.com/siframo-modular-steel-system

 

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