Introduction
Grand écrans LED extérieurs Les écrans sont devenus un élément indispensable du paysage urbain grâce à leur excellent impact visuel, leurs effets d'affichage haute définition et leur contenu de lecture flexible. Ils assument non seulement d'importantes responsabilités en matière de publicité et de diffusion de l'information, mais constituent également des vitrines importantes pour la diffusion d'images urbaines et la diffusion culturelle.
Cependant, en tant que « squelette » supportant ces écrans, la conception et la qualité de construction de la structure en acier sont directement liées à la stabilité et à la sécurité de l'écran et sont la clé pour garantir que l'écran puisse fonctionner à long terme, de manière stable et sûre.
Avec l'avancement continu de la technologie et l'expansion croissante du marché, l'échelle et la complexité des grands écrans LED extérieurs augmentent également constamment, ce qui impose des exigences plus élevées en matière de conception, de sélection des matériaux, de construction et d'installation des structures en acier.
1. Exigences de base pour les structures en acier des grands écrans LED extérieurs
- Sécurité et stabilité
Lors de la conception de la structure en acier des grands écrans LED extérieurs, la sécurité et la stabilité sont des critères primordiaux. La structure en acier doit garantir la stabilité de l'ensemble de l'écran dans des conditions environnementales difficiles, telles que vents violents, tremblements de terre et autres catastrophes naturelles, sans effondrement ni déformation importante.
Pour atteindre cet objectif, une analyse structurelle détaillée est nécessaire pendant le processus de conception, y compris le calcul des forces externes telles que les charges de vent et les charges sismiques pour assurer la sécurité de la structure.
Dans le même temps, la conception de la structure en acier doit également éviter de nuire à la sécurité structurelle et aux fonctions d'utilisation du bâtiment attenant afin d'assurer une coexistence harmonieuse entre les deux.
De plus, le respect des normes nationales pertinentes, telles que GB 50009 « Code pour les charges sur les structures de bâtiments » et GB 50011 « Code pour la conception sismique des bâtiments », constitue une garantie importante pour assurer la rationalité et la sécurité de la conception des structures en acier.
- Durabilité
Les écrans d'affichage LED extérieurs à grande échelle sont exposés au vent, au soleil, à la pluie et à la neige pendant une longue période, ce qui impose des exigences extrêmement élevées à la durabilité des structures en acier.
Les matériaux de structure en acier doivent présenter une bonne résistance à la corrosion et aux intempéries afin de résister à l'érosion due aux facteurs environnementaux et de garantir un fonctionnement stable à long terme. À cet effet, il est recommandé de privilégier l'acier inoxydable, doté d'une excellente résistance aux intempéries, ou l'acier bénéficiant d'un traitement anticorrosion spécial.
De plus, un entretien régulier est également un moyen important pour assurer la durabilité des structures en acier, notamment en vérifiant l'intégrité du revêtement, en réparant en temps opportun les pièces endommagées, etc., pour prolonger la durée de vie de la structure en acier.
- Maintenabilité
La structure en acier d'un grand écran LED extérieur doit également tenir compte de sa facilité d'entretien dès sa conception. En raison de sa grande surface et de sa structure complexe, les travaux ultérieurs de maintenance et de révision sont souvent difficiles.
Par conséquent, la conception de la structure en acier doit être pratique pour que le personnel de maintenance puisse y accéder et l'utiliser, y compris la mise en place de canaux de maintenance raisonnables, de canaux de passage de câbles, etc., afin de faciliter l'inspection, le nettoyage et l'entretien réguliers de l'écran d'affichage et de la structure en acier.
Parallèlement, la structure doit être conçue de manière rationnelle afin de réduire la complexité et la redondance inutiles, ainsi que la difficulté et le coût de la maintenance. Cela permet non seulement d'améliorer l'efficacité de la maintenance, mais aussi de garantir le bon fonctionnement de l'écran pendant une utilisation prolongée.
2. Sélection et spécifications des matériaux de structure en acier
1). Introduction aux matériaux courants
Lors de la conception de la structure en acier des grands écrans LED extérieurs, le choix du matériau est crucial. Les aciers couramment utilisés comprennent les tubes carrés, les aciers profilés, les aciers en H et les tubes ronds soudés, chacun présentant ses propres caractéristiques, avantages et inconvénients.
- Tube carré :
Les tubes carrés sont largement utilisés en raison de leur section transversale simple et de leur facilité de production. Leur avantage réside dans leur forte capacité portante et leur adaptation aux structures exigeant une rigidité accrue. Leur inconvénient réside dans leur résistance à la torsion inférieure à celle des autres profilés.
- Acier canalisé :
La section transversale de l'acier du canal est rainurée, offrant une bonne résistance à la flexion et convenant aux structures soumises à des moments de flexion importants. Cependant, sa résistance à la torsion est également limitée et, dans certains cas, des problèmes de concentration de contraintes peuvent survenir.
- Acier en forme de H :
L'acier en H doit son nom à sa forme transversale, similaire à la lettre « H » (lettre anglaise). Il offre une excellente capacité portante et une excellente résistance à la flexion. Son module de section transversale élevé et sa légèreté en font un matériau privilégié pour les grandes structures en acier. Cependant, son coût peut être légèrement supérieur à celui d'autres matériaux.
- Tube rond soudé :
Les tubes ronds soudés sont fabriqués par soudage et présentent une bonne ténacité et une bonne plasticité. Leur section transversale circulaire permet de résister aux forces dans toutes les directions, et leur surface est lisse et esthétique. Cependant, la qualité du soudage a une grande influence sur les performances du tube rond, et le processus de soudage doit être rigoureusement contrôlé.
Lors de la sélection des matériaux, il faut tenir compte en détail des besoins spécifiques de l’écran d’affichage et des conditions du site.
Par exemple, pour les écrans d'affichage qui doivent résister à de fortes charges de vent et à des charges sismiques, il convient de sélectionner de l'acier en forme de H avec une forte capacité portante et une bonne résistance à la flexion ; tandis que pour les occasions avec des exigences élevées en matière d'esthétique, des matériaux d'apparence soignée tels que des tubes ronds soudés peuvent être envisagés.
2). Spécifications des matériaux et exigences de performance
Après avoir déterminé le type d’acier, ses spécifications et ses exigences de performance doivent être davantage clarifiées.
- Méthode d'expression des spécifications :
La méthode d'expression des spécifications de chaque type d'acier est légèrement différente mais comprend généralement des paramètres tels que la longueur, la largeur (ou la hauteur), l'épaisseur, etc.
Par exemple, les spécifications des tubes carrés sont souvent exprimées comme « longueur du côté × épaisseur de la paroi », tandis que celles de l'acier en H incluent la hauteur de l'âme, la largeur des ailes et l'épaisseur de l'âme et des ailes. Le choix de ces paramètres doit être déterminé en fonction des résultats de la conception structurelle et de l'analyse des forces.
- Exigences de performances :
Les exigences de performance de l'acier concernent principalement les propriétés mécaniques, les caractéristiques de soudage et la résistance à la corrosion. Concernant les propriétés mécaniques, certains indicateurs tels que la résistance à la traction, la limite d'élasticité et l'allongement doivent être respectés.
En termes de performances de soudage, il est nécessaire de garantir que l'acier soit facile à souder et présente des performances stables après soudage en termes de résistance à la corrosion. Il est nécessaire de sélectionner un acier présentant une résistance à la corrosion adaptée ou de prendre des mesures anticorrosion adaptées à l'environnement d'utilisation. Le respect de ces exigences de performance est essentiel pour garantir la sécurité, la stabilité et la durabilité des structures en acier.
3. Points clés de la conception et de la construction d'une structure en acier
1). Points de conception
Dans le processus de conception de la structure en acier d'un grand écran LED extérieur, plusieurs facteurs doivent être pris en compte de manière globale pour garantir la rationalité, la sécurité et la maintenabilité de la structure.
- Considérations relatives au facteur de charge :
Tout d'abord, la conception structurelle doit tenir pleinement compte du poids de l'écran, des charges dues au vent et des éventuelles charges sismiques. Ces charges auront un impact direct sur la stabilité et la sécurité de la structure. Il est donc nécessaire de déterminer la forme et les dimensions structurelles appropriées grâce à des calculs et des analyses détaillés.
- Conception du système de support :
Une conception rationnelle du système de support est essentielle pour garantir une sollicitation claire de la structure et réduire la concentration des contraintes. Le système de support doit être capable de transférer et de répartir efficacement la charge afin d'éviter les dommages structurels causés par des contraintes locales excessives.
Dans le même temps, la disposition du système de support doit également prendre en compte les exigences d'installation et de maintenance de l'écran d'affichage pour garantir la commodité de fonctionnement.
- Réservation d'espace :
Lors de la conception, un espace suffisant doit être réservé pour répondre aux exigences d'installation et de maintenance de l'écran d'affichage.
Cela implique de réserver un espace d'installation suffisant pour l'écran et de mettre en place des canaux et des plateformes adaptés pour les travaux de maintenance et de réparation ultérieurs. Ces espaces réservés contribueront à améliorer l'efficacité de l'installation et la facilité d'entretien de l'écran.
2). Points de construction
La construction de structures en acier est un maillon essentiel pour garantir la réalisation des objectifs de conception. Durant le processus de construction, la qualité de chaque maillon doit être rigoureusement contrôlée afin de garantir la stabilité et la sécurité de la structure finale.
- Prétraitement :
Avant la construction, les composants de la structure en acier doivent être prétraités par élimination de la rouille, correction, etc. L'élimination de la rouille peut éliminer la rouille et les impuretés à la surface des composants et améliorer l'adhérence et l'effet anticorrosion des revêtements.
La correction peut garantir que la taille et la forme des composants répondent aux exigences de conception et réduire les erreurs lors de l'installation.
- Construction soudée :
Le soudage est un maillon essentiel de la construction de structures en acier. Lors du soudage, une séquence et un procédé de soudage adaptés doivent être choisis pour garantir la qualité du soudage. Une organisation judicieuse de la séquence de soudage permet de réduire la déformation et la concentration des contraintes, et un procédé de soudage adapté garantit la qualité et la résistance des soudures.
De plus, le processus de soudage doit être strictement surveillé et testé pour garantir que la qualité du soudage répond aux normes et exigences en vigueur.
- Contrôle de l'installation :
Lors de l'installation, la précision dimensionnelle doit être rigoureusement contrôlée afin de garantir la bonne mise en place de la structure. Cela comprend un contrôle précis de la taille des composants, de l'emplacement d'installation, des nœuds de connexion et d'autres aspects.
En adoptant une technologie et des outils de mesure avancés, une surveillance et un ajustement précis du processus d'installation peuvent être réalisés pour garantir la stabilité et la sécurité de la structure finale.
Dans le même temps, il convient d’accorder une attention particulière aux questions de sécurité pendant le processus d’installation, et les mesures de sécurité et de protection nécessaires doivent être prises pour assurer la sécurité du personnel de construction.
4. Exigences relatives aux structures en acier dans des environnements particuliers
1). Conditions climatiques extrêmes
Dans des conditions climatiques extrêmes telles que des vents forts, de la pluie et de la neige, la sécurité et la stabilité des structures en acier sont confrontées à de graves défis. Une série de mesures de renforcement doivent donc être prises pour assurer le fonctionnement normal de la structure.
- Renforcer le soutien structurel :
Dans les zones de vents forts, les structures en acier doivent être équipées de contreventements diagonaux ou de fermes structurelles pour améliorer leur rigidité globale et leur résistance au vent. Ces contreventements diagonaux et fermes doivent être calculés et conçus avec précision pour garantir leur stabilité et leur sécurité sous des charges de vent extrêmes.
- Améliorer la résistance des connecteurs :
Les connecteurs sont des composants clés des structures en acier, et leur résistance influence directement la performance globale de la structure. Dans des conditions climatiques extrêmes, il est nécessaire d'utiliser des connecteurs plus résistants et d'adopter des méthodes d'assemblage plus fiables, telles que le soudage ou les assemblages boulonnés haute résistance, afin de garantir la stabilité de l'assemblage.
- Régler les joints de dilatation :
Compte tenu de l’impact de la dilatation et de la contraction thermiques sur les structures en acier, des joints de dilatation raisonnables doivent être installés dans des conditions de différences de température extrêmes.
Le réglage des joints de dilatation doit être calculé et conçu en fonction du coefficient de dilatation et de contraction thermique de l'acier et de la taille réelle de la structure pour garantir que la structure peut se dilater et se contracter librement lorsque la température change afin d'éviter des contraintes et des déformations excessives.
- Mesures d'étanchéité et de drainage :
Par temps pluvieux ou neigeux, l'eau ou la neige s'accumule facilement à la surface des structures en acier. Des mesures efficaces d'étanchéité et de drainage doivent donc être prises. Par exemple, appliquer une peinture imperméable sur la surface des structures en acier, aménager des pentes et des fossés de drainage adaptés, etc., afin de garantir l'évacuation rapide de l'eau accumulée et d'éviter tout dommage à la structure.
2). Zones sujettes aux tremblements de terre
La conception des structures en acier dans les zones sujettes aux tremblements de terre doit suivre des normes sismiques plus élevées et adopter des mesures structurelles sismiques plus complexes pour garantir la sécurité et la stabilité de la structure pendant les tremblements de terre.
- Suivre les spécifications de conception sismique :
Lors de la conception de structures en acier dans des zones à risque sismique, il est nécessaire de respecter scrupuleusement les spécifications nationales de conception parasismique, telles que le « Code de conception parasismique des bâtiments ». Ces spécifications précisent en détail les exigences de conception parasismique et les mesures structurelles des structures en acier soumises à différentes intensités sismiques.
- Adopter des mesures structurelles parasismiques :
Lors de la conception de structures en acier, diverses mesures structurelles doivent être adoptées pour améliorer la performance sismique de la structure. Par exemple, la mise en place de supports sismiques, le renforcement des connexions des nœuds et l'adoption de dispositifs d'absorption d'énergie et de chocs.
Ces mesures peuvent absorber et disperser efficacement l’énergie sismique et réduire le degré de dommages causés à la structure lors des tremblements de terre.
- Effectuer régulièrement des tests de performance sismique :
Afin de garantir la sécurité des structures en acier en cas de tremblement de terre, il est nécessaire de réaliser régulièrement des essais de performance sismique. Ces essais portent notamment sur la déformation structurelle, la répartition des contraintes, l'état des connecteurs et d'autres aspects.
Grâce aux tests, les dangers et les problèmes cachés dans la structure peuvent être découverts à temps et des mesures correspondantes peuvent être prises pour le renforcement et l'entretien.
- Renforcer le renforcement et l'entretien :
Dans les zones sismiques, les structures en acier peuvent être affectées par de multiples tremblements de terre. Il est donc nécessaire de procéder à des travaux de renforcement et d'entretien. Cela comprend l'inspection, l'entretien et le renforcement réguliers de la structure.
Le renforcement et l'entretien peuvent améliorer la résistance sismique de la structure et prolonger sa durée de vie. Parallèlement, après un tremblement de terre, la structure doit être inspectée et réparée à temps pour garantir son utilisation en toute sécurité.
5. Exigences en matière de protection contre la foudre et de mise à la terre
1). Conception de la protection contre la foudre
Lors de la conception de la protection contre la foudre des grands écrans LED extérieurs, les normes nationales et les spécifications industrielles en vigueur, telles que le « Code de conception de la protection contre la foudre des bâtiments » GB 50057, doivent être strictement respectées afin de garantir la sécurité de l'écran et de sa structure en acier en cas d'orage. Les points de conception spécifiques sont les suivants :
- Confirmation du niveau de protection contre la foudre :
Tout d'abord, le niveau de protection contre la foudre doit être déterminé en fonction du nombre annuel de coups de foudre prévus dans le bâtiment où se trouve l'écran d'affichage, des caractéristiques structurelles du bâtiment et de son environnement. Cela permet de déterminer les exigences spécifiques des mesures de protection contre la foudre ultérieures.
- Réglage du dispositif de protection contre la foudre :
Selon le niveau de protection contre la foudre, les dispositifs de protection contre la foudre tels que les paratonnerres et les bandes de paratonnerre sont placés sur le dessus ou à proximité de la structure en acier de l'écran d'affichage.
La longueur et le nombre de paratonnerres doivent être calculés et conçus en fonction de la taille et de la hauteur de l'écran d'affichage pour garantir qu'ils peuvent protéger efficacement l'écran d'affichage des coups de foudre directs.
Dans le même temps, des bandes paratonnerres doivent être placées le long du haut ou du côté de la structure en acier pour former un chemin conducteur continu pour conduire la foudre dans le sol.
- Protection de l'alimentation électrique et de la ligne de signal :
Des parafoudres sont installés sur la ligne électrique et la ligne de signal de l'écran d'affichage pour empêcher la foudre d'envahir l'intérieur de l'écran d'affichage via la ligne.
Le parafoudre de puissance doit être installé dans le boîtier de distribution de l'écran d'affichage, tandis que le parafoudre de signal doit être sélectionné et installé en fonction du type d'interface de signal.
2). Exigences de mise à la terre
La mise à la terre est un maillon important du système de protection contre la foudre, car elle est directement liée à la rapidité et à la sécurité de l'introduction du courant de foudre dans la terre. Par conséquent, lors de la conception de la mise à la terre des grands écrans LED extérieurs, une attention particulière doit être portée aux points suivants :
- Connexion fiable :
La structure en acier de l'écran doit être solidement reliée au système de mise à la terre du bâtiment. Cette connexion est généralement réalisée par soudage ou boulonnage afin de garantir un bon contact et une faible résistance.
Dans le même temps, il convient également de prêter attention au matériau et à la section transversale du fil de terre pour répondre aux exigences de la transmission de courant.
- Contrôle de la résistance de mise à la terre :
La résistance de terre est un indicateur important pour mesurer la performance du système de mise à la terre. Selon les normes en vigueur, la résistance de terre des écrans LED extérieurs doit généralement être inférieure à 10 ohms. Si cette exigence n'est pas respectée, des mesures supplémentaires, telles que des grilles de mise à la terre artificielles, doivent être prises pour l'améliorer.
- Contrôle régulier :
Le système de mise à la terre doit être inspecté régulièrement pour en vérifier l'intégrité et l'efficacité. Cela comprend le test et l'enregistrement de l'état de connexion du fil de terre, de la valeur de résistance de terre, etc. Dès qu'un problème est détecté, des mesures doivent être prises rapidement pour le réparer ou le remplacer afin de garantir la fiabilité du système de mise à la terre.
Conclusion
En résumé, les exigences relatives à la structure en acier des grands écrans d'affichage LED extérieurs sont un projet systématique impliquant la sélection des matériaux, la conception structurelle, la construction et l'installation, la maintenance et d'autres aspects.
Ce n'est qu'en suivant strictement les normes et spécifications pertinentes que la stabilité et la sécurité de l'écran d'affichage peuvent être assurées, offrant ainsi un soutien solide à l'affichage de l'image de la ville et à la communication culturelle.
Enfin, si vous souhaitez en savoir plus sur les écrans LED, veuillez nous contacter.
